浅谈沥青路面早期病害形成的原因及预防措施

摘要：随着我国道路交通量的日益增大，车辆迅速大型化且严重超限，使公路路面面临严峻的考验，沥青路面竣工通车后，经过一段时间的运营，很多路面出现了一些病害，使正常大修期提前，影响了车辆的运行，也增加了养护资金的投入。文章主要论述了早期病害产生的原因,从设计、材料选择、质量控制和养护管理等方面提出了预防对策。

关键词：沥青路面早期病害原因对策

中图分类号：TF526+.3文献标识码： A 文章编号：

随着国民经济快速、协调发展，交通量的不断增长，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载超陷，使公路路面面临严峻的考验。很多沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如裂缝、沉降、松散、坑槽、泛油、剥落、车辙以及行车过程中路面平整度逐渐变差等病害。严重影响了车辆行驶的舒适性,甚至危及驾驶人及乘车人的生命安全,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。因此针对沥青路面早期病害的实际情况,研究沥青路面早期病害的原因和预防对策是十分必要的。

1、沥青路面早期病害形成原因分析

沥青路面早期病害表现的形式是多种多样的,这主要是因为导致路面损坏的原因也是多方面的。不仅有行车荷载因素,如交通量、重载超限车辆等,而且还有环境因素,如温度变化、湿度变化和冰冻作用等。同一种影响因素可以引起不同程度的损坏,同一种病害形式也可以由不同的影响因素共同造成。因此,本文从设计、施工、采用材料和养护管理4个方面对沥青路面早期病害的形成原因进行系统分析。

1.1设计方面

⑴交通量资料不符合运营的实际状况,设计一般采用《工可报告》中提供的交通分析资料,而实际运营车辆的超载超限情况十分普遍。

⑵由于工程地质和水文勘测不详细,加上设计周期较短,设计参数的试验工作很少做或试验结果尚未出来,设计文件已经完成,导致选取的路面设计参数比较粗糙,合理性尚待进一步研究。

⑶道路整体结构设计不合理,如基层厚度、面层分层及材料配合比、面层厚度等。

⑷对路基实际情况掌握不准确,做出的处理方案不合理,造成路基沉降超过允许值。

⑸排水设计不完善,造成排水系统不畅通,致使路面存在大量积水,进而导致沥青路面的水损坏。

1.2施工方面

⑴路基施工的影响路面的早期破坏与路基施工质量密切相关。路基施工质量低劣,往往是因为工程任务量大、工期紧,为了抢工期、搞献礼工程,违反施工工艺,不按照施工规范施工,导致基层产生结构性破坏,然后再反射到面层,导致沥青面层出现早期网裂、沉陷、车撤等病害;当路面存在积水时,水从裂缝中渗到路基中,在行车荷载的反复作用下,进而出现唧泥病害。

⑵面层施工的影响沥青面层的损坏是由其本身原因引起的,主要表现为面层松散、网裂、坑洞、平整度差和泛油等。沥青本身原因引起的破坏主要是由水产生的破坏。面层渗水的主要原因是在面层施工中过分强调平整度而忽视压实度,造成沥青面层空隙率较大,导致水容易渗入而产生的破坏。

表1列出了实验室空隙率与现场不同路面压实度下的心样空隙率。如果现场施工的压实度达不到规范的要求,则形成较大的空隙率,雨水在面层中积存却无法排出,导致石料与沥青粘附力降低,进而形成剥落、松散等病害。

表1实验室与现场不同路面压实度下的心样空隙率对比

此外,实测路面空隙率与路面设计空隙率也存在较大差异。表2是某公路病害取样分析结果。由表中可以看出,实测路面空隙率远远高于设计空隙率。究其原因是在施工过程中,碾压温度偏低,遍数不够,结构中有大量空隙存在,进而容易导致早期病害的发生。

表2公路病害取样分析结果

⑶离析现象沥青路面的离析是其混合料中组成成分分布不均匀性的综合反映,沥青路面的离析现象会导致沥青路面的早期损坏,大大缩短沥青路面的使用寿命,是引起沥青路面早期破损的基本原因。通过对离析现象形成的过程进行分析,发现在施工过程中主要通过以下3个流程产生离析现象。

①沥青混合料从贮料罐向运输车输送时,由于落差较大,容易出现混合料离析。

②运输车里的混合料卸向摊铺机时,大骨料滚落在摊铺机附近,容易出现混合料离析。

③摊铺机送料器在送料过程中,先将中间集料送到布料器,剩余粗集料留存在料斗中,摊铺机收斗时,容易形成混合料离析。

1.3材料方面

⑴沥青我国目前生产和常用的是重交通道路沥青。由于炼制工艺的限制,导致沥青性能差,沥青的低温抗裂性能和高温稳定性均不能满足要求。

⑵矿料其质量好坏直接影响沥青混合料的强度,是沥青路面产生早期破坏的主要因素。碎石的压碎值、磨耗值不符合要求,将造成沥青混合物的稳定性偏低,引起沥青路面早期剥落。石料的吸水率大不仅降低加热效率,影响拌和料的生产能力,而且残存在孔隙中的水分影响施工压实及空隙率,并将使沥青混合料产生剥落。

1.4养护管理方面

⑴养护不及时沥青路面在行车载荷作用下出现小面积松散、个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期及时养护更为重要。

⑵养护方法不当有些养护人员在沥青路面上采取人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法进行养护,不仅破坏了原路面的平整度,而且由于喷油不够、用油量控制不准,导致产生泛油、推拥、松散等病害。

⑶管理措施不完善部分路段的施工没有严格执行招投标,致使一些没有路面施工经验、没有施工设备和技术力量的施工队伍承担路面施工。此外,部分监理监管不力,形同虚设,无法严格监理工程进度和质量。

2预防对策研究

2.1合理的设计

⑴路面设计和研究机构对路面设计和现场技术进行跟踪服务,定期对路面的路用性能进行观测、分析,不断提高和完善设计,使设计文件具体且可操作性,同时能够指导工程的施工。认真总结各地区已建沥青路面早期病害的形成机理,从中吸取经验和教训,不断提高设计的可靠度。

⑵在现有规范的基础上,逐步建立本地区的设计技术手册,针对不同地区的气候、交通条件的差异,提出具有地方特色的设计指南,便于各地区确定合理的面层和基层厚度,使面层和基层厚度满足强度与刚度的设计要求。

⑶在规范的指导下,根据不同地区的气候变化状况,对路基、路面排水进行系统设计,使路线排水设计自成体系,避免造成水土流失和对环境的污染,提高路面工程抗水破坏的能力,延长路面的使用寿命。

2.2选择合适的沥青混合料

沥青混合料的选择主要包括沥青材料的选择和矿料材料的选择。

在行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中,将我国道路石油沥青分为A、B、C三级,并且规定了各自的适用范围,列出了技术要求。对高速公路和一级公路的面层,应当选用A级道路石油沥青;下面层应当选用B级道路石油沥青。此外,应当根据不同地区的气候特征,选用不同的沥青标号。通常情况下,南方采用较稠的沥青,北方采用较稀的沥青;同一地区用于沥青混凝土的沥青较稠,用于沥青碎石混合料的沥青较稀。

矿料材料是构成沥青混合料的骨架,是沥青混合料的重要组成部分。粗集料、细集料、填料的各种技术指标应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)中的具体要求。

2.3建立质量保证体系,加强施工管理

⑴严格原材料的检验,把好质量关,不合格材料坚决不用。

⑵在沥青混合料的拌和、摊铺、碾压等环节建立质量责任制度,增强施工人员质量意识。

⑶对拌和站、现场施工机械及时保养、检修,保证各种设备正常运转。

2.4建养并重,做好养护管理工作

⑴平时加强观测和路况调查,防止人为原因对路面的损坏,积累经验,为制定预防性养护计划提供科学依据。

⑵及时疏通排水系统,特别在雨季到来之前要认真检查,防止积水渗入路基和路面。

⑶加强沥青路面日常小修保养,发现早期病害并及时治理,防止病害扩大和恶化。

3结语

本文根据沥青路面的损坏情况、病害形式、影响范围和严重程度,从设计、施工、采用材料和养护管理4方面对沥青混凝土路面早期病害的形成原因进行了系统分析。根据早期病害的原因,从设计、材料选择、质量控制和养护管理4方面提出了沥青路面早期病害的预防对策,以提高我国沥青路面的质量及使用寿命。

参考文献:

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[2]焦振锋.沥青砼路面离析现象分析与预防[J].中国科技信息,2008(6):35.