国省干线沥青混凝土路面病害

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国省干线沥青混凝土路面病害

山东茂隆新材料 2020-12-05 1098


近年来,随着国家对国省干线公路建设投资力度的加大,我国的公路工程建设十分迅速。但是,随着一条条公路的建成并投入运营,沥青路面早期病害现象也越来越引起业内人士的普遍关注。目前,沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有:裂缝、松散、泛油、推移等,这些病害基本上也是公路工程质量的通病,对新建公路的正常使用形成了严重的威胁。现就以上几种常见病害的成因进行分析并结合实际提出相应的预防措施:

  1 沥青混凝土路面早期病害成因分析

  造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多,但综合起来主要有路面结构设计不合理、现场施工质量

沥青木丝板主要用于道路、基建等伸缩缝,沉降缝等工程的建设,安放在构件中能长时间使用不腐败,基建因环境温度变化变形时不被自己的应力所破坏的作用,现国内很多基建往往是因为伸缩缝中材料使用不当,导致基建工程出现被自己的应力涨开,或材料弹性不够,收缩时随着尘土等杂质的进入后等再膨胀时涨开裂缝,在安装后能阻止水流通过收缩缝进入构件内部,冲刷基建基础层,导致基建受力不平衡出现裂缝、塌陷等现象。

控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等四个方面。下面就以上几种最常见的沥青混凝土路面早期病害成因逐一进行分析:

  1.1裂缝:国省公路沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。

  和纵向裂缝一样,横向裂缝也是不可避免的。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青老化,沥青面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。

  1.2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主要原因。可能导致松散的情况还有:

  1.2.1集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,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。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。

  1.2.2表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触,但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。随时间增长,沥青会老化,沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱,孔隙中的水冻结会破坏粘结力,或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。

  1.2.3沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力,如果混合料密实度不够,集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。

  1.3泛油:沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动,使表面有过多沥青的现象称作泛油。新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节,特别在连续多天高温后,在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实,易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动,产生泛油现象,油石比偏大地段表现的尤为明显。高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后,如沥青与矿料的粘结力不足,沥青很快会从集料表面剥落并向上移动,产生更严重的泛油现象。在绝大多数情况下,泛油仅产生在行车道上,而且是间断式的片状分布。

  沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。而沥青用量过大的主要原因有:

  (1)沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时,选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最终达到的密度。如果室内所用击实功产生的密度小于使用过程中所达到的最终密度,所选定的沥青用量就会偏多,但目前由于各种原因室内试验所得到的密度远远低于使用过程中所达到的最终密度,这使现场施工中产生沥青用量过大不足为奇。(2)施工控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌合不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。(3)少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大,裹覆矿料的沥青膜越厚,沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反,包覆矿料的沥青膜越薄,沥青混合料的粘结力就越大。(4)在严重泛油路段,沥青面层表面发光发亮,以摩擦系数和表面构造深度表征的抗滑性能达不到行车要求时往往会造成交通事故。

  1.4推移:推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载(超载车辆)作用下,由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移,随着时间增长,轮迹带两侧会产生壅包,甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因,基层不平整会反映到沥青路面上,车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显,形成波浪。

  2 沥青混凝土路面早期病害预防措施

  沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除,但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防,将其危害降到最低,从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。

  2.1裂缝:众所周知,沥青混凝土路面裂缝是不可避免的。根据纵向裂缝形成原因,在路基施工过程中特别在路基拓宽地段、路桥(涵)衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性,并保证达到规范要求的压实度。沥青路面进行半幅摊铺时,采取合理措施处理纵向冷接缝。

  由于温度变化引起的温度裂缝,沥青往往随着时间增长而老化,沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低,所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明,在其它条件相同的情况下,采用较稀(针入度大)的沥青有利于减少温度裂缝。另外,沥青混凝土面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土均匀、压实度高、空隙率小,混凝土强度高且比较均匀,面层表面的薄弱处也就越少。

  另外,沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。因此,在基层施工中,及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。

  2.2松散:松散的产生往往是由于沥青混凝土面层强度不足、压实度过小、面层内部空隙率过大而造成的。所以为有效预防松散现象的产生,应该做到:

  2.2.1选用合格的原材料,特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。

  2.2.2严格控制施工温度及压实效果。沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化,降低与矿料的粘附性;温度过低会导致混合料压实困难,造成混合料内部空隙率过大。

  2.2.3严格控制沥青混合料均匀性,防止混合料离析。

  2.3泛油:由于泛油往往是沥青用量过大造成的,所以在配合比设计阶段必须严格按照试验规程进行最佳油石比的选定;在施工过程中严格按照工程师批准的配合比进行施工,任何人不得随意改变生产配合比。

  2.4推移、拥包、波浪:推移、拥包、波浪往往产生在行车道上,特别是沥青面层只有一层时,由于长期荷载作用下,因基层与沥青面层粘结力较差而产生推移,推移严重时会产生壅包、波浪等破坏。所以有效防治推移等病害必须注意以下几点:(1)加强路面基层施工质量,提高基层平整度是有效防治病害的条件之一。再者,沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要,透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量,提高基层与面层的粘结力。(2)有效阻止超载车辆。随着油价上涨等原因,近年来超载车辆越来越多,与设计荷载相比超载十分严重。在重荷载重复作用下,特别在车辆启动或刹车频繁的叉路口及转弯处沥青路面很快产生破坏,推移、裂缝尤为常见。

  结束语:

  总之,沥青混凝土路面早期病害的产生有多方面的因素,无论设计方面、还是施工方面都存在一些不足。鉴于目前沥青混凝土路面病害早期化的特点,在优化设计的同时,更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量,规范施工,尽量在提高沥青路面使用性能的同时,延长使用寿命,提高投资效益。


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