小議瀝青路面常見的病害及其預(yù)防措施

張建國

瀝青路面具有表面平整,堅(jiān)實(shí)、無接縫、施工工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便和有良好的減振性等優(yōu)點(diǎn),使行車平穩(wěn)、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長、重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化,冰凍作用、設(shè)計(jì)、施工、采用材料和養(yǎng)護(hù)管理等因素的影響,出現(xiàn)了多種瀝青路面病害,如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等?，F(xiàn)就瀝青路面常見的病害與裂縫出現(xiàn)的原因及其預(yù)防措施。

一、常見瀝青路面病害

瀝青路面的損壞所表現(xiàn)出的形式和特征是多種多樣的。經(jīng)總結(jié)分析,主要有以下幾種常見病害。

1.瀝青路面的裂縫。瀝青路面建成后,都會產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響,但隨著表面雨水的侵入,導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降,在大量行車荷載作用下,使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有:瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。

2.瀝青路面的車轍。車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí),以致結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素,以及氣候和交通量等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有:(1)瀝青混合料油石比過大;(2)表面磨損過度;(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部;(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導(dǎo)致路面橫向推擠形成波形車轍。

3.瀝青路面的松散。松散是直接影響行車安全的路面病害,松散可能出現(xiàn)在整個(gè)路面表面。也可能在局部區(qū)域出現(xiàn),但由于行車作用,一般在輪跡帶比較嚴(yán)重。其產(chǎn)生的主要原因有:(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞;(2)碎石中含有風(fēng)化顆粒,水侵入后引起瀝青剝離;(3)隨著使用時(shí)間的增多,瀝青結(jié)合料本身的黏結(jié)性能降低,促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗,造成瀝青含量減少,細(xì)集料散失。

4.瀝青路面的水損害。瀝青路面在存在水分的條件下,經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用,一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時(shí)由于水動力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離,并導(dǎo)致集料之間的黏結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設(shè)計(jì)、施工、土基和基層、超載車輛等原因。

5.瀝青路面的沉陷。沉陷是路面變形中最普遍的一種,特點(diǎn)是面積大,涉及的結(jié)構(gòu)層次深,主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是:土質(zhì)路塹排水不暢,路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降,引起路面局部下沉。

二、瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因分析及其預(yù)防措施

1.原因分析。瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要原因而可以分為兩大類:一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫,一般稱之為非荷載型裂縫:另一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫,一般稱之為荷載型裂縫。

(1)非荷載型裂縫。非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。其產(chǎn)生的原因有:

①瀝青材料在較高溫度條件下,具有良好的應(yīng)力松弛性能,溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力。但在冬季氣溫驟降時(shí),土基和路面基層由于受溫度變化,冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹,導(dǎo)致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層,瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長,同時(shí)勁度急劇增大,超過混合料的極限強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變,便會產(chǎn)生開裂。

②瀝青的品種和等級也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中,選用高黏度、低稠度的瀝青,其溫度敏感性較低,能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生。

③地基處理不當(dāng),路基碾壓不均勻,造成路基沉降不均勻。

(2)荷載型裂縫。荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產(chǎn)生的裂縫,其產(chǎn)生的原因有:

①隨著交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展。原有的路面強(qiáng)度日趨不足,路面滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需求,瀝青路面過早產(chǎn)生疲勞破壞,瀝青路面很快開裂。

②原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,未充分考慮到各種不利因素,施工質(zhì)量不好,瀝青路面面層厚度不足,瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求,路面強(qiáng)度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下,特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓,瀝青路面很快開裂。

2.防止措施。針對以上分析的瀝青路面病害的原因,主要從施工材料、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和交通管理等5個(gè)方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

(1)材料方面。合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu),瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青,精選礦料,準(zhǔn)確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料,控制瀝青用量,保證瀝青混合料性能優(yōu)良,均可有效減少裂縫。

(2)設(shè)計(jì)方面。精心設(shè)計(jì),對地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基,防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降,使用合格填料填筑路基,確保路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,以保證路面具有穩(wěn)定的基礎(chǔ):選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層:選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層;在穩(wěn)定度滿足要求的前提下,應(yīng)該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。

(3)施工方面。精心施工,選擇先進(jìn)施工工藝和機(jī)械設(shè)備,制定完善的施工方案,確保壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟基處理,提高軟基處理的施工質(zhì)量,嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量,混合料的含水量不能超過壓實(shí)需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi);半剛性基層碾壓完成后。要及時(shí)養(yǎng)生,防止其產(chǎn)生裂縫反射到表面層,保護(hù)混合料的含水量不受損失;養(yǎng)生結(jié)束后,應(yīng)立即噴灑透層油,并盡快鋪筑瀝青面層。

(4)養(yǎng)護(hù)方面。嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)管理,加強(qiáng)路面保潔,確保排水性能良好。及時(shí)對裂縫的進(jìn)行科學(xué)的處理,避免病害的進(jìn)一步擴(kuò)展。

(5)加強(qiáng)交通管理。加強(qiáng)交通管理,限制大型超載車通行;在夏季連續(xù)高溫時(shí)段,運(yùn)營管理單位可將重車安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時(shí)段通過。禁止帶釘輪胎對路面的過度磨損或者更加嚴(yán)厲地限制使用。

總之,瀝青路面中的病害給道路交通帶來各種各樣的隱患,這是一個(gè)不容忽視的問題,但這些病害不是不可克服的,只要我們認(rèn)真選材,精心設(shè)計(jì),把握住各個(gè)施工環(huán)節(jié),嚴(yán)格按照施工規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行施工,做好道路養(yǎng)護(hù)工作,加強(qiáng)變通管理,很多病害是可以避免或降低其破壞力的?！?/p>

(編輯/永安,實(shí)習(xí)編輯/原野)