路面早期病害介绍.ppt

路面早期病害及成因分析 路面早期病害及成因分析 路面早期病害破坏一 下承层 基层 病害二 层间结合部位病害三 沥青面层病害 路面早期病害及成因分析 一 基层常见病害 裂缝 干缩 与混合料结构有关 温缩 与混合料结构有关 疲劳 与轴载 交通量有关 路床弹簧 与施工质量有关 路面早期病害及成因分析 基层的裂缝 干缩裂缝是半刚性基层本身难以克服的缺陷和不足 裂缝的存在 导致沥青面层产生反射裂缝 而引起其他早期病害的发生 路面早期病害及成因分析 基层的干缩裂缝病因 1 混合料的含水量掌握不好 2 选用的水泥标号偏高 用量太多 3 集料的细粉料含量过多或使用塑性指数过高的矿料 4 基层的养护洒水养生不及时 充分 5 铺筑完工的基层 长期外露曝晒 没及时铺筑上一层 6 反射裂缝的形成与沥青面层太薄或沥青层抗裂性能太差有关 路面早期病害及成因分析 水损害 基层抗水害能力与面层的抗水害能力密切相关 造成的危害有下列几种情况 冲刷 唧浆 与混合料结构有关 冻害 与混合料结构有关 路基沉陷 与路基填料有关 路面早期病害及成因分析 基层病害预防措施1 材料的选取 碎石宜选用颗粒状态较好 棱角性显著地 当然要保证其强度满足我们的要求 同时也需优先选用针片状颗粒含量偏低的原材 石屑需选含泥量低 级配良好的原料 路面早期病害及成因分析 2 适当调整结合料的合成级配 使其级配设计偏向骨架密实结构 从目前情况来看 选用骨架密实结构是解决基层反射裂缝的最好的方法 采用骨架密实的设计理念来进行基层的设计 4 75mm以上颗粒含量在68 72 之间 了解半刚性基层常见病害和含粒料基层的结构类型的目的 在于在进行基层混合料配合比设计时 采用合理的结构类型 有效防止或减轻基层的常见病害 提高路面的使用寿命和使用质量 提高投资效益 降低工程成本 通过下表的比较 密实骨架结构具有较好的抗裂缝和水害的能力 路面早期病害及成因分析 半刚性材料结构类型与性能结构类型悬浮密实骨架密实骨架空隙抗压中高低抗折高中低温 干缩中大小抗冲刷差中好 路面早期病害及成因分析 3 严格控制集料的含泥量和水泥用量 3 5 5 0 在满足设计要求的情况下 尽可能的降低水泥用量 因为水泥用量愈大 其强度就越高 导致收缩裂缝出现的几率就越大 更容易造成路面唧浆现象的发生 4 严格控制拌和和压实过程中的用水量 严格控制施工压实度达到要求 含水量是基层施工中又一项重要控制指标 含水量小造成混合料难以成型 压实度达不到要求 含水量过大 碾压有明显轮迹 局部出现弹簧 成型后容易出现干缩裂缝 所以施工时应考虑气候 拌和 运输 摊铺等过程中的水分散失 可适当增加含水量 以保证碾压时的最佳含水量 路面早期病害及成因分析 5 基层的及时养生 施工完成后 在未进行下道工序之前 宜对基层进行覆盖洒水保湿 避免因材料失水收缩而引起的规则横向裂缝 路面早期病害及成因分析 路面结构层层间结合 半刚性沥青路面各结构层分层病害存在三种情况 基层分两层铺筑时 基层本身分层 基层与沥青层之间 沥青层分几层铺筑时 沥青层间分层 路面早期病害及成因分析 路面结构层层间结合 各结构层间缺乏有效粘结 未能形成整体 分层明显 极易受水损害形成结构整体破坏 路面早期病害及成因分析 路面结构层层间结合 路面结构层层间结合病因 沥青路面各结构层不成整体是沥青路面早期损坏的重要原因 现在沥青路面施工过程中沥青层的污染十分严重 妨碍了层与层之间的粘结 不能保证沥青层是一个整体 这对沥青路面的使用寿命是很大的威胁 路面早期病害及成因分析 封层的作用 一 增设下封层后 与透层配合 能使面层与基层有效的连成一体 增加层间的连续性 可以更有效的传递荷载这点符合设计理论 二 沥青面层下设置下封层 防止雨 雪水向基层下渗 开放临时交通时保护基层表面不受损坏 增强了路面的防水能力 三 在路基水化养生期间和最佳含水量时 提供一个沥青密封保护膜 防止内部水化水蒸发 使路基水化作用充分进行 达到较高的承载强度 路面早期病害及成因分析 对透层油的探讨 对透层油的洒布要从观念上引起重视 同时开发出来针对目前的基层强度高 结构致密的特点 开发环保 高效 高性价比 的透层油 渗透深度受表面的致密程度 养生时间 洒布量 透层油的有效沥青含量等因素影响 基层表面致密程度的差异 钻芯取样观测到的渗透深度难以是一个均一的数值 因此在用渗透深度这一定量指标来评价渗透效果时需要综合考虑致密处和非致密处的渗透深度 应取其平均值 透层油要和基层粘结良好 洒布的透层油经过一段时间后形成一层较厚的沥青膜 要求这层沥青膜即便是在没有洒布石屑的情况下 有工程车通行时不会将沥青膜带起 只会留下轮印 路面早期病害及成因分析 乳化沥青透层油虽然撒布石屑 但因无法有效渗透 极易被揭起 施工机械及行车行车将乳化沥青粘起除 路面早期病害及成因分析 路面面层早期破坏分析 沥青路面在行车荷载的反复作用下和自然因素的不断影响下会逐渐出现损坏 其使用性能逐渐恶化 由于荷载 环境 材料组成 结构层组合 施工和养护等条件的变异 损害形态是多种多样的 从表象上看 有各式各样的裂缝 如横向或纵向裂缝 块状裂缝和网状裂缝 龟裂 等 也有各种类型的变形 如沉陷 车辙 搓板 推移和拥起等 表层有时可能还有各种露骨 松散 剥落 坑槽和泛油等现象的出现 上述各种损害现象或单独发生 或同时出现 错综复杂 然而 透过现象看本质 有着一定的规律性 各种损害的产生都是行车因素和自然因素同路面相互作用的结果 随着路面工作特性和外界因素影响程度的不同而变化 路面早期病害及成因分析 路面早期病害的分类 根据路面损害现象的成因 其危害性以及对使用性能的影响 可以把沥青路面的早期病害划分为三类 路面早期病害及成因分析 横向裂缝 现象 裂缝与路中心线基本垂直 缝宽不一 缝长有贯穿整个路幅的 也有部分路幅的 路面早期病害及成因分析 横向裂缝 原因分析 施工缝未处理好 接缝不紧密 结合不良 沥青未达到气候条件和使用条件的质量标准 半刚性基层收缩裂缝的反射缝 桥梁涵洞两侧的填土产生固结或地基沉降 预防措施 合理组织施工 摊铺作业连续进行 尽量减少冷接缝 充分压实横向接缝 选取优质的适用于本地区气候条件的沥青 桥涵两侧台背填土充分压实 路面早期病害及成因分析 反射裂缝 现象 基层产生裂缝后 在温度和行车荷载作用下 裂缝将逐渐反射到沥青层表面 路表裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似 半刚性基层以横向裂缝居多 对于在柔性路面上加罩沥青结构层 裂缝形式不一 取决于下卧层 原因分析 半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝 在旧路上加罩沥青面层后原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝反射 预防措施 采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝材料 在旧路面加罩沥青路面结构层前 可先铣削原路面后再加罩 或采用铺设土工织物 玻纤网后再加罩 以延缓反射裂缝的形成 路面早期病害及成因分析 反射裂缝 低温开裂 水泥稳定类基层由于湿度变化或水泥混凝土路面板块之间接缝错台而产生横向收缩裂缝反映到面层上来 使面层相隔一定距离出现横向反射裂缝 寒冷地区面层材料本身在低温时收缩受到阻碍产生较大的拉应力 当拉应力超过材料的抗拉强度时 面层便会出现横向断裂 这些横向裂缝在初期不会影响行车 但在水分不断侵蚀下 其边缘会出现碎裂而使缝隙扩大 并在其周围逐步发展成网状裂缝 路面早期病害及成因分析 纵向裂缝 现象 裂缝走向基本与行车方向平行 裂缝长度和宽度不一 原因分析 冷接缝未按照有关规范要求认真处理 结合不紧密而脱开 纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷 预防措施 采用全路幅一次摊铺 无条件全幅摊铺时 上下层施工缝应错开15cm以上 沟槽回填土应分层填筑 压实 压实度必须达到要求 路面早期病害及成因分析 疲劳开裂 裂缝是沥青路面最普通的一种损坏现象 疲劳开裂是指路面无显著永久变形情况下沿轮迹带出现的裂缝 行驶在路上的轮载使沥青面层受到反复的弯曲变形 当荷载作用下面层底部产生的弯拉应变 应力 超过了材料的疲劳限度 便在底面处发生开裂 并逐渐扩展到表面 初期是一串细微的纵向平行裂缝 随着行车的反复作用 裂缝连片发展成网状或龟背状裂缝 路面早期病害及成因分析 网状裂缝 现象 裂缝纵横交错 缝宽1mm以上 缝距40mm以下 1 以上 路面早期病害及成因分析 鸡爪形不规则裂缝 路面早期病害及成因分析 网状裂缝 原因分析 路面结构中夹有软弱层或泥灰层 粒料层松动 水稳性差 沥青与沥青混合料质量差 延度低 抗裂性差 沥青层厚度不足 层间粘结差 水分渗入 加速裂缝的形成 预防措施 沥青面层摊铺前 对下卧层应认真检查 及时清除泥灰 处理好软弱层 保证下卧层稳定 并宜喷洒粘层沥青 原材料质量和混合料质量严格按照规范要求进行选定 拌制和施工 沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求 保证上下层的良好粘结 路面结构设计应做好交通量调查和预测 路面早期病害及成因分析 沉陷网裂 路基由于水文条件很差或翻浆而过于湿软 通过路面传给路基的轮载应力超过了土的抗剪强度 车轮轮带处的路面便出现较大的沉陷变形 并在轮带两侧伴随出现隆起现象 路面结构的变形能力不能适应这样大的弯曲变形 便会产生裂缝 逐渐发展成网裂 路面早期病害及成因分析 唧浆 现象 基层的粉 细料浆水从面层裂缝或从多空隙面层的空隙处析出 雨后路表面呈淡灰色或白色 路面早期病害及成因分析 原因分析 基层结合料配合比不当 或拌和不均 细料过多 低温季节施工的半刚性基层 强度增长缓慢 而路面开放交通过早 在行车与雨水作用下使基层表面粉化 形成浆水 冰冻地区基层 冬季水分积聚成冰 春天解冻时翻浆 沥青面层厚度较薄 空隙较大 雨水下渗 促使翻浆形成 预防措施 采用含粗粒料的水泥 石灰粉煤灰稳定类材料作为高等级道路的上基层 低温季节施工时 石灰稳定类材料可掺入早强剂 以提高早期强度根据道路等级和交通量要求 选择合适的面层类型和适当的厚度 设计时应考虑排水结构 唧浆 路面早期病害及成因分析 车辙 现象 路面在车辆荷载作用下轮迹处下陷 轮迹两侧往往伴有隆起 形成纵向带状凹槽 实施渠化交通的路段或停刹车频率较高的路段较易出现 路面早期病害及成因分析 车辙 路面并未出现很大的凹陷和隆起变形 但轮迹处 特别是在渠化交通下 出现相对其两侧来说较大的变形 10mm 20mm以内 从而在纵向形成车辙 车辙的出现 是行车荷载多次重复作用下路基和路面塑性变形 包括压密和剪切变形 逐步积累的结果 即便路基和路面具有足够的刚度 每一次行车荷载作用下产生的塑性变形量极小 但多次重复作用后累积而达到的量还是相当可观 特别是在高温和轮压大时 沥青层因蠕变而积累的塑性变形量较大 路面早期病害及成因分析 原因分析 沥青混合料热稳定性不足 面层施工时未充分压实 基层或下卧层软弱或不稳定夹层或未充分压实 预防措施 粗集料应粗糙具有较多的破碎裂面 根据气候条件选择优质沥青 优化配合比设计 施工时按照规范碾压 保证压实度 对特殊路段 要采用改性沥青或高性能沥青 道路结构设计时 每层厚度不超过集料最大粒径的4倍 车辙 路面早期病害及成因分析 搓板 现象 路表面出现轻微 连续的接近等距离的起伏状 形似洗衣搓板 虽峰谷高差不大 但行车时有明显的频率较高颠簸感 路面早期病害及成因分析 搓板 原因分析 沥青混合料的矿料级配偏细 沥青用量偏高 高温季节 面层材料在车辆水平力作用下 发生位移变形 铺设沥青面层前 未将下层表面清扫干净或未喷洒粘层沥青 施工机械设备操作不当 预防措施 合理设计与严格控制混合料的级配 在摊铺沥青混合料前 须将下层顶面的浮沉杂物清扫干净 并均匀喷洒粘层沥青基层 面层应碾压密实 合理配置施工机械设备 并按规程进行操作 形成设备与材料特性匹配 路面早期病害及成因分析 泛油 现象 表面处治和贯入式路面的表面基本上被一薄层沥青覆盖 未见或很少看到集料 路表光滑 容易引起行车滑溜交通事故 原因分析 沥青标号不当 针入度过大 沥青用量过多或集料量过少 面层成型慢 集料散失过多 预防措施 施工前须根据本地区气候条件选定合适的沥青标号 优化沥青混合料配合比设计 路面早期病害及成因分析 泛油推移 拥包 面层沥青混合料中沥青含量偏多或空隙率太小 低于3 时 沥青会在夏天受行车的作用而溢出路表面 形成一层有光泽的沥青膜 称为泛油 这种沥青混合料的抗剪强度往往过低 在承受较大水平力作用车辆经常启动和制动的路段上 面层材料会沿行车方向发生剪切或者拉裂破坏而出现推移和拥起 路面早期病害及成因分析 拥包 现象 沿行车方向或横向出现局部隆起 较易发生在车辆经常启动 制动的地方 路面早期病害及成因分析 原因分析 沥青用量偏高或细料偏多 面层摊铺时 底层未清扫或未喷洒粘层油 基层或下面层未经充分压实 强度不足 陡坡或平整度较差路段 面层混合料低处积聚 预防措施 配合比设计时 控制沥青含量和细集料用量 面层摊铺前下层清扫干净并喷洒粘层油 人工摊铺时 做到粗细均匀分布 拥包 路面早期病害及成因分析 松散 现象 面层集料之间的粘结力丧失或基本丧失 路表面可观察到成片悬浮的集料或小块混合料 面层部分区域明显不成整体 干燥季节 在行车作用下可见轮后粉尘飞扬 路面早期病害及成因分析 原因分析 沥青针入度偏小 粘结力不良 松散混合料沥青用量偏少 矿料潮湿或不洁净或含风化石 拌和时温度偏高 沥青焦枯 沥青老化或与酸性石料粘附性不良 摊铺时未充分压实 或沥青混凝土温度偏低 或雨天摊铺 基层强度不足导致不均匀沉降而引起结构破坏 或湿软时摊铺沥青 溶解性油类泄露 雨雪水渗入 降低了沥青的粘结力 预防措施 酸性石料 掺入抗剥落剂或生石灰粉 干净消石灰 水泥 混合料生产中 选用符合要求的沥青和集料 控制各个环节中的温度 沥青混合料到工地后应及时摊铺 及时碾压 达到规定的压实度 路面出现脱皮等轻微病害时应及时修补 松散 路面早期病害及成因分析 松散和坑槽 由于面层材料组合不当或施工质量差 结合料含量太少或粘结力不足或外来油的侵蚀及重载情况下 面层混合料的集料间失去粘结而成片散开 成为松散 松散的材料被车轮后的真空吸力以及风和雨等带离路面 便形成大小不等的坑槽 网裂的后期 碎块被行车荷载继续碾碎 并被带离路面 也会形成坑槽 路面早期病害及成因分析 坑槽 现象 表层局部松散 形成深度2cm以上的凹槽 在水的侵蚀和行车的作用下 凹槽进一步扩大 或相互连接 形成较大较深坑槽 严重影响行车的安全性和舒适性 路面早期病害及成因分析 原因分析 面层厚度不够 沥青混合料粘结力不佳 沥青加热温度过高 碾压不密实 在雨水和行车等作用下 面层材料性能日益恶化松散 开裂 逐步形成坑槽 摊铺时 下层表面泥灰 垃圾未彻底清除 使上下层不能有效粘结 路面罩面前 原有的坑槽 松散等病害未完全修复 预防措施 沥青面层应具有足够的设计厚度 沥青混合料配合比设计宜选用具有较高粘结力的较密实的级配 混合料拌制过程中 严格掌握拌制时间 沥青用量及拌和温度 保证混合料的均匀性 摊铺面层前 下层应清扫干净 并均匀喷洒粘层沥青 当路面出现松散 脱皮 轻微网裂等可能使雨水下渗的病害 或路面被机械刮铲受损 应及时修补以免病害扩展 路面早期病害及成因分析 表面磨光 现象 路表面光滑 表面看不到粗集料或集料表面棱角已被磨除 阴雨天气易出现行车滑溜交通事故 原因分析 上面层细集料或沥青用量偏多 集料质地较软 磨耗大 易被汽车轮胎磨损 预防措施 路面所用材料应符合规范要求 集料具有较好的颗粒形状和较多的棱角 沥青路面上面层混合料级配关键筛孔 2 36mm和4 75mm 要严格控制 采用具有足够强度 耐磨性好的集料修筑上面层 路面早期病害及成因分析 施工接缝明显 现象 接缝歪斜不顺直 前后摊铺幅色差大 外观差 接缝不平整有高差 行车不舒适 原因分析 在后铺筑沥青层时 未将前施工压实好的路幅边缘切除 或切线不顺直 前后施工的路幅材料有差别 如石料色泽深浅不一或级配不一致 后施工的路幅松铺系数未掌握好 偏大或偏小 接缝处碾压不密实 路面早期病害及成因分析 压实度不足 现象 压实度未达到规范要求 在压实度不足的面层上 用手指甲或细木条对路表面的粒料进行拨挑时 粒料有松动或被挑起的现象发生 原因分析 碾压速度未掌握好 碾压方法有误 压实功不足 沥青混合料拌和温度过高 有焦枯现象 沥青丧失粘结力 碾压时面层混合料温度偏低 雨天施工 沥青混合料被雨琳 压实厚度过大或过小 预防措施 沥青混合料拌制时 集料烘干温度要控制在160 180 之间 温度过高会是沥青出现焦枯 丧失粘结能力 影响沥青混合料压实性和整体性 沥青混合料运到工地后应及时摊铺 及时碾压 碾压温度过低会使沥青的粘结提高 不易压实 应