瀝青路面破損類型與成因分析報告

同濟大學道路與機場工程系

黃琴龍2006年06月瀝青路面早期破損成因與防治

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

防

護主

要

內

容2瀝青路面的特點>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，無強烈反光，行車安全>施工方便：機械化施工，控制質量；不需養(yǎng)護、及時開放交通>再生利用：資源與環(huán)境保護>存在問題：§高溫穩(wěn)定性§低溫抗裂性§水穩(wěn)定性3瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

主

要

類

型1.橋頭跳車臺背填土壓實不足，導致填土在臺背后數(shù)十米范圍內下沉

2.沉陷成

足，強度不夠，在行車載荷和自然因素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。下局4瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

主

要

類

型4.車轍變形結構性車轍：

由于荷載的作用，發(fā)生在瀝青面層以下包括

路基在內的各結構層的永久變形。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：

在高溫條件下，車輪碾壓反復作用，荷載應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。5瀝青路面早期破損的主要類型5.坑槽壓實不足性坑槽：

施工時混合料溫度太高，使瀝青老化，

粘結力降低，脆性增加，導致壓實不夠，粘結不牢，在行

車載荷作用下，形成坑槽；混合料溫度太低，攤鋪不均勻，

壓實不充分，導致壓實度不夠形成坑槽。厚度不夠性坑槽：

路面下面層局部標高控制不嚴，導致瀝

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：

①開始影響瀝青與集料的粘附性，②瀝青

膜與集料開始剝離③路面開始麻面、松散、掉粒。最后形

成坑槽6瀝青路面早期破損的主要類型5.坑槽壓實不足性坑槽：

施工時混合料溫度太高，使瀝青老化，

粘結力降低，脆性增加，導致壓實不夠，粘結不牢，在行

車載荷作用下，形成坑槽；混合料溫度太低，攤鋪不均勻，

壓實不充分，導致壓實度不夠形成坑槽。厚度不夠性坑槽：

路面下面層局部標高控制不嚴，導致瀝

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：

①開始影響瀝青與集料的粘附性，②瀝青

膜與集料開始剝離③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。主要說明路面抗滑性能的衰減。

面；第二是粗集料不耐磨，迅速磨光。路能的可滑量光用成青變?yōu)r到，直大構造深度下降過大，針入度路面漸漸泛油第一是瀝青標過多原因8瀝青路面的車轍現(xiàn)象9瀝青路面早期車轍損壞成因分析(1)結構性車轍>施工時嚴重壓實不足>道路交通的影響>

水

損

害(2)失穩(wěn)性車轍>

瀝

青

粘

度

較

低瀝青混合料中瀝青用量過多>

馬歇爾密度標準與現(xiàn)代交通狀況不適應

(3)磨損性車轍10瀝青路面早期車轍損壞成因分析施工時嚴重壓實不足理論計算：路面竣工時初始空隙率為10%,經(jīng)過行車壓實空

隙率降低到4%,10cm

厚的瀝青層的車轍深度6～7mm室內試驗：試驗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11接

觸

壓

力

(

M

P

a

)0.71.321.94動

穩(wěn)

定

度

(

次

/

m

m

形率0.01920.02980.0851道路交通的影響大型、慢速、高溫12瀝

青

路

面

早

期

車

轍

損

壞

成

因

分

析馬歇爾密度標準與現(xiàn)代交通狀況不適應馬歇爾試驗得到的標準密度相對于現(xiàn)代交通偏低>擊實功小>路面在經(jīng)過行車壓實后很快地再次被壓密而出現(xiàn)車轍13瀝青路面早期車轍損壞成因分析瀝青混合料設計不良，

瀝青用量過多14提

高

瀝

青

路

面

抗

車

轍

能

力

的

對

策(1)材料設計的措施瀝青混合料高溫強度的構成：

r=C+otgg>提高瀝青混合料的粘結力C嚴格控制瀝青用量選

擇

高

粘

度

瀝

青

(

使

用

改

性

瀝

青

)

>提高瀝青混合料的內摩阻角：▲選擇紋理粗糙，多棱角的集料采用適當?shù)牡V料級配，增加粗骨料含量

選擇合適的級配、最大粒徑>設計時考慮交通組成和環(huán)境溫度的影響15提

高

瀝

青

路

面

抗

車

轍

能

力

的

對

策(2)提高施工質量與管理水平，杜絕以下現(xiàn)象>不恰當?shù)貜娬{平整度而忽視壓實度>

為避免攤鋪機停頓影響平整度，而不恰當?shù)貜娬{連續(xù)

攤鋪，

以致等待時間過長料溫下降而導致嚴重壓實不足16瀝青路面早期裂縫現(xiàn)象與成因裂縫類型：>

反

射

裂

縫>

溫

度

裂

縫>結構承載力不足導致的各類裂縫>瀝青老化：路表形成微裂縫到塊裂17瀝青路面裂縫防治對策(1)反射裂縫的控制與延緩稱提高瀝青面層厚度改善

基

層

材

料性能·采用高強度瀝青混合料·設置應力吸收層等(2)對瀝青與瀝青混合料的要求選擇應變能力強、抗拉強度高的瀝青和瀝青混合料

降低基層上方瀝青層的空隙率(3)控制基層施工條件?？刂剖┕r的含水量18瀝青路面坑槽損害現(xiàn)象19(1)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>松散損壞特征：坑洞損壞由上向下發(fā)展，多呈“口大底小”的特征。瀝

青

路

面

坑

槽

破

損

與

成

因

瀝青與集料的粘附性20(2)瀝青混合料的剝落>瀝青混合料強度降低、松散而逐漸向上發(fā)展為坑洞，常常具有“底大口小”或“平底鍋”的特征>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21瀝青路面坑槽破損與成因

水對瀝青路面的作用,

瀝青混合料剝落瀝青在路面中的遷移

瀝

青混

合

料

強

度

下降路

面

空隙

率動水壓力瀝

青

-

集

料的

粘附

性>

泛油

>

車

轍

>

推

擠

>

波

浪

>

坑槽

>

開

裂

>

翻

漿22瀝青路面坑槽破損與成因瀝青混合料的離析：粗、細集料分離瀝青混合料的離析23瀝青路面坑槽破損與成因瀝青混合料的離析24一個芯樣的兩面瀝

青

混

合

料

的

離

析

現(xiàn)

漿25提

高

瀝

青

路

面

抗

早

期

坑

槽

破

損

的

對

策(1)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。

半剛性基層相對較為密實，進入瀝青面層的水分沿著橫

坡方向向道路外側車道遷移。這些水分被外側路緣石阻

擋，無法排除，在較長時間內集聚在外側車道的瀝青面

層中。當進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)作用和水壓力作用，導致瀝青混合料強度進一步降低直至松散破壞。因此，需要設置排水系統(tǒng)，及時地將進入面層

中的水排除至道路結構之外26提

高

瀝

青

路

面

抗

早

期

坑

槽

破

損

的

對

策(2)提高瀝青路面壓實密度，降低空隙率瀝青路面施工壓實不足是造成結構性車轍的主要

原因，也是造成路面滲水導致水損害的主要因素。27提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策(3)降低瀝青混合料的離析程度離析是大量存在的，

一且發(fā)生離析，瀝青混合料的設計形同虛設，失去意義，路面不能表現(xiàn)出預期的性能，28提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策(4)重視組成材料設計>選擇適宜的級配組成>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29提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策(4)重視組成材料設計>選擇適宜的級配組成>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30瀝青路面早期破損的形成原因1.路面結構設計上的問題路基路面應作為整體進行綜合設計>結構層設計厚度太小2.路面原材料瀝

青

材

料

性

能

不

過

關>骨料的表面特性、形狀、磨耗值、級配不能滿足使用要求，

以及礦粉的質量難以保證，導致瀝青混合料的內摩阻力和內聚力、粘

結力下降3.施工質量問題攤鋪面層前基層不灑粘層油，或灑布工藝控制不嚴造成計量不準、油膜不均勻、不連