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2015二建公路工程要點:瀝青路面早期破損成因
瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便且適宜于分期修建等優(yōu)點,在公路與城市道路修建中已廣泛應用。雖然瀝青路面設計是建立在層狀彈性理論基礎上的耐久性設計,但瀝青路面仍然存在設計年限內發(fā)生的早期破損現(xiàn)象。
瀝青路面的早期破損是指,在設計壽命期前1/4~1/3期間內,瀝青路面所發(fā)生如開裂、松散、變形及泛油、翻漿等各種形式的路面破損。瀝青路面的早期破損既影響交通運輸?shù)恼_\行,又造成巨大的經濟損失。
瀝青路面早期破壞的成因比較復雜,涉及設計、施工、養(yǎng)護、管理等方面。本文從工程施工的角度,主要討論施工及原材料方面的原因,以及根據成因應采取的預防及改善措施。
一、施工方面的原因
(一)地基沉降。公路建設中,不可避免地有部分路段要穿過水田、沼澤、淤泥地段等軟土地基,路基修筑在軟土地基上時,對軟基的處理不徹底,或軟基地段處理后沒有沉降穩(wěn)定就進行修筑瀝青路面,往往就會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷,從而導致瀝青路面破壞或不能正常使用。
(二)路基壓實不足。路基壓實是路基施工過程中的重要工序,亦是提高路基路面強度與穩(wěn)定性技術的技術措施之一。土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據。壓實的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實整體,最終導致強度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基壓實度不足,出現(xiàn)不均勻沉陷,則會導致瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫(局部路段壓實不足)。在所通車的各級公路中,“橋頭跳車”是一個普遍存在的質量通病,就主要是由于橋臺與路基銜接處壓路機碾壓不到位,造成局部路段路基壓實度不足而出現(xiàn)路面坑洞、橫裂,從而出現(xiàn)橋頭沉陷、跳車等現(xiàn)象。
?。ㄈ┞访婊鶎邮┕べ|量低劣。由于搶工期、趕進度、造成料源緊缺,原材料質量難以保證,半剛性基層沒有合理的齡期,或基層施工粗糙,使得基層(底基層)質量低劣,造成基層網狀開裂破壞,若反射到面層,即為面層出現(xiàn)網狀開裂。水從裂縫處下滲到路基中,在行車荷載作用下會出現(xiàn)唧泥,造成瀝青面層的早期破損。
?。ㄋ模r青面層本身的破壞。這是造成瀝青面層早期破損的主要原因,根據影響因素又分以下幾種情況。
1.由于水產生的破壞。由瀝青面層本身的原因引起的路面早期破壞有:瀝青面層松散、坑洞、泛油等。瀝青面層破壞的一個很重要的原因是水。瀝青面層中水的來源有地面降水和路基中擠上來的水,或者大氣降水滲到瀝青面層中而排不出去,這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下,瀝青面層容易產生破壞。同時由于施工時壓實度達不到要求,使瀝青混合料空隙率過大,瀝青面層中的水無法排出,瀝青混合料在飽水后石料與瀝青粘附力降低,易發(fā)生剝落、松散、從而降低瀝青路面的抗剪強度。
2.由于瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多,細集料偏少,則不易壓實,礦料與瀝青的粘結力小,抗剪強度低,容易出現(xiàn)松散。局部細集料偏多,粗集料偏少,熱穩(wěn)定性差,則容易出現(xiàn)車轍、擁包等破壞。
而在施工中運輸和攤鋪過程都很容易造成粗細顆粒離析。熱拌瀝青混合料特別是粗粒式瀝青混合料,從拌和機向運料汽車上放料時,由于落高大,易出現(xiàn)瀝青混合料離析。瀝青混合料從運料車上倒入攤鋪機受料斗時,還可能會再次出現(xiàn)離析。
3.瀝青混凝土鋪裝層偏薄。在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時,有的設計橋面鋪裝層厚度偏薄,有的厚度小于5cm;加上其層間不按規(guī)定均勻灑布粘層油,使得汽車高速行駛時,輪胎后產生真空吸力,在行車荷載作用下,容易出現(xiàn)坑洞。
4.瀝青被油溶解。在施工過程中由于施工機械在路面上停留而漏油,會造成瀝青被柴油溶解,使瀝青與礦料之間粘結力降低,使路面產生剝離、松散、出現(xiàn)坑洞。
5.瀝青面層的壓實度偏低。瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性影響非常重要,壓實度的大小直接影響著瀝青路面的使用質量。有些單位在施工時對壓實度的重要性認識不足,片面追求平整度,而放松了對壓實度的控制。通車后平整度迅速衰減,面層變形明顯。應該明確,平整度固然重要,但壓實度更重要,必須在確保壓實度的前提下來提高平整度。
二、原材料原因
?。ㄒ唬┧褂玫臑r青性能不過關。瀝青路面鋪筑所使用的瀝青混合料主要由瀝青結合料、粗集料、細集料和礦粉等多種成分組成的符合材料。要求瀝青材料具有優(yōu)良的粘結力、抗老化性能、高低溫穩(wěn)定性能。另外,隨著國民經濟的蓬勃發(fā)展,公路運輸超、重載現(xiàn)象嚴重,對瀝青材料的性能提出更高的要求。瀝青材料性能不過關是瀝青路面早期破損的主要原因之一,普通瀝青已不能完全適應形勢發(fā)展的需要,目前修建的高等級公路及城市道路的瀝青路面已開始使用改性瀝青。
?。ǘ┧槭膲核橹怠⒛ズ闹挡环弦?,或使用酸性礦料,造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低,引起瀝青路面早期的剝落。
?。ㄈ┑V粉(填料)的細度對瀝青混合料質量至關重要,瀝青與礦粉的交互作用影響瀝青混合料的抗剪強度。礦粉粒度小,比表面積大,其比表面積約占礦料比表面積的80%,當?shù)V粉較目標配合比時的礦粉平均粒徑增大一倍時,則礦粉比表面積是原比表面積的1/4.這樣,就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面交互作用形成結構瀝青,而形成了較多的自由瀝青,降低了瀝青與礦料之間的粘結力,在行車荷載的作用下形成泛油,因此控制礦粉的質量十分重要。而目前,礦粉的質量很不穩(wěn)定,往往粗細不均勻,甚至潮濕結團;或由于礦粉運至工地后,防雨防潮措施不良,造成礦粉潮濕、結團。而在拌和機內,礦粉是不加熱的,造成瀝青與礦粉拌和不均勻,影響瀝青混合料質量。
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