瀝青路面破損類型與成因分析.

1、1瀝青路面早期破損成因與防治瀝青路面早期破損成因與防治同濟(jì)大學(xué)道路與機(jī)場工程系同濟(jì)大學(xué)道路與機(jī)場工程系黃琴龍黃琴龍20062006年年0606月月2主要內(nèi)容主要內(nèi)容 瀝青路面早期破損的類型瀝青路面早期破損的類型 瀝青路面早期破損的形成原因瀝青路面早期破損的形成原因 瀝青路面早期破損的防護(hù)瀝青路面早期破損的防護(hù)3瀝青路面的特點(diǎn)瀝青路面的特點(diǎn)使用性能好：路面平整無接縫，減震吸聲，行車舒適；使用性能好：路面平整無接縫，減震吸聲，行車舒適； 具有一定粗糙度，無強(qiáng)烈反光，行車安全具有一定粗糙度，無強(qiáng)烈反光，行車安全施工方便：機(jī)械化施工，控制質(zhì)量；施工方便：機(jī)械化施工，控制質(zhì)量； 不需養(yǎng)護(hù)、及時開放交通不

2、需養(yǎng)護(hù)、及時開放交通再生利用：資源與環(huán)境保護(hù)再生利用：資源與環(huán)境保護(hù)存在問題：存在問題： 高溫穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性 低溫抗裂性低溫抗裂性 水穩(wěn)定性水穩(wěn)定性4瀝青路面早期破損的主要類型瀝青路面早期破損的主要類型 1.橋頭跳車臺背填土壓實(shí)不足，導(dǎo)致填土在臺背后數(shù)十米范圍內(nèi)下沉2.沉陷 由基層局部成形不足，強(qiáng)度不夠，在行車載荷和自然因素等作用下形成的。 3.裂縫 橫向裂縫:荷載性裂縫和非荷載性裂縫縱裂縫 :半填半挖處的裂縫 ,分幅攤鋪時縱縫 龜裂:又稱網(wǎng)裂，路面整體強(qiáng)度不足，基層軟化，穩(wěn)定性不良等引起的，瀝青路面老化變脆，也會成網(wǎng)狀裂縫。 5瀝青路面早期破損的主要類型瀝青路面早期破損的主要類型 4. 車

3、轍變形車轍變形 結(jié)構(gòu)性車轍：結(jié)構(gòu)性車轍：由于荷載的作用，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。 磨損性車轍：磨損性車轍：由于車輛不斷地磨損路面，特別是大量重型超載車輛渠化行駛在主車道上，磨損路面也會形成車轍。流動性車轍：流動性車轍：在高溫條件下，車輪碾壓反復(fù)作用，荷載應(yīng)力超過瀝青混合料的穩(wěn)定度極限，使流動變形不斷積累形成車轍。 6瀝青路面早期破損的主要類型瀝青路面早期破損的主要類型 5.坑槽坑槽 壓實(shí)不足性坑槽壓實(shí)不足性坑槽 ：施工時混合料溫度太高，使瀝青老化，粘結(jié)力降低，脆性增加，導(dǎo)致壓實(shí)不夠，粘結(jié)不牢，在行車載荷作用下，形成坑槽；混合料溫度太低，攤鋪不均勻，壓實(shí)不充分，導(dǎo)致壓

4、實(shí)度不夠形成坑槽。 厚度不夠性坑槽厚度不夠性坑槽 ：路面下面層局部標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致瀝青上面層個別地方厚度不夠，在行車作用下，部分混合料易被“帶走”，形成坑槽。 水損害性坑槽水損害性坑槽 ：開始影響瀝青與集料的粘附性 ，瀝青膜與集料開始剝離路面開始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽 7瀝青路面早期破損的主要類型瀝青路面早期破損的主要類型 5.坑槽坑槽 壓實(shí)不足性坑槽壓實(shí)不足性坑槽 ：施工時混合料溫度太高，使瀝青老化，粘結(jié)力降低，脆性增加，導(dǎo)致壓實(shí)不夠，粘結(jié)不牢，在行車載荷作用下，形成坑槽；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。 厚度不夠性坑槽厚度不夠性坑槽 ：路面下面層局

5、部標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致瀝青上面層個別地方厚度不夠，在行車作用下，部分混合料易被“帶走”，形成坑槽。 水損害性坑槽水損害性坑槽 ：開始影響瀝青與集料的粘附性 ，瀝青膜與集料開始剝離路面開始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽 8瀝青路面早期破損的主要類型瀝青路面早期破損的主要類型 6.瀝青路面的表面功能衰減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。主要說明路面抗滑性能的衰減。 原因：第一是瀝青標(biāo)號過大，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。 9瀝青路面的車轍現(xiàn)象瀝青路面的車轍現(xiàn)象10 結(jié)構(gòu)

6、性車轍結(jié)構(gòu)性車轍 施工時嚴(yán)重壓實(shí)不足施工時嚴(yán)重壓實(shí)不足 道路交通的影響道路交通的影響 水損害水損害 失穩(wěn)性車轍失穩(wěn)性車轍 瀝青粘度較低瀝青粘度較低 瀝青混合料中瀝青用量過多瀝青混合料中瀝青用量過多 馬歇爾密度標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代交通狀況不適應(yīng)馬歇爾密度標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代交通狀況不適應(yīng) 磨損性車轍磨損性車轍 瀝青路面早期車轍損壞成因分析瀝青路面早期車轍損壞成因分析11理論計算：理論計算：路面竣工時初始空隙率為路面竣工時初始空隙率為10%，經(jīng)過行車壓實(shí)空，經(jīng)過行車壓實(shí)空隙率降低到隙率降低到4%，10cm厚的瀝青層的車轍深度厚的瀝青層的車轍深度67mm室內(nèi)試驗：室內(nèi)試驗：試驗條件相同時瀝青混合料試件的車轍深度隨著試驗

7、條件相同時瀝青混合料試件的車轍深度隨著空隙率的增加而增大空隙率的增加而增大施工時嚴(yán)重壓實(shí)不施工時嚴(yán)重壓實(shí)不足足瀝青路面早期車轍損壞成因分析瀝青路面早期車轍損壞成因分析12道路交通的影響道路交通的影響接觸壓力（接觸壓力（MPa）0.71.321.94動穩(wěn)定度（次動穩(wěn)定度（次/mm形率變形率0.01920.02980.0851大型、慢速、高溫大型、慢速、高溫13馬歇爾密度標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代交通狀況不適應(yīng)馬歇爾密度標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代交通狀況不適應(yīng)馬歇爾試驗得到的標(biāo)準(zhǔn)密度相對于現(xiàn)代交通偏低馬歇爾試驗得到的標(biāo)準(zhǔn)密度相對于現(xiàn)代交通偏低擊實(shí)功小擊實(shí)功小路面在經(jīng)過行車壓實(shí)后很快地再次被壓密而出現(xiàn)車轍

8、路面在經(jīng)過行車壓實(shí)后很快地再次被壓密而出現(xiàn)車轍瀝青路面早期車轍損壞成因分析瀝青路面早期車轍損壞成因分析14瀝青混合料設(shè)計不良，瀝青混合料設(shè)計不良，瀝青用量過多瀝青用量過多瀝青路面早期車轍損壞成因分析瀝青路面早期車轍損壞成因分析15 材料設(shè)計的措施材料設(shè)計的措施 瀝青混合料高溫強(qiáng)度的構(gòu)成：瀝青混合料高溫強(qiáng)度的構(gòu)成：C+tgtg 提高瀝青混合料的粘結(jié)力提高瀝青混合料的粘結(jié)力C 嚴(yán)格控制瀝青用量嚴(yán)格控制瀝青用量 選擇高粘度瀝青（使用改性瀝青）選擇高粘度瀝青（使用改性瀝青） 提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻角：提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻角： 選擇紋理粗糙，多棱角的集料選擇紋理粗糙，多棱角的集料 采用適當(dāng)?shù)牡V料級配，

9、增加粗骨料含量采用適當(dāng)?shù)牡V料級配，增加粗骨料含量 選擇合適的級配、最大粒徑選擇合適的級配、最大粒徑 設(shè)計時考慮交通組成和環(huán)境溫度的影響設(shè)計時考慮交通組成和環(huán)境溫度的影響提高瀝青路面抗車轍能力的對策提高瀝青路面抗車轍能力的對策16 提高施工質(zhì)量與管理水平，杜絕以下現(xiàn)象提高施工質(zhì)量與管理水平，杜絕以下現(xiàn)象 不恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)平整度而忽視壓實(shí)度不恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)平整度而忽視壓實(shí)度 為避免攤鋪機(jī)停頓影響平整度，而不恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)連續(xù)為避免攤鋪機(jī)停頓影響平整度，而不恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)連續(xù)攤鋪，以致等待時間過長料溫下降而導(dǎo)致嚴(yán)重壓實(shí)不足攤鋪，以致等待時間過長料溫下降而導(dǎo)致嚴(yán)重壓實(shí)不足提高瀝青路面抗車轍能力的對策提高瀝青路面抗車轍

10、能力的對策17裂縫類型：裂縫類型： 反射裂縫反射裂縫 溫度裂縫溫度裂縫 結(jié)構(gòu)承載力不足導(dǎo)致的各類裂縫結(jié)構(gòu)承載力不足導(dǎo)致的各類裂縫 瀝青老化：路表形成微裂縫到塊裂瀝青老化：路表形成微裂縫到塊裂瀝青路面早期裂縫現(xiàn)象與成因瀝青路面早期裂縫現(xiàn)象與成因18瀝青路面裂縫防治對策瀝青路面裂縫防治對策 反射裂縫的控制與延緩反射裂縫的控制與延緩提高瀝青面層厚度提高瀝青面層厚度改善基層材料性能改善基層材料性能采用高強(qiáng)度瀝青混合料采用高強(qiáng)度瀝青混合料設(shè)置應(yīng)力吸收層等設(shè)置應(yīng)力吸收層等 對瀝青與瀝青混合料的要求對瀝青與瀝青混合料的要求選擇應(yīng)變能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度高的瀝青和瀝青混合料選擇應(yīng)變能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度高的瀝青和瀝青混合

11、料降低基層上方瀝青層的空隙率降低基層上方瀝青層的空隙率 控制基層施工條件控制基層施工條件控制施工時的含水量控制施工時的含水量 19瀝青路面坑槽損害現(xiàn)象瀝青路面坑槽損害現(xiàn)象20 瀝青混合料的松散瀝青混合料的松散 損壞的直接原因：瀝青與集料的粘附性不足或瀝青老化損壞的直接原因：瀝青與集料的粘附性不足或瀝青老化 松散損壞特征：坑洞損壞由上向下發(fā)展，多呈松散損壞特征：坑洞損壞由上向下發(fā)展，多呈“口大底小口大底小”的特征。的特征。 瀝青路面坑槽破損與成因瀝青路面坑槽破損與成因瀝青與集料的粘附性瀝青與集料的粘附性21 瀝青混合料的剝落瀝青混合料的剝落 瀝青混合料強(qiáng)度降低、松散而逐漸向上發(fā)展為坑洞，常常具瀝

12、青混合料強(qiáng)度降低、松散而逐漸向上發(fā)展為坑洞，常常具有有“底大口小底大口小”或或“平底鍋平底鍋”的特征的特征 表面征象：車轍、泛油、推擠、波浪、松散、坑槽和開裂等表面征象：車轍、泛油、推擠、波浪、松散、坑槽和開裂等瀝青路面坑槽破損與成因瀝青路面坑槽破損與成因22 泛油泛油 車轍車轍 推擠推擠 波浪波浪 坑槽坑槽 開裂開裂 翻漿翻漿v路面空隙率路面空隙率v動水壓力動水壓力v瀝青瀝青-集料的粘附性集料的粘附性v瀝青混合料剝落瀝青混合料剝落v瀝青在路面中的遷移瀝青在路面中的遷移v瀝青混合料強(qiáng)度下降瀝青混合料強(qiáng)度下降水對瀝青路面的作用水對瀝青路面的作用瀝青路面坑槽破損與成因瀝青路面坑槽破損與成因23瀝青

13、混合料的離析：粗、細(xì)集料分離瀝青混合料的離析：粗、細(xì)集料分離瀝青混合料的離析瀝青混合料的離析瀝青路面坑槽破損與成因瀝青路面坑槽破損與成因24瀝青混合料的離析瀝青混合料的離析瀝青路面坑槽破損與成因瀝青路面坑槽破損與成因25一個芯樣的兩面一個芯樣的兩面瀝青混合料的離析現(xiàn)象瀝青混合料的離析現(xiàn)象26 重視路面排水，防止瀝青面層的滯水重視路面排水，防止瀝青面層的滯水目前的高等級道路的路幅較寬，路表橫向排水速度較慢。目前的高等級道路的路幅較寬，路表橫向排水速度較慢。半剛性基層相對較為密實(shí)，進(jìn)入瀝青面層的水分沿著橫半剛性基層相對較為密實(shí)，進(jìn)入瀝青面層的水分沿著橫坡方向向道路外側(cè)車道遷移。這些水分被外側(cè)路緣石

14、阻坡方向向道路外側(cè)車道遷移。這些水分被外側(cè)路緣石阻擋，無法排除，在較長時間內(nèi)集聚在外側(cè)車道的瀝青面擋，無法排除，在較長時間內(nèi)集聚在外側(cè)車道的瀝青面層中。當(dāng)進(jìn)入混合料空隙中的水分不能及時排出時，在層中。當(dāng)進(jìn)入混合料空隙中的水分不能及時排出時，在交通荷載尤其是在重載的作用下，所形成的水循環(huán)作用交通荷載尤其是在重載的作用下，所形成的水循環(huán)作用和水壓力作用，導(dǎo)致瀝青混合料強(qiáng)度進(jìn)一步降低直至松和水壓力作用，導(dǎo)致瀝青混合料強(qiáng)度進(jìn)一步降低直至松散破壞。因此，需要設(shè)置排水系統(tǒng)，及時地將進(jìn)入面層散破壞。因此，需要設(shè)置排水系統(tǒng)，及時地將進(jìn)入面層中的水排除至道路結(jié)構(gòu)之外中的水排除至道路結(jié)構(gòu)之外提高瀝青路面抗早期坑槽

15、破損的對策提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策27提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策 提高瀝青路面壓實(shí)密度，降低空隙率提高瀝青路面壓實(shí)密度，降低空隙率 瀝青路面施工壓實(shí)不足是造成結(jié)構(gòu)性車轍的主要瀝青路面施工壓實(shí)不足是造成結(jié)構(gòu)性車轍的主要原因，也是造成路面滲水導(dǎo)致水損害的主要因素。原因，也是造成路面滲水導(dǎo)致水損害的主要因素。0.20.40.60.81.01.21.41.6135791113試件空隙率(%)凍融劈裂強(qiáng)度(MPa)非改性瀝青改性瀝青28提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策 降低瀝青混合料的離析程度降低瀝青混合料的離析程度離析是大量

16、存在的，一旦發(fā)生離析，瀝青混合料的設(shè)離析是大量存在的，一旦發(fā)生離析，瀝青混合料的設(shè)計形同虛設(shè)，失去意義，路面不能表現(xiàn)出預(yù)期的性能，計形同虛設(shè)，失去意義，路面不能表現(xiàn)出預(yù)期的性能，29 重視組成材料設(shè)計重視組成材料設(shè)計 選擇適宜的級配組成選擇適宜的級配組成 選擇潔凈集料選擇潔凈集料 使用改性瀝青及抗剝落劑提高瀝青與集料的粘附性使用改性瀝青及抗剝落劑提高瀝青與集料的粘附性 提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策 30 重視組成材料設(shè)計重視組成材料設(shè)計 選擇適宜的級配組成選擇適宜的級配組成 選擇潔凈集料選擇潔凈集料 使用改性瀝青及抗剝落劑提高瀝青與集料的粘附性使用改性瀝青及抗剝落劑提高瀝青與集料的粘附性 提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策 31 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題路面結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題 路基路面應(yīng)作為整體進(jìn)行綜合設(shè)計路基路面應(yīng)作為整體進(jìn)行綜合設(shè)計 結(jié)構(gòu)層設(shè)計厚度太小結(jié)構(gòu)層設(shè)計厚度太小 路面原材料路面原材料 瀝青材料性能不過關(guān)瀝青材料性能不過關(guān) 骨料的表面特性、形狀、磨耗值、級配不能滿足使用要求，以及骨料的表面特性、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，導(dǎo)致瀝青混合料的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力、粘礦粉的質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致瀝青混合料的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力、粘結(jié)力下降結(jié)力下降 施工質(zhì)量問題施工