高速公路瀝青路面早期破損及防護(hù)

1、高速公路瀝青路面早期破損及防護(hù)    危害在于從裂縫中不時(shí)進(jìn)入水份使基層甚至路基軟化， 1 3 裂縫路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一。導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面破壞。 因此獲得越來越廣泛的應(yīng)用。高速公路的建設(shè)中，瀝青混凝土路面具有外表平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪聲低、施工斯短、養(yǎng)護(hù)維修簡便、適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)。國的絕大部分高速公路都采用瀝青混凝土路面。隨著國民經(jīng)濟(jì)快速、協(xié)調(diào)發(fā)展，國道路交通量日益增大，車輛迅速大型化且嚴(yán)重超載，使公路路面面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)?，F(xiàn)有高速公路的有效服務(wù)時(shí)間普遍未能達(dá)到其設(shè)計(jì)使用年限，經(jīng)常在通車 2-3 年便出

2、現(xiàn)了較為嚴(yán)重的早期破損現(xiàn)象。當(dāng)前公路建、養(yǎng)資金嚴(yán)重不足的情況下，研究瀝青路面的早期破損原因及防護(hù)具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。 導(dǎo)致填土在臺(tái)背后數(shù)十米范圍內(nèi)下沉。其特征為：沉降在行車方向是漸變的延續(xù)距離相對較長， 1 瀝青路面早期破損的類型 1 1 橋頭跳車橋頭跳車一般是臺(tái)背填土壓實(shí)不足。路面的整體強(qiáng)度未受破壞，路表面也少有損壞，但行車時(shí)具有明顯的波浪 ” 感。 強(qiáng)度不夠， 1 2 沉陷沉陷一般是由基層局部成形不足。行車載荷和自然因素等作用下形成的對于大面積沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均勻沉降或局部滑移面引起的 路面開始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽。 漸漸地。 或由于車輛嚴(yán)重超載，1 3 1

3、 橫裂縫橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣。致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力逾越其疲勞強(qiáng)度而裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，有兩種情況：瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫。一般認(rèn)為這種裂縫不可防止，對路面的整體性沒有損害。 路面不均勻沉陷而引起的如發(fā)生在半填半挖處的裂縫。另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時(shí)， 1 3 2 縱裂縫縱向裂縫可分為兩種情況：一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻。兩幅接茬未處理好，行車載荷作用下，易形成縱縫。有時(shí)，車轍邊緣也會(huì)有縱裂縫。 通常是由于路面整體強(qiáng)度缺乏， 1 3 3 龜裂龜裂又稱網(wǎng)裂。基層軟化，穩(wěn)

4、定性不良等原因引起的瀝青路面老化變脆，也會(huì)發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。一般多發(fā)生在行車道輪跡下。 路面發(fā)生累積永久性的帶狀凹槽。 1 4 車轍變形車轍是行車載荷重復(fù)作用下。 發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久變形。這種車轍寬度較大， 1 4 1 結(jié)構(gòu)性車轍由于荷載的作用。兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象，橫斷面成凹字形。 特別是大量重型超載車輛渠化行駛在主車道上， 1 4 2 磨損性車轍由于車輛不時(shí)地磨損路面。磨損路面也會(huì)形成車轍。 車輪碾壓反復(fù)作用， 1 4 3 流動(dòng)性車轍在高溫條件下。荷載應(yīng)力逾越瀝青混合料的穩(wěn)定度極限，使流動(dòng)變形不時(shí)積累形成車轍。這種車轍一方面車輪作用部位下凹，另一方面車輪作用甚少的車道

5、兩側(cè)反而向上隆起，彎道處還明顯向外推擠，車道線或停車線因此可能成為變形的曲線。 起初局部龜裂松散， 1 5 坑槽瀝青路面的坑槽往往都有一個(gè)形成過程。行車載荷和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。 使瀝青老化， 1 5 1 壓實(shí)不足性坑槽一般情況是施工時(shí)混合料溫度太高。粘結(jié)力降低，脆性增加，導(dǎo)致壓實(shí)不夠，粘結(jié)不牢，行車載荷作用下，形成坑槽；另一種情況是混合料溫度太低，攤鋪不均勻，壓實(shí)不充分，導(dǎo)致壓實(shí)度不夠形成坑槽。 導(dǎo)致瀝青上面層個(gè)別地方厚度不夠， 1 5 2 厚度不夠性坑槽路面下面層局部標(biāo)高控制不嚴(yán)。行車作用下，局部混合料易被 “ 帶走 ” 形成坑槽。 其形成過程可歸納如下： 1 5 3 水損害

6、性坑槽這種坑槽是瀝青混凝土路面早期破壞中常見的坑槽。 水分侵入瀝青與集料的界面， 在開始階段。以水膜或水氣的形式存在影響瀝青與集料的粘附性。 瀝青膜與集料開始剝離。 在反復(fù)荷載的作用下。 水損害破壞是瀝青混凝土路面在水或凍融循環(huán)的條件下，由于汽車輪動(dòng)態(tài)荷載的作用，進(jìn)入路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)力，瀝青膜從集料表面脫落（剝離），瀝青混合料出現(xiàn)掉粒、松散，繼而形成瀝青混凝土路面水損性坑槽。 1、6 瀝青路面的表面功能衰減瀝青路面的表面功能是指瀝青路面的平整、抗滑、噪音、濺水和水霧等。這里主要說明路面抗滑

7、性能的衰減。 在我國，瀝青路面抗滑性能在通車后迅速下降主要有兩方面原因，第一是瀝青標(biāo)號(hào)過大，針入度偏大，瀝青用量可能過多，路面漸漸泛油，構(gòu)造深度下降，直到變成光滑的路面。第二是粗集料不耐磨，迅速磨光。 2 瀝青路面早期破損的形成原因2、1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題采用半剛性基層時(shí)只用彎沉控制設(shè)計(jì)，忽略層底彎拉應(yīng)力是否合理，變化幅度達(dá)100的冬夏溫差（?0?8）對于半剛性基層和面層的溫縮開裂的作用。另外，設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮防止反射裂縫問題，路基路面應(yīng)作為整體進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。還有，結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)厚度太小也是導(dǎo)致路面早期破損的重要原因之一：路面面層受行車水平力和垂直力的綜合作用，在面層結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生剪應(yīng)力。從力學(xué)角度

8、而言，這種綜合作用越大，面層產(chǎn)生的剪應(yīng)力就越大。對車輛在公路上的不同位置進(jìn)行受力分析可知，在車輛啟動(dòng)、制動(dòng)處，縱坡較大的坡道以及合成坡度較大的彎道內(nèi)側(cè)，路面面層所受車輛的水平力和垂直力的合力較大，較易發(fā)生剪切破壞。同時(shí)，據(jù)有關(guān)資料分析，剪彩應(yīng)力對路面的破壞一般在路面表層的5-8cm范圍內(nèi)，隨著深度的增加，其破壞影響逐漸消失。 2、2 路面原材料我省瀝青材料主要有盤錦90號(hào)和140號(hào)道路瀝青，由于我省的氣候特點(diǎn)是冬季寒冷（最低溫度?0）、夏季炎熱（最高溫度70）、四季溫差大（變化幅度100以上），要求瀝青材料具有優(yōu)良的粘結(jié)力、抗老化性能、高低溫穩(wěn)定性能。另外，隨著國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，公路運(yùn)輸超、

9、重載現(xiàn)象嚴(yán)重，對瀝青材料的性能提出更高的要求。瀝青材料性能不過關(guān)是我省瀝青路面早期破損的主要原因之一，普通瀝青已不能完全適應(yīng)形勢發(fā)展的需要，推廣應(yīng)用改性瀝青已勢在必行。 目前我省路面基層以水泥穩(wěn)定或二灰穩(wěn)定砂礫為主，由于料源有限且考慮經(jīng)濟(jì)因素就地取材，砂礫、碎石土等天然材料質(zhì)量較差，使得路面基層質(zhì)量難以保證。從路面材料情況來看，主要問題是骨料的表面特性、形狀、磨耗值、級配不能滿足使用要求，以及礦粉的質(zhì)量難以保證，從而導(dǎo)致瀝青混合料的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力、粘結(jié)力下降，瀝青路面也就極易發(fā)生早期破損。 2、3 施工質(zhì)量問題2、3、1 對透層油或粘層油的作用認(rèn)識(shí)不夠，造成各結(jié)構(gòu)層間連續(xù)性和粘結(jié)性差，如為降

10、低工程造價(jià)攤鋪面層前基層不灑粘層油，或?yàn)⒉脊に嚳刂撇粐?yán)造成計(jì)量不準(zhǔn)、油膜不均勻、不連續(xù)稠度；基層清掃不凈，殘余浮土、碎石、油污等形成隔離層。 2、3、2 我省半剛性基層施工初期曾使用五鏵犁拌合，后期主要是拌合機(jī)路拌，刮平機(jī)和壓路機(jī)組合攤鋪，極易造成水泥等粘結(jié)材料拌和不勻、基層頂面泛漿形成光滑的灰漿層或硬殼，從而層間粗糙度不足。目前全省正在大力推廣工廠拌合、攤鋪機(jī)攤鋪的工藝，基層質(zhì)量明顯提高。 2、3、3面層鋪筑過程中易出現(xiàn)壓實(shí)度不足，造成面層內(nèi)部孔隙率較大，使得瀝青混合料粘結(jié)力、防水性能下降，如碾壓設(shè)備不當(dāng)或碾壓遍數(shù)不夠；拌和廠離施工現(xiàn)場較遠(yuǎn)，運(yùn)距過長，運(yùn)輸途中瀝青混合料熱量損失較大，運(yùn)至現(xiàn)場

11、后溫度不能滿足鋪筑要求；為保工程進(jìn)度低溫施工，或拌和過程中油溫過高致使瀝青老化。 2、4 路面滲水高速公路路面面層損壞的一個(gè)很重要的原因是由于路面滲水所引起的。天氣降水滲到瀝青面層中而排不出去，這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下，瀝青面層產(chǎn)生破壞。 2、5 超、重載運(yùn)輸問題超、重載運(yùn)輸導(dǎo)致路面早期破壞、縮短路面設(shè)計(jì)使用壽命、增加額外補(bǔ)強(qiáng)或改建費(fèi)用。因此，路面實(shí)際使用壽命與超限運(yùn)輸之間的定量分析，是一個(gè)不可忽視的研究課題。 3 瀝青路面早期破損的防護(hù)通過以上分析，可看出瀝青混凝土路面早期破損與瀝青混合料、路面設(shè)計(jì)施工、交通氣候條件的全部或部分有聯(lián)系，而交通氣候條件是客觀存在的，所以瀝青路面早期破損

12、防治應(yīng)以路面設(shè)計(jì)、瀝青混合料和施工三個(gè)方面考慮。 3、1合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)3、1、1 盡可能減薄瀝青面層厚度由于以下四方面原因，高速公路路面厚度可酌情減薄，控制在9-12cm之內(nèi)。第一是半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力可由半剛性材料層（基層和底基層）來承擔(dān)，無需用增厚面層來提高承載能力。第二是提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層，而是用優(yōu)質(zhì)瀝青。第三是瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫，在正常施工情況下，大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫。第四是一般來說厚的瀝青面層易導(dǎo)致車轍的產(chǎn)生。 3、1、2 加強(qiáng)瀝青路面防水設(shè)計(jì)3、1、3 選用合理的基層和底基層結(jié)構(gòu)3、2 嚴(yán)格控制瀝青混合料的質(zhì)量3、2、1 瀝青的

13、選取選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)或進(jìn)口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高基性能指標(biāo)。 3、2、2 集料的選用骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一業(yè)數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確?；旌狭系目箘兟湫阅?，同時(shí)應(yīng)盡量降低骨料的含水量。 3、2、3 混合料級配的確定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性和耐久性是兩對矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會(huì)降低另一方面性能?；旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)，實(shí)際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和交

14、通情況做具體分析，盡量互相兼顧。 當(dāng)然為提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個(gè)途徑：第一是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）。第二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。 3、3 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，早期破損必然出現(xiàn)。所以瀝青路面施工必須按全面質(zhì)量管理的要求，建立健全有效的質(zhì)量保證體系，實(shí)行目標(biāo)管理、工序管理，明確責(zé)任，對施工全過程，每道工序的質(zhì)量要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、控制、評定，以保證其達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具體要抓好以下幾方面： 各級公路管理部門都應(yīng)引起足夠的重視，路面早期破損已成為瀝青路面的主要危害之一。并根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場到具體施工，有針對性采取一系列預(yù)防和改善措

15、施。同時(shí)，必需建立健全質(zhì)量保證體系，從管理部門、設(shè)計(jì)部門到施工部門，層層重視、層層控制、層層落實(shí)。只有這樣，才干從根本上減少瀝青路面的早期破損現(xiàn)象的發(fā)生，使我省公路建設(shè)質(zhì)量全面提高，更上新臺(tái)階。 拌合過程中發(fā)現(xiàn) “ 糊料 ” 或 “ 離析 ” 等異常情況應(yīng)立即進(jìn)行處理；加大馬歇爾試驗(yàn)頻率， 3 3 1 嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。嚴(yán)格控制瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)，必要時(shí)對混合料進(jìn)行特殊配合比設(shè)計(jì)。 增加粗骨料， 3 3 2 保證基層頂面粗糙度。改善基層資料級配。提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進(jìn)碾壓方法，防止過振過濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細(xì)料進(jìn)行壓實(shí)后找平

16、。對細(xì)粒土類的半剛性基層，必要時(shí)可以采用頂面栽釘?shù)确椒訌?qiáng)基層頂面粗糙度。 必需堅(jiān)持頂面清潔。根據(jù)近年來的施工經(jīng)驗(yàn)， 3 3 3 合理灑布透層油、粘層油。進(jìn)行各層鋪筑前。對于水泥穩(wěn)定類半剛性基層，透層油應(yīng)以慢裂型乳化瀝青為宜。用瀝青灑布車噴灑時(shí)，應(yīng)保持穩(wěn)定的車速和噴灑量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布 2? 立方米 /1000 平方米的石屑或粗砂，用 6?T 鋼筒式壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍，將多余的浮料掃走。對舊瀝青路面罩面，必需灑布粘層油粘層油應(yīng)有較好的粘附性，腳踏有明顯的粘附感，整個(gè)面層取芯后不易分離。對于干線公路可以設(shè)置 I 型稀漿封層作為粘結(jié)層，實(shí)現(xiàn)層間結(jié)合與防水的雙重作用且不需要封閉交通。 運(yùn)距不能過遠(yuǎn)， 3 3 4 提高面層攤鋪質(zhì)量。攤鋪混合料時(shí)。攤鋪溫度應(yīng)控制在 130 ?50 為宜，攤鋪厚度均勻，壓實(shí)設(shè)備數(shù)量