1、浅谈公路沥青路面病害产生的原因及防治摘要:沥青路面施工是公路工程施工中一道关键工序,其施工质量的好坏直接影响着公路的使用性能。作者通过多年的实践经验,现对沥青路面使用期病害的成因及防治措施进行初步探讨。 关键词:沥青路面 ;病害;防治中图分类号:U416.217 文献标识码:A 沥青公路的路面是由沥青材料作为结合料辅助面层的路面,其具有路面强度大、行车噪音低、振动低,没有扬尘等有利于提高行车稳定性的优势,因此受到了公路建设人员及广大人民的青睐。但是沥青路面工程是一项高度系统的施工技术,必须对选材、工艺流程以及现场施工进行严格控制,并结合现代交通特点来加强沥青路面工程施工质量。 一、沥青路面 沥
2、青路面是公路建设中被广泛采用的高级路面,其是通过在矿质材料中掺入路用沥青结合料粘结所铺设的各类型路面,主要材料为沥青结合料、集料与矿粉材料等。沥青路面的使用对抵抗行车及自然因素所造成的路面损害具有重要作用。按照施工方法、施工技术与使用特点可以分为沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎石混合材料路面及沥青表面处治路面。 二、沥青路面使用期出现的病害及原因 1、沥青路面的车辙 从沥青路面的破坏现象分析,车辙问题尤为突出。它除了影响行车舒适性外,还对交通安全有直接影响,在正常情况下,沥青路面的车辙有三种类型: 2.1 结构性车辙 由于荷载作用超过路面各层的强度,发生在沥青面层以
3、下,包括路基在内各结构层的永久性变形,叫做结构性车辙。这种车辙的宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成 V 字形(凹形) 。 2.2 失稳性车辙 在高温条件下,车轮碾压的反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断累积形成车辙,叫做沥青混合料的流动性车辙或失稳性车辙。这种车辙一般都有两侧隆起现象,车辙断面成 W 形,它尤其容易发生在上坡路段、交叉口附近,即车速慢,轮胎接地产生的横向应力大的地方。 2.3 非正常的车辙 它是由于沥青面层本身的压密造成的,主要是道路施工时没有很充分地压实,或过分追求平整度,在降低温度后碾压,造成压实度不足,致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密,在
4、交通车辆的反复碾压作用下,空隙率不断减小,达到极限的残余空隙率后才趋于稳定。它一方面产生压密变形,同时平整度迅速下降,甚至形成明显的车辙。这种车辙两侧没有隆起,只有下凹,成 V 字形或 W 形。这是由于施工不良造成的非正常情况的车辙。这在车辙形成的初期表现较多,车辙表现在车道线附近,而在车轮作用次数较少的部位变形很小或保持原状。 2、沥青路面的开裂 2.1 横向裂缝 裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有贯穿整个路幅的,也有部分路幅的。 2.2 纵向裂缝 裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。 2.3 网状裂缝 裂缝纵横交错,缝宽 1mm 以上,缝距 40cm 以下,1m2 以上。
5、 2.4 反射裂缝 基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青层表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似,对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于在柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,取决于下卧层。沥青路面产生裂缝的原因很多,包括非荷载裂缝和荷载裂缝。非荷载裂缝主要是温度裂缝和基层反射裂缝。荷载裂缝指主要由行车荷载作用而产生的裂缝。 3、沥青路面的水损害 沥青路面的水损害破坏,是指沥青路面在存在水分的条件下,经受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分逐步侵入,致使沥青的粘结力丧失,从面发生的路面破坏。沥青路面的水损害主要是沥青与集料的粘附性逐渐丧失而造成的,它也是在经过
6、相当长时间后产生的。水损害来源于沥青膜从集料表面的剥离,其条件是水分介入到沥青与集料界面上,改变了沥青、集料与水分的关系造成的。 4、沥青路面的表面功能衰减 沥青路面的表面功能是指抗滑、噪音、车轮向两侧的溅水、车后拖带的水雾。沥青路面的表面功能衰减是指沥青路面抗滑、噪音、平整度等性能的下降。表面功能的衰减是沥青路面病害的一种形式。石料磨光是表面功能衰减的主要原因,它取决于粗集料的品种。 三、病害原因分析 沥青路面病害的形成原因可以归结为两类:一是外部因素,主要是交通荷载、气候环境;二是内部因素,即沥青混凝土路面结构自身存在的种种缺陷,这些缺陷包括原材料选择、集料级配、沥青混合料配合比设计以及路
7、面结构设计、施工、养护和管理等各个环节的不当。 四、沥青路面病害的防治 4.1 设计方案 从目前的设计方案来看,结构层的设计偏薄,路面基层、底基层强度满足不了行车荷载的作用,通过路面结构设计可以满足沥青路面强度和承载能力要求。 1)在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和湿缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。 2)选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。 3)在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。 4)沥青面层采用密实型沥青混凝土。 5)采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。 4.2 施工方面 优秀的设计、合理
8、的工期是高质量的基础,而科学施工则是高质量的保证。首先是对材料的选配,特别是集料场应固定,选择 12 家能保证施工进度的厂家供料,使材料级配始终处于受控状态,不能偏离级配中线太远。在施工过程中从以下几方面进行控制: 1)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。 2)半刚性基层碾压完成后,要及时养生。 3)半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。 4)透层或封层完成后,应尽快铺筑沥青面层。沥青的选用十分关键,要挑选符合各项规范要求的沥青,特别是沥青针人度、延度指标必须严格把关。沥青砼施工期间,交通管
9、制必须有专人负责,禁止非施工车辆上路,防止上路机械漏油,保持路面干净整洁。 4.3 道路的养护 随着路网的不断完善,只有长期保持良好的路面使用性能,道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。从这一意义上来说,养护维修实际上是道路建设的一种延续。 在路面养护和维修的关系上,长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后,才对它进行维修,而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施,并不考虑路面是否已经有了某种损坏。 预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况、或者
10、只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用,但它是一种费用效益比非常良好的养护措施。当路面刚出现病害先兆时,及时对路面进行养护要比发生大的病害后处理简单,节省费用。 五、结束语 综上所述,沥青混凝土路面产生病害的原因多种多样,但我们只要控制好设计与施工的关键环节,在今后的沥青混凝土路面施工过程中,不断总结经验、分析原因,不断提高设计和施工人员的素质,就能够减少沥青路面使用期病害的发生,使城市道路更好地服务于社会。 参考文献 1公路沥青路面施工技术规范 (JTG F40-2004) 北京:人民交通出版社,2005 2公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) 北京: 人民交通出版社,2007 3公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG 052-2000) 北京:人民交通出版社, 2001 4郝培文沥青路面施工与维修技术北京:人民交通出版社,2001 5李世华道路桥梁维修手册北京:中国建筑工业出版社,2003 6张登良沥青路面工程手册北京:人民交通出版社,2003