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沥青路面早期破损的成因分析及防护

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-12  来源:中国公路网  浏览次数:200
核心提示:1. 沥青路面早期破损的类型1.1桥头跳车桥头跳车一般是台背填土压实不足,导致填土在台背后数十米范围内下沉。其特征为:沉降在行
 1. 沥青路面早期破损的类型 
1.1桥头跳车
桥头跳车一般是台背填土压实不足,导致填土在台背后数十米范围内下沉。其特征为:沉降在行车方向是渐变的,延续距离相对较长,路面的整体强度未受破坏,路表面也少有损坏,但行车时具有明显的“波浪”感。 
1.2沉陷
沉陷一般是由基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。 
1.3裂缝路面
裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。 
  1.3.1横裂缝横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。一般认为这种裂缝不可避免,对路面的整体性没有损害。 
  1.3.2纵裂缝纵向裂缝可分为两种情况:一种情况是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的,如发生在半填半挖处的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝。有时,车辙边缘也会有纵裂缝。 
  1.3.3龟裂龟裂又称网裂,通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良等原因引起的,沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹下。 
  1.4车辙变形
       车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽。 
  1.4.1结构性车辙由于荷载的作用,发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成凹字形。 
  1.4.2磨损性车辙由于车辆不断地磨损路面,特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上,磨损路面也会形成车辙。 
  1.4.3流动性车辙在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹,另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起,在弯道处还明显向外推挤,车道线或停车线因此可能成为变形的曲线。 
  1.5坑槽
        沥青路面的坑槽往往都有一个形成过程,起初局部龟裂松散,在行车载荷和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。 
  1.5.1压实不足性坑槽一般情况是施工时混合料温度太高,使沥青老化,粘结力降低,脆性增加,导致压实不够,粘结不牢,在行车载荷作用下,形成坑槽;另一种情况是混合料温度太低,摊铺不均匀,压实不充分,导致压实度不够形成坑槽。 
  1.5.2厚度不够性坑槽路面下面层局部标高控制不严,导致沥青上面层个别地方厚度不够,在行车作用下,部分混合料易被“带走”,形成坑槽。 
  1.5.3水损害性坑槽这种坑槽是沥青混凝土路面早期破坏中常见的坑槽,其形成过程可归纳如下: 
  (1)在开始阶段,水分侵入沥青与集料的界面,以水膜或水气的形式存在,影响沥青与集料的粘附性。 
  (2)在反复荷载的作用下,沥青膜与集料开始剥离。 
  (3)渐渐地,路面开始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽。 水损害破坏是沥青混凝土路面在水或冻融循环的条件下,由于汽车轮动态荷载的作用,进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力,沥青膜从集料表面脱落(剥离),沥青混合料出现掉粒、松散,继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。 
1.6沥青路面的表面功能衰减
沥青路面的表面功能是指沥青路面的平整、抗滑、噪音、溅水和水雾等。这里主要说明路面抗滑性能的衰减。 在我国,沥青路面抗滑性能在通车后迅速下降主要有两方面原因,第一是沥青标号过大,针入度偏大,沥青用量可能过多,路面渐渐泛油,构造深度下降,直到变成光滑的路面。第二是粗集料不耐磨,迅速磨光。 
 
2. 沥青路面早期破损的形成原因 
2.1路面结构设计上的问题
采用半刚性基层时只用弯沉控制设计,忽略层底弯拉应力是否合理,变化幅度达100℃的冬夏温差对于半刚性基层和面层的温缩开裂的作用。另外,设计时没有考虑防止反射裂缝问题,路基路面应作为整体进行综合设计。还有,结构层设计厚度太小也是导致路面早期破损的重要原因之一:路面面层受行车水平力和垂直力的综合作用,在面层结构内产生剪应力。从力学角度而言,这种综合作用越大,面层产生的剪应力就越大。对车辆在公路上的不同位置进行受力分析可知,在车辆启动、制动处,纵坡较大的坡道以及合成坡度较大的弯道内侧,路面面层所受车辆的水平力和垂直力的合力较大,较易发生剪切破坏。同时,据有关资料分析,剪彩应力对路面的破坏一般在路面表层的5~8cm范围内,随着深度的增加,其破坏影响逐渐消失。 
  2.2路面原材料。
(1)由于我省的气候特点是冬季寒冷、夏季炎热、四季温差大(,要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能。另外,随着国民经济的蓬勃发展,公路运输超、重载现象严重,对沥青材料的性能提出更高的要求。沥青材料性能不过关是我省沥青路面早期破损的主要原因之一,普通沥青已不能完全适应形势发展的需要,推广应用改性沥青已势在必行。   
(2)目前我省路面基层以水泥稳定或二灰稳定砂砾为主,由于料源有限且考虑经济因素就地取材,砂砾、碎石土等天然材料质量较差,使得路面基层质量难以保证。从路面材料情况来看,主要问题是骨料的表面特性、形状、磨耗值、级配不能满足使用要求,以及矿粉的质量难以保证,从而导致沥青混合料的内摩阻力和内聚力、粘结力下降,沥青路面也就极易发生早期破损。 
 
 
 
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