柔性路面破损分析及预防 --以拉萨至曲水段为例.doc

高速公路柔性路面破损原因分析 -以318国道拉萨至曲水段为例张XX（西藏XXX，西藏 拉萨 850000）摘要：近年来，随着西藏经济的发展，道路的基础设施建设也随之提升。采用沥青混合料作为面层的柔性路面较先前的混凝土路面，具有施工时间短、抗滑能力强、行车舒适、养护维修方便等优点而被广泛采用。本文通过对柔性路面破损情况的调查，找出路面破损原因，对于提高柔性路面质量，预防和减少路面破损具有现实意义和经济意义。关键词：柔性路面；沥青；破损1. 前言 随着西藏公路的建设与发展 ，柔性路面越来越普及，但是由于西藏的地理位置和气候条件，路面的损坏问题也具有典型性和特殊性，因此对西藏柔性路面破损的原因和分析的研究具有重要意义。所谓柔性路面通常是指沥青路面，它总体结构刚度较小，在行车荷载作用下的弯沉变形较大，路面结构本身抗弯拉强度较低，它通过各结构层将车辆荷载传递给路基，使路基承受较大的单位压力。路基路面结构主要靠抗压强度和抗剪强度承受车辆荷载的路面。柔性路面主要用于高速公路和一、二级公路，它与刚性路面的主要区别在于刚性路面刚度大，荷载作用下变形小，柔性路面刚度相对较小，荷载作用下变形较大。柔性路面采用沥青作为面层，缓解了西藏公路用水泥的矛盾，也提升了乘车的舒适感。然而沥青路面在行车荷载的反复作用和自然因素的不断影响下，会逐渐发生损坏，因此分析路面破损原因，有利于柔性路面设计、施工、养护中采取积极措施，预防和减少路面破损。2.柔性路面常见的破损现象及产生原因2.1柔性路面的裂缝 沥青路面出现的裂缝，按其成因不同分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种类型。横向裂缝是指垂直于行车方向的裂缝。按其成因不同，横向裂缝又可分为荷载型裂缝与非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝是由于车辆严重超载，致使拉应力超过其疲劳强度而断裂。荷载型裂缝首先在路面的底面发生，逐渐向上扩展到表面。非荷载型裂缝是横向裂缝的主要形式。这种缝又有两种情况：沥青面层缩裂和基层反射裂缝。沥青面层缩裂多发生在冬季。当沥青面层中的平均温度低于其断裂温度，产生的拉应力超过其在该温度时的抗拉强度时，沥青面层即发生断裂。基层反射裂缝是指半刚性基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部开裂，而后逐渐向上扩张致使裂缝贯穿面层全厚度。非荷载型横向裂缝一般比较规则，每隔一定距离产生一道裂缝，裂缝间距的大小取决于当地气温和沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能。气温高、日温差变化小、面层和基层材料抗裂性能好的路段，一般间距较大，且出现裂缝的时间也较晚。 纵向裂缝产生的原因有两种：一种情况是沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在车辆荷载与大气因素作用下逐渐开裂；另一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起。 网状裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起，也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填，致使水分渗入下层，加剧了路面的破损。沥青在施工期间以及在长期使用过程中的老化也是导致沥青面层形成网裂的原因之一。2.2柔性路面的沉陷和车辙 沉陷会使路面出现裂缝或网裂。主要是由于曲水地区的水源较多，土基局部湿软，施工时路面强度不足或厚度太薄，不均衡的压力会使路面产生过大的垂直变形。在高温季节，沥青面层在车辆重复作用下，累积的永久变形量较大，既而形成车辙。2.3柔性路面的推移 在交叉口或公共汽车站附近等地方，经常看到柔性路面的推移现象，特别是沥青面层在高温时更容易发生。由于地质原因，拉萨的土基多为碎石面层，当混合料强度较低且振动力和冲击力较大时，在垂直力、水平力、震动力共同作用下，路面在纵向会形成连续的、有规律的、波长和波峰大致相同的波浪现象，常成搓板路。2.4柔性路面的坑槽 由于初建时面层材料粘结力不足，和对未对在高速路上形式的车辆进行分类限制，在行车作用下被磨损、碾碎，出现细料散失、粗骨料外露，进而骨料成片散开，材料散失后就形成坑槽，若不及时养护修补，就会使整个面层受到损坏。2.5柔性路面的泛油 在高温时，沥青面层发软会出现泛油现象，此时面层材料粘结力底，容易被车轮粘着带走而出现坑槽，被带走面层材料落下出则形成油包。拉萨日照时间长，路面温度在午后一般较高，容易破坏沥青材料的热稳性；或者面层材料组成不当，如沥青用量过大也容易产生该种现象。3.病害出现总体原因分析2.1沥青路面的水损害 拉萨至曲水路段，很多是堤防道路，堤防是经几次帮宽加高而成，存在新旧结合不好，造成路面纵向开裂。由于地理原因，曲水段地下水层较低，加上拉萨的降水量比较充沛，因此水的损害是重要的原因之一。但一些路段修建的排水设施缺乏维修失效，甚至一些路段未考虑沥青路面自身排水，没有采取措施，加重了对路面的损害。排水性能差，半刚性基层自身过于致密，缺乏基层排水性能指标，结构层组合不合理，厚度偏薄，导致沥青路面的水损坏。2.2技术标准及养护的问题 先行许多技术标准是根据室内实验的结果，换算为实际工作状况后确定的。西藏与内地相比，在自然条件上很多差异（如缺氧，紫外线强）沥青路面的工作与破坏状况相当复杂。因此，这些技术标准并不完全能够反映实际状况。此外，设计中资料不齐全也会造成某些数据错误的估算；在养护方面，仍然延续中低级公路的养护模式和养护习惯，普遍采用抢救性养护方式，即安排养护从申请到批准实施的周期太长，不能及时有效的修复路面；高原上施工困难，野外自然环境恶劣也增加了养护的困难。2.3气候的影响 沥青混合料中的路用沥青多属于溶凝胶型沥青，具有一定的感温性。拉萨至曲水路段属于夏热冬冷的潮湿区，昼夜温差较大，日照时间长、温度反复升降等原因导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变(或劲度模量)变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。沥青路面具有高温软化特性，尽管设计及施工中尽可能降低油石比，最大限度地利用骨料级配增大高温稳定性，但在车辆长期作用下仍要产生车辙。泛油一般出现在高温天气，由于气温升高而导致沥青软化点的不适应。4.结语 柔性路面破损的原因主要是沥青混合料配合比不当（技术标准与实际情况不同），造成沥青混合料强度不足。其次，由于施工、养护不当，路面产生裂缝、表面损坏；随着交通量的增加以及超限运输的影响，使路面长期在超负荷轴载作用下，实际使用年限缩短，产生疲劳破坏；随着气候条件的变化，路面接缝产生碎裂，造成路面破坏。拉萨至曲水，长约64公里，对自治区首府与地区的联系交流、旅游交通以及和山南地区以外的物资运输都有重要意义，这段沥青路面出现损坏，维修不但费时费力，而且影响工程完整和抢险交通，所以对于柔性路面应加强管理和维修养护工作，积极预防损坏现象的发生，对出现破损的路面应及时维修，防止各种损坏现象的进一步发展扩大。参考文献：1 徐培华. 高等级公路路基路面养护技术.长安大学公路学院.2002.62 沈金安. 沥青及沥青混合料路用性能M. 北京:人民交通出版社 ,2001.3 潘安国,李学伟,钟波.沥青路面水损坏及防治措施分析J.城市道桥与防