高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究

1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院專 科 生 畢 業(yè) 大 作 業(yè)題 目：高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì) 策研究學(xué)習(xí)中心： 福建三明奧鵬學(xué)習(xí)中心7B層 次： 高中起點(diǎn)專科專 業(yè)： 土木工程（道橋方向）年 級(jí)： 10 年 春 季學(xué) 生： 李 玉 明指導(dǎo)教師： 楊 岳 峰完成日期： 2011 年 12 月 27 日高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究?jī)?nèi)容摘要根據(jù)我國(guó)高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了公路瀝青路面裂縫等破損的幾種常見(jiàn)形式，系統(tǒng)分析了各種瀝青路面破壞產(chǎn)生的原因，并相應(yīng)地提出了破損的防治措施。 為以后的高速公路瀝青路面破損處治提供成功經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，優(yōu)良的設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制、選擇正確和合理的

2、路面養(yǎng)護(hù)維修措施，從而最大限度延長(zhǎng)公路的使用壽命，確保公路暢通無(wú)阻，促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青路面；裂縫成因；危害；防治措施高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究目 錄內(nèi)容摘要 . 2引 言 . 11 瀝青路面破損 . 21.1主要破損類型 . 22 產(chǎn)生裂縫等破壞的原因及分析 . 42.1 瀝青混合料方面 . 42.2 礦料級(jí)配 . 42.3 土基和基層 . 42.4 油石比 . 42.5 瀝青混合料類型 . 42.6 路面路層厚度 . 42.7 面層碾壓 . 52.8 施工因素 . 52.9 行車與自然因素 . 52.10 交通條件 . 53 采取的主要防治措

3、施 . 63.1 選用適當(dāng)選材 . 63.2 精心合理設(shè)計(jì) . 63.3 嚴(yán)格施工質(zhì)量 . 73.4 瀝青路面養(yǎng)護(hù) . 7結(jié)束語(yǔ) . 8參考文獻(xiàn) . 9高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究引 言瀝青混凝土路面以其穩(wěn)定性、抗滑性和較高強(qiáng)度、較少的揚(yáng)塵性而廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路和城市道路。我國(guó)在近年來(lái)，瀝青路面在高速瀝青公路建設(shè)中的發(fā)展迅猛，但工程質(zhì)量不盡如人意，并導(dǎo)數(shù)建設(shè)費(fèi)用大大增加，嚴(yán)重危害了行車速度與行車安全。特別是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量日益增大，超載現(xiàn)也十分嚴(yán)重，加以受路面結(jié)構(gòu)、氣候、地形、地質(zhì)條件、行車荷載等多種環(huán)境因素的影響，其基層不論是柔性的還是半剛性的，都會(huì)產(chǎn)生不同程

4、度各種的破損。破損狀況反映了路面結(jié)構(gòu)的完好程度，又直接影響道路的服務(wù)壽命。為了了解和掌握路面使用性能的衰變情況，延緩破損的或恢復(fù)其使用性能，就必須對(duì)路面破損的程度和原因進(jìn)行細(xì)致的分析，以便我們?cè)诮窈蠼ㄔO(shè)更好的，穩(wěn)定性更好，抗滑性更強(qiáng)，強(qiáng)度更高的瀝青公路，提高有力的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)保證。為社會(huì)的道路建設(shè)，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。1高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究1 瀝青路面破損1.1主要破損類型這里根據(jù)我省內(nèi)福銀高速公路三明至沙縣段、沈海高速公路和長(zhǎng)深高速公路瀝青路面損壞的形態(tài)、特征和肇因可將路面的損壞形式分為裂縫、變形、表面損壞三大類，進(jìn)一步細(xì)分為11種主要損壞類型。1) 橫向裂縫

5、 橫向裂縫是與路面中線近于垂直的裂縫，裂縫起初大多出現(xiàn)于路面兩側(cè)的硬路肩，逐漸發(fā)展直至貫通整個(gè)路幅。貫通裂縫沿路面大致呈均勻分布。如：我省沈海高速公路出現(xiàn)比較嚴(yán)重，由北向南，北部比南部更為嚴(yán)重，而且新修路基較老路基重。采用重交通瀝青和設(shè)施工切縫的路段較使用普遍道路瀝青和未設(shè)切縫的路段橫向裂縫明顯減少。溫度裂縫的寬度是上寬下窄，初冬一般35mm，而到春季則又縮回。裂縫的深度面層與基層連接，面層開(kāi)裂處水穩(wěn)砂礫基層也同時(shí)開(kāi)裂。2) 縱向裂縫 縱向裂縫是與道路中線大致平行的裂縫，如：我省沈海高速公路有四車道改八車道老路基加寬段，由于路基不均勻沉降在行車道與硬路肩交接處和硬路肩上出現(xiàn)較長(zhǎng)的縱向裂縫，幾十

6、米到上百米，縫寬達(dá)2.5cm。另一高速公路通車僅半年，由于路基土產(chǎn)生滑移，在行車道與超車道分道線處出現(xiàn)大面積的縱向裂縫，最嚴(yán)重的一條縱向裂縫長(zhǎng)400cm，縫寬20cm，同時(shí)還伴有局部不均勻沉陷。3) 龜裂 龜裂是相互交錯(cuò)的疲勞裂縫，形成系列多邊形小塊組成的網(wǎng)狀開(kāi)裂，它的初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫，而后，在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向連接縫，形成縫網(wǎng)。我省福銀高速公路較為嚴(yán)重，一些路段在春融季節(jié)與雨季出現(xiàn)唧漿、橫向推移、拱起，并逐年加重。說(shuō)明路面基層結(jié)合料已脫落，基層結(jié)構(gòu)已松散破壞。4) 車轍 車轍即路面表面沿輪跡的縱向凹陷。其中長(zhǎng)深高速公路出現(xiàn)的比較多。路面產(chǎn)生車轍是由于瀝青混合料組成

7、材料和組成設(shè)計(jì)不合理，使混合料穩(wěn)定性差或由于基層及瀝青混合料面層施工壓實(shí)度不足，使輪跡帶處的面層材料和路基在重荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移。5) 波浪 路面表面有規(guī)律的縱向起伏，波峰和波谷交替出現(xiàn)即為波浪。波浪在我省著三條高速公路均有出現(xiàn)。6) 松散 集料和瀝青逐漸脫開(kāi)并散失的現(xiàn)象叫松散。松散在我省高速公路比較少發(fā)生。2高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究7) 坑洞 路面上出現(xiàn)的坑洞，是龜裂、松散等其它損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果?？佣词俏沂「ｃy高速公路產(chǎn)生最多，也是高速公路維修養(yǎng)護(hù)量最大的路面損壞現(xiàn)象。每個(gè)管理處年處理坑洞面積均在15005000 m2以上。坑洞的出現(xiàn)在春融季節(jié)和

8、雨季頻率較高，而且重復(fù)出現(xiàn)，修補(bǔ)過(guò)的坑洞，經(jīng)過(guò)一場(chǎng)雨后又出現(xiàn)破壞，有的坑洞一年要重復(fù)修補(bǔ)45次。8) 翻漿 由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開(kāi)裂，春融時(shí)，過(guò)濕的路段在行車作用下出現(xiàn)彈簧和冒泥漿，這就是凍脹和翻漿。凍脹和翻漿在我省沈海和福銀高速公路均有發(fā)生，且多發(fā)生于挖方段、填挖方交界處和匝道的無(wú)路堤路段。典型的路段由于山體水位較高，排水設(shè)計(jì)考慮不周。這些路段自開(kāi)通以來(lái)年年發(fā)生翻漿，嚴(yán)重的影響行車安全。管理部門(mén)對(duì)該路段采取措施，在路面基層以下設(shè)置厚0610m的砂礫或碎石墊層，每隔3040m設(shè)一道橫向排水盲溝，沿路基縱向設(shè)置集水井將地下水排出路基，處理后取得了很好的效果。9)

9、 沉陷 沉陷是路面表面的局部不均勻凹陷，沈海高速公和福銀高速公路均有不同程度的產(chǎn)生。在一些高填方和半填半挖路段，碾壓機(jī)械往往很難達(dá)到需要碾壓的位置而使填方路堤的下部實(shí)際上無(wú)法壓實(shí)，雖然路堤的上部在碾壓機(jī)械能駛上工作時(shí)，就開(kāi)始分層填筑和壓實(shí)到路堤頂面，但實(shí)際上未經(jīng)壓實(shí)的填土往往占整個(gè)填土的相當(dāng)大一部分。10) 泛油 瀝青混合料中的瀝青在天氣炎熱時(shí)向上遷移到路面表面，而在冷天時(shí)又不存在逆過(guò)程，因而瀝青積聚在路面表面，形成一層有光澤的瀝青膜的現(xiàn)象即為泛油。11) 磨光 磨光是路面在行車作用下集料棱角被磨成圓滑或平滑狀，路面表面紋理喪失，導(dǎo)致路面抗滑能力下降。由于沈海高速是福州和廈門(mén)的大動(dòng)脈，其交通量

10、在我省內(nèi)是最大的，磨光出現(xiàn)的比其他兩條高速公路更為嚴(yán)重，給養(yǎng)護(hù)帶來(lái)不小的麻煩。3高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究2 產(chǎn)生裂縫等破壞的原因及分析2.1 瀝青混合料方面瀝青混合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度收縮性裂縫的主要原因。一方面瀝青混合料低溫勁度是決定是否開(kāi)裂的根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。瀝青老化越嚴(yán)重，勁度越大，裂縫出現(xiàn)越早。另一方面瀝青的溫度敏感性也影響裂縫的產(chǎn)生，感溫性大的瀝青易開(kāi)裂。一般情況下，含蠟量高使瀝青的拉伸應(yīng)變減小，脆性增加，溫度敏感性變大，裂縫就易產(chǎn)生。2.2 礦料級(jí)配級(jí)配礦料組成級(jí)配也與開(kāi)裂有一定關(guān)系，因?yàn)樵诎韬蛨?chǎng)中粗細(xì)集料混放，以及拌和攤鋪中

11、粗細(xì)料離析等原因，導(dǎo)致混合料不不符合級(jí)配。細(xì)集料過(guò)多，使得面層抗剪強(qiáng)度差，路面容易產(chǎn)生各種剪切變形、形成波浪和油包等病害；粗集料過(guò)多，導(dǎo)致滲水，容易產(chǎn)生網(wǎng)裂、松散等病害。2.3 土基和基層一般而言，瀝青混凝土路面70%以上的彎沉是由路基產(chǎn)生。所以為了減小路面彎沉，提高土基的壓實(shí)質(zhì)量是最好的辦法。但是施工不重視土基的壓實(shí)質(zhì)量，運(yùn)行后則會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層沉降，產(chǎn)生裂縫。半剛性基層較之級(jí)配碎石、瀝青穩(wěn)定碎石等柔性基層，熱容量小，與瀝青表面層的附著粘結(jié)性能差，尤其是本身收縮的附加影響，使面層的橫向裂縫要多些。特別是由于我國(guó)高速公路分期修建，施工較快，有相當(dāng)部分的半剛性基層養(yǎng)生不足，修筑不久后就開(kāi)裂了，這

12、些裂縫在荷載和溫度的作用下，由下層逐漸反射到表面。2.4 油石比由于特殊原因（如拌和機(jī)的拌和、人為因素），使得油石比不合理。油石比偏大容易形成波浪、油包；偏小則容易引起滲水、裂縫、網(wǎng)裂和松散等。2.5 瀝青混合料類型由于在設(shè)計(jì)或施工中，選擇的瀝青混合料類型不符合實(shí)際需要，同樣也可導(dǎo)致路面損害。2.6 路面路層厚度瀝青面層厚度增加，裂縫就減少。這是指用同一種瀝青混合料時(shí)，厚度大的比薄的裂縫率要小。但采用質(zhì)量好的瀝青即使鋪筑較薄的路面其橫向裂縫也可能少于瀝青質(zhì)量差但厚度大的路面。4高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究2.7 面層碾壓瀝青混凝土路面攤鋪過(guò)程中，若對(duì)面層碾壓不密實(shí)，則會(huì)使得油面

13、滲水，造成松散、坑槽，而且因?yàn)槠淇箯澙瓘?qiáng)度、抗剪強(qiáng)度差，導(dǎo)致波浪、油包和網(wǎng)裂等病害的發(fā)生。2.8 施工因素雨季施工,又未采取有效的保護(hù)措施。低溫度季節(jié)施工，又不能及時(shí)成型穩(wěn)定，導(dǎo)致了瀝青路面產(chǎn)生裂縫。優(yōu)良的施工質(zhì)量，特別是各結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求，穩(wěn)定性優(yōu)良，排水性能好，面層接縫處理完善等是保證不出現(xiàn)裂縫特別是縱向裂縫和龜裂、網(wǎng)裂的前提。2.9 行車與自然因素1) 瀝青混凝土路面建成之后是否長(zhǎng)期承受著超荷載使用，這是導(dǎo)致瀝青混凝土路面被破壞的主要因素。2) 瀝青混凝土路面長(zhǎng)期積水，導(dǎo)致積水滲入路面結(jié)構(gòu)層，而在有裂縫處積水危害更大,將造成沉陷產(chǎn)生陷坑。3) 在行車與自然因素影響下，瀝青路面邊

14、緣不斷缺損，參差不齊，路面寬度減小，這種現(xiàn)象稱為啃邊，產(chǎn)生原因是路面過(guò)窄，行車壓到路面邊緣，邊緣強(qiáng)度不足，路肩過(guò)高或太低，雨水沖刷路面邊緣也會(huì)造成啃邊。2.10 交通條件隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量增長(zhǎng)很快，特別是有些運(yùn)輸實(shí)體只看眼前利益，拼命超載，到了令人無(wú)法想象的程度。據(jù)初步調(diào)查，一輛額定載重 1 噸的車可拉到 10 噸，一輛標(biāo)定為 5 噸的可拉到 50 噸，一輛額定 30 噸的，拉到 100噸。這與設(shè)計(jì)時(shí)考慮的標(biāo)準(zhǔn)已大相徑庭，因此對(duì)路面造成了嚴(yán)重的破壞，而高速公路的渠化交通，更加劇了破壞的程度。 “一輛超載一倍的車相當(dāng)于 18 輛標(biāo)準(zhǔn)車的破壞。5高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究

15、3 采取的主要防治措施3.1 選用適當(dāng)選材首先，要改善瀝青結(jié)合料的性能。瀝青面層的低溫裂縫和溫度疲勞裂縫，以及在高溫條件下和車轍深度、推擠、擁包等永久性變形與瀝青有很大的關(guān)系。不同的瀝青裂縫率有很大的差別。其次，提高集料的質(zhì)量。集料不好必然結(jié)果是混合料的質(zhì)量也差，要提高瀝青混合料的性能，必要條件是保證集料的質(zhì)量，然后再考慮礦料級(jí)配的控制。集料的選擇要符合下面兩項(xiàng)要求：一是碎石表面微觀粗糙度大，且形狀接近立方米，質(zhì)地堅(jiān)硬；二是使用人工砂，限制使用圓形顆粒的天然砂。第三，要改善瀝青與集料的粘結(jié)性。路面早期破壞，水損害是其中一個(gè)重要原因。水損害的原因除了施工和配合比設(shè)計(jì)方面的原因以外，瀝青結(jié)合與集料

16、表面的粘結(jié)力喪失而導(dǎo)致集料松散剝離是其中的主要原因。第四、要使用纖維瀝青混凝土。在瀝青混凝土中摻加纖維，以改善瀝青砼的性能，提高瀝青砼的高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性、抗疲勞性、柔韌性、抗剝落性、抗磨耗性和水穩(wěn)性，以及抵抗反射裂縫等方面都有很好的功效。3.2 精心合理設(shè)計(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保持瀝青路面良好使用性能的基礎(chǔ)，也是避免瀝青路面早期裂縫的保證。設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，對(duì)氣候、水文、地質(zhì)、材料、交通量、在中情況進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查，綜合各種因素，選擇多種路面結(jié)構(gòu)、材料，以及多種配合比、結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行試驗(yàn)、研究、比選，必要時(shí)應(yīng)鋪筑試驗(yàn)段。盡心選擇路面各結(jié)構(gòu)層的類型，確定各層的合理層位與合理厚度。正確確定路面結(jié)

17、構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，如土基回彈模量、瀝青混合料設(shè)計(jì)參數(shù)、基層墊層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。合理進(jìn)行各層材料組合設(shè)計(jì)。加強(qiáng)瀝青路面的防水、排水設(shè)計(jì)。提高瀝青面層壓實(shí)度，較小空隙率。一是要采用半鋼性和基層與底基層：半剛性基層具有高強(qiáng)度和較高的模量，可避免瀝青路面荷載性裂縫的產(chǎn)生。二是合理確定路面厚度，作為柔性路面，根據(jù)其道路等級(jí)、交通量、自然地基地質(zhì)情況、道路基層情況和施工季節(jié)綜合因素計(jì)算其設(shè)計(jì)厚。三是重視瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)，采用密級(jí)配瀝青混合料。四是在路面結(jié)構(gòu)層中設(shè)置各種類型的應(yīng)力吸收層和設(shè)置某種土工織物，以消除應(yīng)力集中。五是使用粘層油：粘層油是指在封層之間或具有裂縫的路面層之間的涂刷層，它能有效地去除反射裂縫。

18、六是設(shè)置專門(mén)的一層隔水層，減少路面水下滲，使路面水沿路面縱坡、橫坡排走。6高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究3.3 嚴(yán)格施工質(zhì)量施工作業(yè)質(zhì)量控制，在提高路面使用性能方面是最為重要的?；驹蚴墙Y(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、材料的選擇等方面的因素，雖然對(duì)路面使用性的提高有影響，但是設(shè)計(jì)和材料的選擇一旦原則性的問(wèn)題確定后，實(shí)施起來(lái)不容易有大的偏差。而施工作業(yè)涉及到人的因素，又與機(jī)具的性能有很大的關(guān)系；施工又是露天作業(yè)，受到氣候和環(huán)境的影響；人的因素又與知識(shí)技能水平，甚至情緒的變化而有所不同。因此，可變因素多。在質(zhì)量控制中，平整度和壓實(shí)度的控制是最重要的，也是影響使用性能的兩個(gè)關(guān)鍵。3.4 瀝青路面養(yǎng)護(hù)預(yù)防

19、瀝青路面出現(xiàn)病害，工程竣工后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量能有效地的防止病害的發(fā)生和繼續(xù)擴(kuò)散。應(yīng)隨時(shí)掌握路面的使用狀況，加強(qiáng)日常維修保養(yǎng)，及時(shí)修補(bǔ)各種損壞，保持路面清潔完好、無(wú)雜物、無(wú)堆積物，疏通排水設(shè)施，避免積水滲入路基、路面，影響路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。1) 縱橫向的施工縫是路面的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù)，隨時(shí)用3m直尺量測(cè)平整度，經(jīng)拉毛后，用混合料調(diào)平、壓實(shí)。開(kāi)放交通初期，應(yīng)控制車速不超過(guò)20Kmh，不得制動(dòng)和掉頭，如有損壞，要及時(shí)處理。2) 瀝青路面日常養(yǎng)護(hù)要保持路面平整、橫坡適度、線性順直、路容整潔、排水良好。要加強(qiáng)路況巡查，掌握路面情況，隨時(shí)排除損害路面的各種因素，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害，研究分析病害產(chǎn)

20、生的原因，并有針對(duì)性的及時(shí)對(duì)病害進(jìn)行維修處理，把病害消滅在萌芽狀態(tài)，提高路面的工作性能和使用壽命。3) 加大“四新”技術(shù)的推廣應(yīng)用，在吸收消化上下功夫 。對(duì)于“四新”技術(shù)不能采取觀望和等待的態(tài)度，而要積極吸收消化，最后通過(guò)實(shí)踐選擇符合我們自身特點(diǎn)的新材料、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備。4) 加大裂縫處置專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，在綜合技能上下功夫。不論管理者、監(jiān)理者、施工者包括材料供應(yīng)商都要在新的技術(shù)、材料、結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行研究，而這些研究主要靠人才，這些人才不僅要對(duì)本專業(yè)很了解，還要計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)很了解，在此基礎(chǔ)上突出技術(shù)人員的綜合性。從管理角度講，就是集管理技術(shù)、監(jiān)理指標(biāo)控制、施工關(guān)鍵工藝把握于一體。7高速公路瀝青路面破損類型及原因分析與對(duì)策研究結(jié)束語(yǔ)在瀝青混凝土路