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关键词:沥青混凝土;接缝;施工方法
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:
一 引言
近年来,路桥工程建设得到了长足的发展,沥青混凝土路面施工技术不断成熟。在道路施工中,平整度是考核道路施工质量的一个重要指标,而影响路面平整度的因素也很多,其中接缝的处理是一个重要方面。在沥青路面接缝位置发生跳车是路面行车时经常出现的影响行车质量的重要现象,其原因就是由于路面沥青接缝处在施工时因压实度以及强度结合度处理不到位,造成路面出现沉洼或凸起、裂纹、甚至松散等质量事故所引起的。沥青路面接缝施工是一项技术操作很强的系统性路面处理措施,其施工质量不但直接关系到路面行车的安全舒适性,还会影响车辆的行车能耗、轮胎磨损、运输时效等经济效益。
二 沥青混凝土路面接缝技术
(一)热接缝技术
热接缝技术指在沥青材料处于高温状态时对其进行碾压成型的路面铺筑技术。一般是在使用两台以上摊铺机并列实施梯队作业,此时两条毗邻摊铺带的混合料都还处于压实前的热状态,采用振动式压路机在热料车道上进行初压,然后及时从未压实车道一侧连续碾压,这样既可以防止混合料离析,还可有效地消除路面纵向接缝,且接缝连接强度处理较好。
(二)冷接缝技术
冷接缝技术指沥青路面装铺施工中将新铺沥青路面面层与已经被碾压密实后的沥青面层进行搭接、碾压的处理方法。施工时将先前施工的沥青混合料装铺带边缘切齐并涂洒少量粘层沥青,再将沥青混合料摊铺在新路幅路面,与已铺铺层适度重叠后将多余混合料铲走,然后采用静压模式进行碾压,对接缝处混合料形成挤压效果,采用振动压实模式进行二次碾压。
(三)接缝机技术
接缝机技术属于一种自动接缝技术,通常是在摊铺机熨平板侧面安装一种能够将接缝处多余混合料堆挤到熨平板前面的靴形设备,在摊铺机的另一侧安装一个能够自动搭接混合料的反冲板装置,由未压实车道实施接缝碾压处理,可确保路面接缝处沥青混合料形成良好的集料嵌锁效应,从而形成高强型密实强度路面。这种方法也适合对未压实车道进行接缝的碾压,如果正确使用接缝机可确保高密度和在接缝处良好的集料嵌锁。
(四)切削盘技术
该技术通常是在碾压机或平地机上安装一个直径合适的切削盘,在沥青混合料塑性较好时,将已压实车道的低密度边缘切削成垂直截面,并在相邻路幅铺设混合料之前将边缘面均匀涂抹一层橡胶改性沥青粘层,以提高纵缝密度。虽然这种技术可以使纵缝密度提高,但是,抗拉强度并没有明显提高。
三 沥青混凝土接缝处理
(一)纵向施工缝的处理
1、纵向施工缝热接茬的处理。此种方法主要应用于两台以上摊铺机同时作业的情形,该方法比较简单,也易于被施工单位掌握,只要施工人员注意两台摊铺机接茬处平衡梁的摊铺平整,掌握好虚铺,压路机操作手按正常施工碾压方法碾压,对路面平整度影响就不大。热接缝较好处理,我们施工单位都能运用自如。
2、纵向施工缝的冷接茬的处理。在目前公路建设项目中,路面宽度一般有 9m至18m不等,再加上大多要求是边施工边通行,摊铺机很难一次摊铺成型,实际中大多采用半幅施工作业,这就出现了大量纵向缝冷接茬的情况。但实际处理起来,并不十分理想。根据公路施工规范的有关要求,并结合实际,我们摸索出一条比较理想的方法,并大量应用于实践,取得了比较理想的效果。
纵向缝冷接茬的处理方法:
要将先铺过的半幅沥青混凝土路面中缝切割齐整。但这并不是简单切齐了事,而是先要对路面进行考察,调查切割宽度,即切多宽能使路面平整,不出现坡头等。切割前要求施工员认真放样,恢复中线,用白线或粉笔作出标记,使切割人员能够准确切割。切割时更应注意不要出现犬齿型接茬,保证平直顺,不影响路面表观质量。
涂抹乳化沥青,实际施工中许多施工人员认为涂抹乳化沥青没什么作用,关系不大,其实这种观点是不正确的。沥青混凝土路面的结合需要一种粘贴剂,乳化沥青作为沥青混凝土路面的结合料,防止渗水。乳化沥青是高温施工时最好的结合料。实际施工中要求施工人员切缝、清扫干净后,均匀涂抹乳化沥青,切忌敷衍了事,否则过一段时间后,施工缝必将成为水损害的切入点。
选用自动找平式大型摊铺机,找平仪依靠已铺筑路面找平,摊铺机在铺筑时最好是紧邻接缝,但熨平板不能压在已铺筑路面上,采用人工处理接缝,然后压路机碾压成型。整体摊铺过程要求摊铺机匀速、连续施工。
一般来说采用自动找平摊铺机,机械很少出现问题,关键是人工找平处理。摊铺机铺过后,一般略高于铺筑路面,并且重叠已有路面10-20cm,首先用刮平板刮平,略高于铺筑路面0.5~0.8cm,并需人工铲除干净,而后一人用平锹或刮平板沿施工缝方向成45度斜刮,斜面由内向外,刮底5-10cm。然后一人用竹扫帚(较稀疏的)沿纵向扫净,将骨料扫出,并清理干净,后面直接用刮平板沿纵向铲清,最后一人用竹扫帚将所有散落的混合料扫道铺筑的路面内,特别是已铺筑压实路面1m内的碎石杂物要清扫干净。要求:人工紧凑;否则,等温度降低后在处理,会使接缝形成麻面。
(二)横向施工缝的处理
横向施工缝通常都是冷接茬,因此在摊铺时无论机械或是人工,其采用的都与纵向没有什么区别。只要符合松铺厚度要求,碾压平整,密实即可,但其碾压方法,却大相径庭。针对实际施工中情况的不同,主要分为以下两种碾压方法:
1、平面接缝碾压,正如同施工规范上所讲,从已有路面向刚铺筑路面慢慢错轮,至全轮碾压,但钢轮振动压路机要选择合适的振频,保证不拥挤、不开裂,端头与中央效果相同。当横向碾压完成时,纵向碾压时,退出刚铺筑路面时一定要关闭振动,防止引起在横向处出现拥挤带,从已压实路面进入刚铺筑段时,可小振进入。
2、当压实路面明显低于新铺路面,且需要切缝处理时,此时会在切缝处出现一松铺较厚和接茬两个角。碾压时切忌横向振动碾压,否则会出现大的跳车、波浪形。沿路线前进方向关闭振动碾压至平整后,前进可以用小振压至密实状态,后退减速缓慢驶出,才能使接缝顺平。沥青路面在摊铺、碾压过程中有许多值得总结和学习的经验,对新铺路面改善平整度、跳车、外观质量等都有直接影响,会使沥青混凝土路面在行车舒适上更进一步。
四 沥青混凝土路面接缝施工的注意要点
接缝应避开结构物及下面层的接缝位置,该位置应保持碾压不受阻挡。接缝处切割不宜太整齐,否则容易粘结成为一个整体,尤其是在切割后不要用水清洗干净,或者清洗后未等水分干燥,或者未涂刷粘层油,就铺筑混合料,这样很难与老沥青层粘结牢。在接缝上钻孔往往可以发现接缝两侧是分开的。若用凿岩机等在尚未硬化的沥青层上凿成凹凸不平的横向缝,则便于工作缝的接茬牢固,不易开裂。摊铺机在摊铺前必须预热充分,头车料温提高到150℃左右,起步摊铺速度达到2~5m/min(正常摊铺速度),不能太慢,否则会使新铺路面出现拖痕,影响结构厚度。摊铺机振捣器振动必须与摊铺机起步同步进行,严禁停在接缝处原地不动,从而造成接缝处的混合料与前进方向摊铺的混合料密实度不平衡。摊铺前,施工人员需将接缝用的耙子、铁锹等工具上粘附上的残渣清理干净,及时整平不影响压路机的碾压。接缝摊铺层施工结束后再用3m直尺检查平整度。当有不符合要求的情况应趁混合料尚未冷却时立即处理,以保证横向接缝处的路面平整。选用高性能的振动压路机碾压,碾压时速度一定要慢,需要压路机司机一定要精心操作,在转向、换向时要平稳,不得急躁。在老路面错轮后再以同样方式碾压接缝,直至压完整个接缝断面后再恢复正常速度碾压。这样才能保证接缝处的质量。
五 结束语
沥青混凝土路面接缝是控制路面质量的关键,处理好接缝对路面质量和工程效益具有重大意义。在选用接缝技术时,应该综合考虑现有的施工条件、路面宽度、路面厚度、混合料特性等,多次试验,不断吸取经验,控制好沥青混凝土路面施工接缝处理质量,从而保证路面平整度。
参考文献
[1]毕小翾.沥青路面接缝施工技术的几点思考[J].中国科技财富,2011(3)
关键字:高速公路 沥青路面面层施工
在现代化路面的建设中,沥青面层已经成为了一个标准。大家都知道,沥青路面具有坚实、耐久、防渗等优点,还能抗低温开裂等。在施工技术上和国外相比还是存在着一定的差距,在施工过程中质量的控制一直是我们烦恼的。国内既使做了大量的研究,但是还没有真正形成一套有效的控制方法,来提高工程质量,还需要我们大家一起努力来改变这个局面。
沥青路面简析
在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力,使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此,沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面(包括次高级路面)。据考古资料,印加帝国在15世纪已采用天然沥青修筑沥青碎石路。英国在1832~1838年之间,用煤沥青在格洛斯特郡修筑了第一段煤沥青碎石路;法国于1858年在巴黎用天然岩沥青修筑了第一条地沥青碎石路;到20世纪,使用量最大的铺路材料为石油沥青。中国上海在20世纪20年代开始铺设沥青路面。1949年以后随着中国自产路用沥青材料工业的发展,沥青路面已广泛应用于城市道路和公路干线,成为目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。
二、高速公路沥青路面的面层施工中存在的问题高速公路沥青路面在进行面层的施工过程时,在施工技术上还有待提高,其中还是有一些问题的存在,经过分析总结,归纳出有以下几点主要问题: 1、接缝处理的问题。路面填缝料,它的作用是防水渗入并防止各类杂物掉入接缝处,因此影响混凝土板的伸缩。沥青面层在接缝后,落物虽然不会再有,但防水的作用不是相当重要的,在现代沥青路面的施工中,诸如此类,落物这种接缝问题还是普遍存在的。 2、面层的局部离析问题。沥青面层的离析问题也是很重要的,它主要表现在:上面层每一台摊铺机的中缝,两台摊铺机之间接缝的部位存在痕迹,或者有有存在渗水现象;中面层接缝部位也同样存在痕迹;在面层将要开始施工,又或得是在临近结束时,出现的面层局部离析问题。 3、面层压实度不均匀。很多沥青高速公路在面层的施工中,虽然各段落面层的压实度一般都能满足高标准要求,但是还有一部分测点的压实度达不到要求,偏低,特别是靠近中央分隔带和硬路肩的地方,很多最大理论密度压实度根本没有达到相关的技术要求。 4、原材料质量的不稳定。沥青路面的面层施工过程中,施工中原材料的粗细集料粉尘颗粒质量无法保证,比如含量超标,基本都是在集料加工过程、集料储运中的二次污染所形成的。有时,在选取同一品牌的抗剥离剂包装时,在不同时间内的内部材料质量差异较大,原材料的不稳定就因此而造成。另外,在碾压的过程中,由于集料压碎值偏大,会造成中、下面层集料被压碎,此现象频繁出现。路面集料的供货来源不同,出现的混杂现象,会导致一系列级配不稳定的等问题。
三、沥青路面的施工技术
1 、沥青混合料的摊铺
摊铺机的运行速度是有讲究的,搅拌机的产量、施工设备的情况、摊铺厚度和宽度来设定,首先按2-6m/min作为预先设定,然后在施工的过程中要保证缓慢、均匀、一次性的摊铺。切记不能随意改变摊铺的速度。一般在摊铺过程中不需要工人进行整修,如果有特殊情况,可以在专业人员的指挥下,通过人工找补或更换混合料,在缺陷较多的部位进行铲除,以此提高摊铺质量。摊铺用的钢丝要扭绕式的,直径应该控制在6mm以内,拉力要大于800N,每5M设一钢丝支架。前面的摊铺机左侧架应设钢丝,摊铺机上安装横坡仪控制;后面摊铺机右侧架应设钢丝,左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”。
2 、沥青路面的碾压
沥青路面施工的最关键步骤就是碾压,同时,它也是施工的最后一步。我国高速公路建设正在蓬勃发展时期,我们要不断分析总结施工经验,充分认识到了沥青路面的压实度对公路质量来说是起着重大的影响,要提高路面压实的整体水平,增加压路机的压实功能,在碾压过的程中密切关注并严格控制压实机的速度 ,才能更好地保证压实质量。其实在碾压的过程中,碾压的速度和次数是相互作用、互相制约的,碾压的速度快,就会需要为保证碾压质量而增加碾压次数,降低压实效率。由此见得,合理的碾压速度是相当的重要,对减少碾压时间,提高碾压效率都有着积极的作用。施工中,速度要控制在2-4km/h,轮胎压路机可以进行一些适当的提高,但要记住应该控制在5km/h以内。速度过慢的话,摊铺和压实之间会产生空隙,会直接影响到施工的质量。因此,碾压速度的选择原则:保证沥青混合料碾压质量的前提下,尽量的提高碾压速度,减少施工次数,来提高工作效率。
3 、沥青路面压实技术与接缝施工
想提高沥青混凝土路面的耐久性,达到延长使用寿命效果,混合料的配合、设计与压实是十分关键。即使再优化的混合料配合比没有充分压实,也会降低路面的使用功能。压实的目的就是为了减少混合料中的缝隙,增加路面的密实度,增强沥青路面的耐久性。纵向施工缝:两台摊铺机在同时作业的时候,可以通过梯队联合摊铺方式的纵向接缝,首先应在已经摊铺的混合料部分留出10-20cm宽的位置,此部位不做压实,这时就有5-10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后作跨接碾压以消除缝迹。横向施工缝:全部使用平接缝,用3m直尺从纵向延伸的位置,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱落的地方作为裂缝处理的部位,用锯缝机割齐后铲除;继续摊铺时,需要将接缝时出现的粉尘清理干净,加上一些沥青,摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺;碾压时用钢筒式压路机做横向压实,从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。
四、施工中的注意事项 1、原材料的质量问题必须要保证,特别是一些粗细集料和填料的质量,务必要选取合格的矿物材料;
2、做好施工机械,质量检测仪器的准备工作,配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器;
3、必须进行完善的沥青混凝土配合比设计,包括马歇尔试验设计、浸水马歇尔试验残留稳定度检验和车辙试验抗车辙能力检验;
五、结论:
【关键词】沥青路面 病害 解决方案
沥青路面具有表面平整,坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和有良好的减振性等优点,使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温度变化、湿度变化,冰冻功能、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响,出现了多种沥青路面病害,如沥青路面的裂缝、车辙和水损害等。根据我们这几年来对我省沥青路面的实际损坏情况的调查,谈谈沥青路面常见的问题和裂缝出现的原因及其预防办法。
一、沥青路面常见问题
沥青路面的损坏所表现出的形式和特征是多种多样的。经总结分析,主要有以下几种常见问题。
1.沥青路面的裂缝
沥青路面建成后,都会产生各种形式的裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响,但随着表面雨水的侵入,导致路面强度下降,在大量行车荷载功能下,使沥青路面产生结构性破坏。沥青路面裂缝的形式是多种多样的,裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。影响裂缝的主要因素有:沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和气候条件等。
2、沥青路面的松散
松散是直接影响行车平安的路面病害,松散可能出现在整个路面表面。也可能在局部区域出现,但由于行车功能,一般在轮迹带比较严重。其产生的主要原因有:(1)局部路基和基层不均匀沉降引起路面破坏;(2)碎石中含有风化颗粒,水侵入后引起沥青剥离;(3)随着使用时间的增多,沥青结合料本身的粘结性能降低,促使面层和轮胎接触部分的沥青磨耗,造成沥青含量减少,细集料散失;(4)机械损害或油污染。
3、沥青路面的水损害
沥青路面在存在水分的条件下,经受交通荷载和温度涨缩的反复功能,一方面水分逐步侵入到沥青和集料的界面上,同时由于水动力的功能。沥青膜渐渐地从集料表面剥离,并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。沥青路面产生水损害的原因主要有材料、设计、施工、土基和基层、超载车辆等原因。
4、沥青路面的冻胀和翻浆
沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期,因为水的侵入和路基土的水稳定性能差,由于冰冻的功能,路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合功能的结果。其中水、土、温度构成翻浆的三个自然因素,缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。
二、沥青路面出现裂缝的原因分析及其预防办法
1 原因分析
沥青路面出现裂缝的主要原因而可以分为两大类:一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,一般称之为非荷载型裂缝摘要:另一种是由于行车荷载的功能而产生的结构性破坏裂缝,一般称之为荷载型裂缝。
(1)非荷载型裂缝
非荷载型裂缝主要是温度裂缝,也有因施工不当、材料选取不当等引起的裂缝。其产生的原因有:
1)沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力。但在冬季气温骤降时,土基和路面基层由于受温度变化,冬季冰冻产生的膨胀,导致路基和基层产生裂缝并反射到沥青面层,沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,同时劲度急剧增大,超过混合料的极限强度或极限拉伸应变,便会产生开裂。此外,随着温度反复升降,温度应力使混合料的极限拉伸应变变小,又加上沥青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性能降低,故可能在比一次性降温开裂温度更高的温度下开裂,同时裂缝是随着路龄的增加而不断增加。
2)沥青的品种和等级也是影响沥青路面开裂的重要因素。在长期的实践经验中,选用高粘度、低稠度的沥青,其温度敏感性较低,能延迟温度裂缝的产生;沥青未达到适合本地区气候条件和使用要求的质量标准,低温抗变形能力较差,致使沥青面层在低温下产生收缩开裂。
3)地基处理不当,路基碾压不均匀,造成路基沉降不均匀;旧路拓宽时,新旧路基搭接部位没有严格按照台阶式分层压实处理,以及下部基层比较软弱,或地基处理不彻底等。
(2)荷载型裂缝
荷载型裂缝即主要由于行车荷载功能而产生的裂缝,其产生的原因有:
1)随着交通运输的高速发展。原有的路面强度日趋不足,路面满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需求,沥青路面过早产生疲惫破坏,沥青路面很快开裂。
2)原结构设计不合理,未充分考虑到各种不利因素,施工质量不好,沥青路面面层厚度不足,沥青路面原材料的品质不符合设计规范要求,路面强度明显不能满足行车要求。在行车功能下,非凡是超大吨位车辆的频繁碾压,沥青路面很快开裂。
2 防止办法
针对以上分析的沥青路面病害的原因,主要从施工材料、设计、施工、养护和交通管理等5个方面采取相应的预防办法。
(1)材料方面
合理确定沥青路面结构,沥青面层的裂缝主要由沥青面层本身的低温收缩引起的。选用低温劲度小、延度大、温度敏感性差、含蜡量低的优质沥青,精选矿料,准确级配沥青面层的矿料和合理配置沥青混合料配合比。配制出性能优良的沥青混合料,控制沥青用量,保证沥青混合料性能优良,均可有效减少裂缝。
(2)设计方面
精心设计,对地形复杂地段做好地质调查工作。要非凡注重加固地基,防止因地基软弱而出现不均匀沉降,使用合格填料填筑路基,或对填料进行处理后再填筑路基,确保路基有足够的强度和稳定性,以保证路面具有稳定的基础。
(3)施工方面
精心施工,选择先进施工工艺和机械设备,制定完善的施工方案,确保压实度达到规范要求,严格按设计要求进行软基处理,提高软基处理的施工质量,严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内;半刚性基层碾压完成后。要及时养生,防止其产生裂缝反射到表面层,保护混合料的含水量不受损失;养生结束后,应立即喷洒透层油,并尽快铺筑沥青面层。
(4)养护方面
严格养护管理,加强路面保洁,确保排水性能良好。及时对裂缝的进行科学的处理,避免病害的进一步扩展。
(5)加强交通管理
加强交通管理,限制大型超载车通行;在夏季连续高温时段,运营管理单位可将重车布置在夜间、凌晨路表气温较低时段通过摘要:禁止带钉轮胎对路面的过度磨损或者更加严厉地限制使用。
三、结束语
沥青路面中的病害给道路交通带来各种各样的隐患,这是一个不容忽视的新问题,但这些病害不是不可克服的,只要我们认真选材,精心设计,把握住各个施工环节,严格按照施工规范和操作规程进行施工,做好道路养护工作,加强变通管理,很多病害是可以避免或降低其破坏力的。
【参考文献】
[1] 张登良, 沥青路面,北京, 人民交通出版社. 2010
[2] 郝培文, 沥青路面施工与维修技术, 北京,人民交通出版社, 2011
关键词:沥青路面损坏类型损坏原因
中图分类号:U412.2文献标志码:A 文章编号:
沥青路面在通车使用过程中会发生由轻微逐渐演变为严重的损坏。沥青路面损坏的原因为多因素的综合,这些因素包括建设施工过程中的材料、结构、工艺等因素,以及在通车使用过程中的荷载、自然影响等因素。在多方面因素共同作用下,构成了沥青路面损坏的错综复杂的原因。
1沥青路面出现的损坏类型
沥青路面的损坏大体分为裂缝类、变形类、表面类三大类型。
1.1裂缝类
沥青路面裂缝是沥青路面早期损坏的主要形式,其主要分为横向裂缝、纵向裂缝及龟裂等 [1]。
(1)横向裂缝
横向裂缝是与道路中线近于垂直的裂缝,有时伴随有少量支缝。横向裂缝主要是由于低温收缩或者因半刚性基层裂缝反射到面层而引起,路基压实度不足也会引起这种病害。
(2)纵向裂缝
纵向裂缝是与道路中心大致平行的裂缝,有时伴随有少量支缝。路基施工由于没有采用层铺压实或半填半挖路基施工中压实质量差,导致路基出现不均匀沉降而引起。
(3)龟裂
龟裂是行车荷载反复作用的结果,是沥青路面的一种主要结构损坏类型,其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝,形成龟裂。主要是由于路面结构强度不足引起,这种病害在我国早期修建的沥青路面上较为普遍。
1.2变形类
沥青路面变形类病害其主要分为横向车辙、波浪、沉陷及拥包等。
(1)车辙
车辙是指路表面沿轮迹的纵向凹陷。表现为沿行车带出现横向高差,车辙主要是由于沥青混合料级配设计不合理或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。同时,重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。
(2)波浪
波浪指路面有规律的纵向起伏,波峰和波谷有规律的交替出现,间隔一般在60cm以内。波浪主要是路面组成材料设计不合理或施工质量差,导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用;在纵坡段,由于高温的原因也会出现这种病害。
(3)沉陷
沉陷是指路表面的局部凹陷。沉陷主要是由于软基路段路基沉降所引起,路基压实度不足,也可导致出现沉陷。
(4)拥包
拥包是指路面材料推移引起的局部隆起。拥包主要是由于路面组成材料不合理或施工质量差,导致面层沥青出现推移。
1.3表面类
沥青路面表面类病害其主要分为泛油、松散、麻面、坑槽、翻浆等[2]。
(1)泛油
泛油是指路面混合料中的沥青向上迁移到路面,形成一层有光泽的沥青膜。泛油主要是沥青含量过多,混合料空隙率过小,沥青高温稳定性差等原因造成的。
(2)松散
松散是指路面材料逐渐从沥青路面脱开并散失。松散主要是由于混合料中沥青偏少,沥青与集料间粘结差,沥青老化而变硬等原因造成的。施工过程中混合料过火以及水毁严重路段也会导致松散。
(3)麻面
麻面是指沥青粘附性不足而从集料表面剥落,造成集料外露。主要是由于沥青混合料不合规格造成的。
(4)坑槽
坑槽是指路面中出现的碗状坑洞。是龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果。主要是由于裂缝等原因导致过量水分渗入面层造成损坏。
(5)翻浆
翻浆是路基中的水通过裂缝喷涌到路面,同时带出泥浆。土质、气温水是造成翻浆的主要因素。由于裂缝灌缝不及时,导致路面水渗入路基或地下水位高、排水不及时的路基,容易产生翻浆。
2我国公路沥青路面发生损坏的原因分析
2.1沥青路面损坏的内因
沥青路面损坏的内因指的是由于设计施工过程中采用的结构、工艺及材料等施工要素不合理,而导致的先天性缺陷[3]。
2.1.1设计因素的影响
(1)沥青路面结构设计单一
我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一,而且级配范围较宽。此外,一些标准和规范仍停留在多年前的水平,不能满足发展的需要,甚至出现了所谓“合理的病害”。
(2)沥青路面排水设计存有缺陷
水损坏是沥青路面损坏的主要原因之一,合理的排水系统是沥青路面质量的保证。在公路中分带排水设施设计上,若设计不够合理,就容易造成沥青路面水损坏。
(3)收费广场路面尽量不要采用沥青路面设计
收费广场和收费车道路面一般采用水泥路面设计,因为收费广场路面经常要承受车辆减速、刹车影响,承受较大剪拉应力。长期承受剪拉应力,沥青路面较水泥路面更容易损坏。
2.1.2施工因素的影响
(1)施工配合比的控制
在实际生产中,许多地方都严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往达不到设计要求,有的甚至出现较大偏差,出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况。可以通过试验路段确定生产配合比来解决这个问题。
(2)施工过程控制
混合料的拌和、运输、摊铺、压实的施工工艺环节是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。摊铺过程中应着重控制摊铺温度、供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等环节。
(3)路基施工缺陷的影响
从调查材料看,有些公路破坏与路基施工质量有关。究其原因,大部分损坏与施工工期短、为赶进度有关。
(4)桥梁施工缺陷的影响
桥头两端压实不足发生的不均匀沉降,往往造成桥头两端沥青路面发生损坏。
2.1.3材料因素影响
但在调研中发现,有些省份的公路建设部门为了确保沥青的质量,在进行招标时将指标值定得过高,以至于有些沥青供应商在沥青中加入某种成分以提高指标值,严重影响了沥青路面的寿命。此外,砂石料质量的参差不齐也造成了公路建设质量的下降。
2.2沥青路面损坏的外因
沥青路面损坏的外因指的是公路通车使用后由于荷载、自然因素等因素影响造成的路面损坏。
(1)行车荷载的因素
在外力的综合作用下,路面结构层内将会产生拉应力、剪应力和压应力,如果这些应力超过了路面结构的强度,路面就会出现损坏。此外,如若路面结构刚度不够,在车轮荷载作用下也会造成路面损坏。随着我国经济的迅速发展,严重的超载运输造成了路面加速损坏[4]。
(2)温度的原因
沥青混合料是一种温度敏感性材料,它的路用性能与其温度敏感性密切相关。随着温度的变化,沥青混合料中的集料、矿粉以及沥青的相对密度都会发生变化,很可能产生车辙。
(3)沥青路面的水损害
沥青路面的水损害,是指沥青路面在水分存在的条件下,受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分逐渐侵入到沥青与集料的界面上,同时由于水动力的作用,沥青膜渐渐地从集料表面剥离,导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。水损害一般出现在高温多雨季节。
(4)沥青路面的表面功能衰减
沥青路面的表面功能是指沥青路面的平整、抗滑、噪音、溅水和水雾等。这里主要说明路面抗滑性能的衰减。
3结论
本文总结了沥青路面损坏的常见类型,沥青路面损坏大体分为裂缝类、变形类、表面类三大类型。同时从沥青路面损坏的内因、外因和养护技术几方面分析了沥青路面损坏的原因,为预防沥青路面的损坏找到解决问题的对策奠定了基础。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]沈金安、李福普、陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防止对策,人民交通出版社,2004.
一、常见沥青路面病害
沥青路面的损坏所表现出的形式和特征是多种多样的。经总结分析,主要有以下几种常见病害。
1.沥青路面的裂缝。沥青路面建成后,都会产生各种形式的裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响,但随着表面雨水的侵入,导致路面强度下降,在大量行车荷载作用下,使沥青路面产生结构性破坏。裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。影响裂缝的主要因素有:沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和气候条件等。
2.沥青路面的车辙。车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实,以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。影响沥青路面车辙深度的主要因素是沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素,以及气候和交通量等的外界因素。车辙产生的主要原因有:(1)沥青混合料油石比过大;(2)表面磨损过度;(3)雨水侵入沥青混凝土内部;(4)由于基层含不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。
3.沥青路面的松散。松散是直接影响行车安全的路面病害,松散可能出现在整个路面表面。也可能在局部区域出现,但由于行车作用,一般在轮迹带比较严重。其产生的主要原因有:(1)局部路基和基层不均匀沉降引起路面破坏;(2)碎石中含有风化颗粒,水侵入后引起沥青剥离;(3)随着使用时间的增多,沥青结合料本身的黏结性能降低,促使面层与轮胎接触部分的沥青磨耗,造成沥青含量减少,细集料散失。
4.沥青路面的水损害。沥青路面在存在水分的条件下,经受交通荷载和温度涨缩的反复作用,一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上,同时由于水动力的作用。沥青膜渐渐地从集料表面剥离,并导致集料之间的黏结力丧失而发生路面破坏。沥青路面产生水损害的原因主要有材料、设计、施工、土基和基层、超载车辆等原因。
5.沥青路面的沉陷。沉陷是路面变形中最普遍的一种,特点是面积大,涉及的结构层次深,主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是:土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降,引起路面局部下沉。
二、沥青路面出现裂缝的原因分析及其预防措施
1.原因分析。沥青路面出现裂缝的主要原因而可以分为两大类:一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,一般称之为非荷载型裂缝:另一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝,一般称之为荷载型裂缝。
(1)非荷载型裂缝。非荷载型裂缝主要是温度裂缝。其产生的原因有:
①沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力。但在冬季气温骤降时,土基和路面基层由于受温度变化,冬季冰冻产生的膨胀,导致路基和基层产生裂缝并反射到沥青面层,沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,同时劲度急剧增大,超过混合料的极限强度或极限拉伸应变,便会产生开裂。
②沥青的品种和等级也是影响沥青路面开裂的重要因素。在长期的实践经验中,选用高黏度、低稠度的沥青,其温度敏感性较低,能延迟温度裂缝的产生。
③地基处理不当,路基碾压不均匀,造成路基沉降不均匀。
(2)荷载型裂缝。荷载型裂缝即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝,其产生的原因有:
①随着交通运输的高速发展。原有的路面强度日趋不足,路面满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需求,沥青路面过早产生疲劳破坏,沥青路面很快开裂。
②原结构设计不合理,未充分考虑到各种不利因素,施工质量不好,沥青路面面层厚度不足,沥青路面原材料的品质不符合设计规范要求,路面强度明显不能满足行车要求。在行车作用下,特别是超大吨位车辆的频繁碾压,沥青路面很快开裂。
2.防止措施。针对以上分析的沥青路面病害的原因,主要从施工材料、设计、施工、养护和交通管理等5个方面采取相应的预防措施。
(1)材料方面。合理确定沥青路面结构,沥青面层的裂缝主要由沥青面层本身的低温收缩引起的。选用低温劲度小、延度大、温度敏感性差、含蜡量低的优质沥青,精选矿料,准确级配沥青面层的矿料和合理配置沥青混合料配合比。配制出性能优良的沥青混合料,控制沥青用量,保证沥青混合料性能优良,均可有效减少裂缝。
(2)设计方面。精心设计,对地形复杂地段做好地质调查工作。要特别注意加固地基,防止因地基软弱而出现不均匀沉降,使用合格填料填筑路基,确保路基有足够的强度和稳定性,以保证路面具有稳定的基础:选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层:选用优质沥青做沥青面层;在稳定度满足要求的前提下,应该选用针入度较大的沥青做沥青面层。
(3)施工方面。精心施工,选择先进施工工艺和机械设备,制定完善的施工方案,确保压实度达到规范要求,严格按设计要求进行软基处理,提高软基处理的施工质量,严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内;半刚性基层碾压完成后。要及时养生,防止其产生裂缝反射到表面层,保护混合料的含水量不受损失;养生结束后,应立即喷洒透层油,并尽快铺筑沥青面层。
(4)养护方面。严格养护管理,加强路面保洁,确保排水性能良好。及时对裂缝的进行科学的处理,避免病害的进一步扩展。