浅谈高原多雨雪地区公路沥青路面形成早期破损的原因及防治措施.docx

浅谈高原多雨雪地区公路沥青路面形成早期破损的原因及防治措施 摘要：文章结合工程实践，对高原多雨雪地区公路沥青路面进行了调查，分析其早期破坏的现象及成因，并提出相应的处治建议。 关键词：公路；沥青路面早期破坏；防治措施 一 概述 我段高原多雨雪地区辖养干线公路181公里，其中大部分为沥青路面，这些沥青路面使用早期就产生了沉陷、龟裂、泛油、磨光、车辙、裂缝、坑槽、唧泥等病害。我曾参与了G214线姜路岭至清水河二级公路、S205线花石峡至玛积雪山三级公路的建设，结合工程实践，对高寒多雨雪地区公路沥青路面进行了调查，分析其早期破坏的现象及成因，并提出相应的处治建议供同行们参考。 二 高原多雨雪地区公路沥青路面早期破坏现象及其原因 高原多雨雪地区公路路面早期破损具有各种类型和形态，具体表现如下； 1裂缝 高原多雨雪地区公路路面裂缝病害有纵向裂缝、横向裂缝、网裂和龟裂四种形式，以下分别介绍。 （1）纵向裂缝。纵向裂缝一般发生在路肩部位，其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形，这种裂缝容易使路基发生滑移，危险性很大；另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状，裂缝两端未延伸到路堤边缘。主要表现为两种形式：纵向直线型裂缝：此裂缝两端未延伸到路基边缘，填方、挖方路基均有，但以填方居多，很多纵向裂缝路段处于丘陵低洼、河谷处，因地基土天然含水量较高,在设计及施工时未做处理,在施工高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,从而造成路面纵向直线型开裂，这种裂缝通常可能平行多条；另一种纵向直线型裂缝是由于在路面分幅修建混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好，出现拉通的直线型纵向裂缝，这种裂缝一般较细。纵向弧线型是因高填土基侧向位移引起的，裂缝路段如位于弯道的内侧，裂缝两端则延伸到路中；裂缝路段如位于弯道的外侧，裂缝两端则延伸到路基边缘，缝隙较宽，裂缝两侧的路面常伴有错台现象，此种裂缝可能会引起路堤的滑动，比直线型裂缝更加危险。 作文 （2）横向裂缝。此裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。温缩裂缝。我段养护沥青路面一般为低温开裂，有两种形式：一种是由于气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂；另一种是温度交替变化产生的疲劳开裂，这种裂缝在初冬一般宽度为510mm，到严冬可加宽到20mm，最宽达到30mm，而到春季则又缩回。材料收缩引起横向裂缝。半刚性基层干缩裂缝反射到面层，夏季施工且养生不好，细料含量偏多，易出现干缩裂缝。差异沉降引起的横向裂缝。在路基填挖交界、涵台、桥台搭板等位置因施工填筑质量达不到要求而出现沉降变形引起横向裂缝。 （3）网裂：网裂是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网，网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因是路面结构设计不合理、路基路面压实度不足、路面材料配比不当、混合料未拌和均匀、或石料自身粘结力不足，致使沥青与石料粘附性差；另一个原因是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时养护封填，致使水分渗入下面,进而基层表面泡软，在汽车荷载反复作用下，粉浆通过面层缝隙被反压到表面产生唧浆,基层表面材料被逐步淘空,面层无支撑而产生网裂。另外，沥青老化和车辆严重超载，使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。 开题报告 t （4）龟裂：也属于裂缝类，属于路面结构整体性受到破坏。龟裂形成的原因主要是：路面结构本身承载能力低，在大交通量及重载车辆的反复作用下，路面产生疲劳开裂。沥青面层因混合料自身存在的质量缺陷（如：混合料空隙率大且抗水损坏能力低、混合料剪切形变能力低等），在水分、车辆荷载反复作用下，出现唧泥、龟裂等剪切破坏。沥青面层层间粘结太差，结构层不能共同受力，底层拉应力增大，出现疲劳开裂。 2坑槽。造成沥青砼路面产生坑槽病害的主要原因为水损害，其形成过程可归纳如下：在开始阶段,水分由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下动水压力致使半刚性基层的细料冲涮并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大，最后形成坑槽。另外车辆修理或机动车用油渗入路面后易形成坑槽，当沥青路面受到汽油和柴油等有害油源的侵蚀后，沥青很容易在轻质油中溶解，造成沥青膜从石料表面脱离,使沥青与石料的粘附力下降,导致沥青面层出现软化而松散, 从而在荷载和水分综合作用下, 造成沥青混合料掉粒、松散, 继而形成坑槽。 作文 3车辙。干线二、三级公路去往玉树和果洛的重车行驶于右幅车道，车辙是其主要病害之一，车辙是荷载和气候因素共同作用下，轮迹带逐渐产生下凹形变并形成两条纵向的槽。根据现场调查，可以把车辙分为三种类型：（1）结构性车辙由于荷载的作用，在沥青面层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，横断面成开口向上的抛物线型，属于直接下沉，车辙深度大于10mm时，一般认为基层等下卧层也存在塑形变形。（2）动稳定不足车辙。车轮反复碾压，如果沥青路面的动稳定度较低，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，在弯道处明显向外推挤，远看标线可能发生变形。（3）压实不足引起的车辙是由于施工控制不严引起的，由于沥青面层本身压实不足，没有密实，致使通车后的混合料继续被压密，它表现为不仅产生压实变形，而且平整度迅速下降，从而形成明显的长距离车辙。 4泛油。沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面形成一层有光泽的沥青膜，泛油主要发生在行车道的轮迹处，在行车道上产生两条黑色发亮的间断或连续的带，而同一横断面上的超车道没有泛油现象。产生泛油破坏的主要原因在于（1）混合料组成设计不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部 泛到路表形成泛油。（2）混合料拌和控制不严。细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易出现泛油。（3）粘层油用量不当。喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油。（4）施工质量差。摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。（5）水损害。雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落,上泛引起表层泛油。病害主要集中在主车道，超车道上无泛油，这与行车速度改变路面材料对外荷载作用的应力影响有关。 5沉陷。多年冻土路基不均匀沉降、路基压实不均匀、地质不良地段路基沉降，桥台台背及涵背回填压实不够等常出现沉陷变形，路面下沉首要因素与路基有关。 6推移拥包。我们经过调查研究总结发现造成推移的主要原因有两个：(1)由于沥青混凝土路面强度不够，内部抵抗外力的作用不强，当受外界干扰应力作用时，形成裂缝，造成部分路面与整体路面分开，两边路面拥起。(2)由于沥青混凝土路面层与层之间粘结不好，相互之间产生的摩擦力不大，当受水平推力时，沥青混凝土面层在下层滑动，形成推移拥包。 7桥面沥青混凝土铺装层破坏。从调查的公路使用情况可知，无论使用时间长短，桥梁铺装层都或多或少发生了破坏，出现坑槽、泛白、唧浆等现象，本人根据现场资料和有关文献，认为沥青混凝土铺装层出现早期破坏的原因主要有以下几个方面：早期桥面铺装层的厚度一般为5cm，在行车荷载的作用下容易发生剪切破坏；沥青混凝土铺装层与水泥砼面板之间粘结不牢，形成一个相对滑动的界面，容易脱落，同时由于两种材料的强度差别较大，沥青路面为柔性，混凝土路面为刚性，外力作用下会发生不同的变形，导致沥青砼铺装层层底拉应力过大而发生破坏；水泥砼面板平整度差使局部沥青混凝土铺装层过薄，在行车荷载的作用下，逐渐剥落形成坑槽。 三 防治措施 1进行合理的设计。合理的设计是保证路面达到预期使用性能的前提，是路面质量保障体系第一关，须引起足够的重视。集料与沥青的粘附等级应达到5级，允许沥青膜有移动，但是不能有裸露的石料；如果集料抗剥离能力不足，可掺入一定剂量的抗剥离剂或石灰，以提高沥青与集料的粘附能力；可采用改性沥青，以提高胶结料的粘附能力。沥青混合料级配设计应以沥青砼为主。沥青面层的厚度设计不宜千篇一律，不宜只讲“经济”，不顾效果，应结合项目的实际，从路面建设和使用期建设的养护成本进行全寿命周期分析和测算，合理确定路面各结构层厚度，保证路面良好的使用性能。完善路面的防水设计。减少水分在沥青面层中的滞留时间无疑会减少水损坏的危害，沥青路面的排水系统必须严格按照规范，在硬路肩下面设置碎石排水层，必须时在超高段底部可以设计排水盲沟，确保层间水和表面水能迅速排出路面，另一方面在保证抗车辙能力的条件下，可减少沥青路面的空隙率，同时设置完好的层间防水粘结层，防止水份下渗。马歇尔配合比设计时应兼顾抗滑性能、耐久性（水损害：浸水残留稳定度、冻融劈裂强度、浸水飞散损失试验）等。实践证明经过改进的混合料耐久性得到了一定程度的改善。 2控制集料含泥量和细集料含量。控制集料含泥量和细集料含量必须从集料加工源头抓起。首先，应选择干净的片块石进行破碎加工，铲运时不能粘有泥土；第二，碎石加工设备必须配备除尘装置，既可防止污染周边环境，又可以控制粉尘含量，将细集料中0.075mm以下的粉尘控制在10%以内；第三，禁止雨天加工和运输集料；第四，拌和场及进场道路必须清洁硬化，防止泥土污染；第五，控制拌和机产量，调整好除尘装置，确保不必要的粉尘能排除干净，不可一味追求拌和机产量而忽视了粉尘含量；第六，集料的下脚料应禁止再次使用。通过以上措施将粗集料含泥量控制在1%以内，细集料砂当量指标达到60%以上。 开题报告 3 管理手段与养护对策。超重车对沥青路面的损坏极大，应加大路政管理力度，对超重车辆严格予以限制。加强路面养护管理，路面出现破损时，应采取及时有效的养护处理措施。主要应做好以下几方面工作：取路面试样检验，确定水损坏类型、范围及可能原因；调查排水系统，检查是否达到及时排水的要求；进行必要的现场和室内试验，包括渗透性试验，在试验基础上分析破损的原因，采取修复排水系统、加铺面层、翻修路面等不同针对性措施。 四 结语 总之，在高原低温多雨雪的气候条件下，沥青路面产生水损坏的原因复杂多样。就其产生的原因来看，我们可以从设计、施工、管理三个不同角度来分析。根据水损坏产生的不同原因，我们提出了“防”为主、“治”结合的综合治理思想，并针对各个环节提出不同防治措施。水损坏