沥青路面的早期损坏与防护(毕业论文)(2)

2019-02-15 16:02

4)施工不当型泛油一般表现为点状油斑或片状油膜,油斑或油膜的分布较随机,不具规律性,油斑的发生与有无车辙无关。油斑处钻心试验表明仅该处的沥青含量偏高。

1.1.7松散

松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程,集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的原因。有多种情况可能导致松散:

1)集料颗粒被足够厚的粉尘包覆,使沥青膜粘结在粉尘上,而不是粘结在集料颗粒上,表面的摩擦力磨掉沥青膜,并使集料颗粒脱落。

2)表面有离析,离析处缺少大部分细集料。

3)沥青混凝土面层内局部密实度低,需要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力。如混合料的压实度不够,集料就容易从混合料中脱落。

1.1.8横向裂缝

横向裂缝是沥青面层发生最多的一种裂缝。每条沥青路面道路和每条沥青路面高速公路上都有或多或少的横向裂缝,通常也把它看作是沥青路面早期破坏现象之一。高速公路沥青路面的横向裂缝绝大部分是温度裂缝。在冰冻地区温度裂缝有两种:一是冬季突然大幅度降温引起沥青面层产生低温收缩裂缝;二是气温变化引起沥青面层产生温度应力,温度应力的反复作用使沥青面层产生温度疲劳裂缝。在冬季和气温低的地区,通常低温裂缝是主要的。温度裂缝起始于表面大风降温过程中,面层表面的温度最低,温度变化时也是表面的温度变化率最大。因此,表面产生的温度拉应力最大以及温度裂缝总是起始于表面并向下较快延伸。

温度裂缝逐年增加由于沥青随时间增长而老化,沥青面层的抗裂缝能力(或抗拉强度)会逐年降低,因此,温度裂缝也是逐年增加。采用优质沥青会明显减少温度裂缝,特别是减少早期温度裂缝。沥青较稀、粘度较高有利于减少温度裂缝在其他条件相同的情况下,采用较稀(针入度较大)的沥青有利于减少温度裂缝。面层沥青混凝土的强度大幅度降低时,面层表面产生的温度应力大于表层沥青混凝土的拉应力时,面层就会开裂。

沥青混凝土的均匀性是沥青路面温度裂缝的重要影响因素。沥青混凝土的均匀性包括矿料级配的一致性、拌和的均匀性、有无粗细集料离析和离析现象的轻重程度、沥青混凝土压实度或空气率的一致性以及层厚的一致性。沥青混凝土的均匀性愈好,其强度就愈均匀,面层表面的薄弱处也就愈少。因此,在其他条件相同的情况下,沥青混凝土面层的均匀性愈好,表面产生温度裂缝的时间可能愈晚,温度裂缝的数量也会愈少。

沥青路面的面层厚度是温度裂缝的又一影响因素。面层愈厚并不意味温度裂缝愈少,在其他条件相同的情况下面层愈厚,表面产生的温度应力可能愈大,因此产生温度裂缝的可能性愈大、情况愈严重。

2 沥青路面早期损坏的原因分析和防护措施

鉴于上述早期损坏现象,提出如下的原因分析和防护措施。 2.1水损坏

2.1.1半刚性路面产生水损坏的内因和外因

沥青路面产生水损坏的外因是降水量、交通量和交通组成以及行车速度。通常降水量大的地区,水损坏现象较降水量小的半干旱和干旱地区为严重。交通量大和载重车辆多的高速公路较交通量小和载重车辆少的高速

公路更严重;产生水损坏的内因:第一是罗型沥青混凝土的空气率较大和罗型沥青混凝土的压实度偏小,现场实际空气率较大,以及沥青混凝土不均匀造成的局部空气率更大。第二是沥青与碎石的粘结力不足。第三是我国的路面设计方法习惯上不考虑路面结构层排水和不设置有效防水层。

2.1.2减少沥青路面水损坏的措施

沥青混合料的压实度不够,使沥青混凝土的空气率变大,其结果是水容易侵入面层。沥青混凝土矿料颗粒组成过大的变异性以及混合料的离析,都会使竣工后沥青混凝土的密实度、空气率和沥青用量变异性大。沥青混凝土的这种不均匀性在面上形成了许多小面积的孤立水容易侵入的通道。必须从设计和施工两方面考虑采取多种措施,才能基本解决路面的早期水损坏,使水损坏现象降到最少。需要和可能采取的措施如下:

1)完善路面排水设计

由于路基路面排水设计不够完善,对路面排水设施不够重视,造成路面破损状况较为普遍。因此在公路路面设计时,应进一步完善路面排水设计,在路面结构层中设置防水层、基层顶面设置封层,在中央分隔带处设置纵横向排水渗沟,在土路肩处采用碎石填料进行填筑,并根据实际情况有针对性地进行排水设计,减少水在路面的停留时间,以减少其对路面的破坏。

2)加强施工管理提高碾压质量

压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大,它是保证沥青混合料密实度与空隙率大小的关键。因此在施工过程中,进一步加强管理,提高压实机具标准。根据试验段得出的碾压数据,控制碾压遍数、速度、时间、温度。碾压要均匀,派专人指挥负责,从轻到重、从慢到快、从两边到中间,

轮迹要重叠,既要保证路面平整度、路拱横坡度,又要保证压实度。并根据施工规范要求的压实度抽检频率。进行抽检,发现压实度不足的地方坚决返工,保证压实度符合要求,降低混合料空隙率,减少水的侵入破坏。

3)严格控制集料规格

沥青路面的材料、集料规格,直接影响沥青与集料的粘附性能,直接影响到水损害的程度。所以应该加强对原材料的把关,每批沥青进场都要进行试验,保证沥青的粘度、延度、针入度等各项指标符合要求,对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分。保证每批进场材料符合规格要求,坚决杜绝不合格材料进场,充分保证沥青混和料的粘结性能,提高沥青集料的粘结力,降低水对沥青路面的破坏能力。

4)采用新材料、新工艺

每一种沥青混合料,必然有一定的空隙率存在,或多或少都会遭到一定水的破坏,因此应尽可能采用新型防水材料在沥青面层表面涂上一层防水材料,形成不透水的薄膜封层,减少路面水在路面的滞留时间,使路面水尽快排到路基边沟,从而大大减少路面水的侵入,减少水对路面的破坏。

5)加强公路养护管理

公路建成后,养护是关键。要延长沥青路面的使用寿命,必须加强路面的养护管理。雨后要及时补洞,补洞要规范、整齐,严格按照《沥青公路养护技术规范》要求及操作规程进行养护,把沥青路面的病害消灭在萌芽状态,避免雨水从病害处渗入,造成路基弹簧路面大面积破坏。

此外,近年来随着公路的迅猛发展,交通量日益增长,超限超载车辆非常严重,这直接影响到了公路的使用年限。因此,要加强反超限运输管理执

法检查力度,对超载车辆要强行卸载,减少超限超载运输车辆对公路造成的损坏,延长公路使用年限。

2.2泛油

2.2.1沥青路面泛油的主要原因

1) 空隙率过小型:该型泛油的机理是沥青混合料的设计空隙率过小,油石比偏大,在高温季节,沥青受热膨胀,在填满混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此,泛油现象的内因是空隙率过小,而诱发的直接外因是高温。空隙率过小型泛油的原因有二。一是规范标准的不合理导致设计空隙率过小。如我国刚开始推行SMA路面时,照搬国外规范,没有考虑环境条件的差别,将设计空隙率的标准规定为2%-4%,而我国不论北方还是南方,夏季都十分炎热,因此,路面出现泛油成为必然。二是沥青混合料配比设计不当,经验不足,对规范理解不深,没有考虑具体工程的实际情况而造成。

2) 压密型:该型泛油的机理是沥青混合料由于压实度标准偏低或压实度不足,路面开放交通后在重载车辆的再次压密作用下,沥青混合料内的集料不断嵌挤而空隙率减少,最终沥青胶浆被挤压到路表而发生泛油。在高温季节,沥青受热体积膨胀,会进一步加剧轮迹带的泛油现象。压实度标准偏低的原因通常是刚引进国外新技术时,对技术标准吃不透,加之缺乏经验造成;而压实度不足是压实功不够造成。

3) 动水作用型:该型泛油的机理是:路面积水在高速行驶的汽车轮胎下形成很高的动水压,这种动水压力随车速的提高呈现几何级数增长。当车速较高时,所产生的动水压足以击穿表面层沥青混凝土,进入面层底部;


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