沥青混凝土路面成因分析及影响.doc

1、徐州建筑职业技术学院继续教育学院道路桥梁工程技术专业专科毕业论文沥青混凝土路面早期病害成因分析及影响学生姓名： 学 号: 指导教师： 专 业： 年 级: 教 学 点： 二一二年五月摘要沥青混凝土路面因其强度高、承载能力强、抗磨力强、稳定性好等特点而得到广泛应用.但是由于沥青混凝土自身韧性低,随温度、湿度变化变形大,易受所经地区的地质、气候等自然环境的影响，加上设计标准不高、施工质量监管机制不完善以及养护管理不到位等原因，在早期经常会出现各种病害.如果这些病害得不到及时处理，往往会很快发展，直接影响路面的使用寿命。同时沥青混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐降低，以至出现各种类型

2、的损坏现象，大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面.从破坏时间上说，又可分为早期开裂断板和使用期开裂断板。本文主要围绕沥青混凝土路面早期病害成因展开探讨,分析了产生病害的主要原因，以及对早期病害造成的影响提供相应的应对措施，减少路面的危害.关键词：混凝土路面，病害处理，病害防治引言近年来,随着我国市场经济的日益快速发展，公路作为国民经济发展的重要基础设施正日益发挥着极其重要的作用。沥青混凝土路面是我国公路路面主要形式之一,被广泛应用于我国各级公路上。它具有强度高、抗磨耗、刚度大、稳定性好、坚固耐久使用年限长、日常养护费用低、施工机械简单等优点.但沥青混凝土路面接缝较多，当路基不稳定、不均匀沉

3、降、路面基层不合格、汽车严重超载时,会发生断板、脱空、路面起拱、裂缝等早期病害，从而导致沥青混凝土路面的破损和破坏。如何治理与预防沥青混凝土路面早期病害，搞好沥青混凝土路面的养护，延长公路的使用寿命,改善其通行能力，具有十分重要的意义.1 沥青混凝土路面早期病害现象 沥青混凝土作为一种路用结合料，以其具有养护时问短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点，在世界各国得到了广泛的应用，成为道路建设长久使用的一种材料。但由于沥青混凝土材质本身的差异以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等病害，造成沥青混凝土路面早期破坏，缩短了沥青路面使用寿命.1.1 路面裂缝1。1.1

4、 横向裂缝横向裂缝是指沿着与道路中线大致相垂直的方向产生的裂缝,这类裂缝产生的原因有:(1)混凝土路面锯缝不及时,由於胀缩和干缩产生裂缝引起断裂；(2）混凝土连续浇筑长度越长，浇筑时气温越高，温差越大，路面越易断裂;(3)由于切缝深度过浅，横断面没有明显削弱，应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩裂缝；(4）混凝土路面基础发生不均匀沉陷，基层裂缝,导致板面断裂；(5）混凝土路面面板厚薄不均、强度不足,在荷载和温度应力作用下产生裂缝。1.1。2 纵向裂缝纵向裂缝是指顺道路中心方向出现的裂缝.这种裂缝一旦出现,经过一段时间往往会变成贯穿裂缝。这类裂缝产生的原因有：（1)路基发生不均匀沉陷，如纵

5、向沟槽下沉，路基拓宽部分沉陷、河浜回填沉陷、路堤一侧降水、排水管道破裂等导致路面基础下沉,板块脱空而产生裂缝；（2）由於基础不稳定,在行车荷载与水温的作用下，产生塑性变形或者由于基层材料安定性不好（如钢渣结构层），产生膨胀，导致各种形式的纵向开裂;（3）混凝土板厚度与基础强度不足产生的荷载型裂缝.如属于土基沉陷等原因引起的，则宜先从稳定土基着手或者等待自然稳定后，再着手修复。在过渡期可采取一些临时措施，如封缝防水；严重影响交通的板块，挖除重新修复。1.2 水破坏所谓水破坏即降水遗入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害水破坏的主要破坏

6、形式有：网裂、坑洞、辙槽等。水破坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的，采用半开式(I型）沥青混凝土表面层时，产生的水破坏尤为严重。1.3 松散松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程集料颗粒与沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因.可能导致松散的情况还有：l、集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,使沥青膜粘结在粉尘上而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料台泥量超标所造成的.2、表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触，但只

7、有在少数接触点沥青膜与集料粘结，随时间增长,沥青会老化，沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱，孔隙中的水冻结会破坏粘结力，或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散.3、沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实虚不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散.1.4 泛油沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青的现象称作泛油。新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节，特别在连续多天高温后，在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实，易导致沥青混凝土内部过多的自由橱膏向上移动,产生泛油现象,油石比偏大地段表现的尤为明显。高温季节雨水侵入沥青混凝

8、土内部后，如沥青与矿料的粘结力不足。沥青很快会从集料表面剥落并向上移动,产生更严重的泛油现象，在绝大多数情况下，泛油仅产生在行车道上，而且是间断式的片状分布，在严重泛油路段,沥青面层表面发光发亮，以摩擦系数和表面构造深度表征的抗精性能达不到行车要求时往往会造成交通事故。1。5 推移推移的产生一般与基层施工质量、逆油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因索有关。在沥青混凝土路面铺筑前.由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载(超载车辆)作用下，由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移,随着时间增长，轮

9、迹带两侧会产生塑包,甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因。基层不平整会反映到沥青路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显,形成波浪2 沥青混凝土路面早期病害的成因分析沥青路面早期病害严重影响了沥青路面的使用寿命,大大降低了沥青路面的使用性能，导致沥青路面不得不提前进行大修，浪费资源，消耗大量的建设资金，同时造成恶劣的社会影响。2.1 沥青质量问题由于近几年国家城市基础设施建设，城市道路开工项目很多而建设资金又有限,因此，在道路结构层的厚度设计、材料的使用上本着经济适用的原则,在沥青的选择上重视不足，存在有时沥青指标不足，仍在使用的情况

10、。2。2 碎石质量问题目前，在碎石的选用上重视不够，有时重视也存在无可奈何的现象，因为生产碎石的厂家多为一些小的私营主,没有良好的的配套碎石设备,生产的碎石时好时坏，即便有好的设备的厂家，其规模也较小,产量难以满足要求,所以碎石质量难以长期稳定,同时也就对碎石质量的控制存在一定的难度。2。3 气候的影响1）低温裂缝。沥青材料在较高温度条件下具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力,但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长时,混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受到约束的，面

11、层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂,产生裂缝。由于沥青路面宽度有限，收缩路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。2)温度疲劳裂缝。这种裂缝主要发生在日温差大的地区.由于温度反复升降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，但在车辆长期使用下仍会产生车辙.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。2.4 沥青混凝土配合比

12、设计存在的问题沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过四个阶段,即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段对要达到的目的都有明确的要求,在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工.因此,从理论和实践来讲存在较大的偏差,从而导致沥青混凝土内在质量存在先天不足.另外,由于现状所致,政绩工程工期较短，加上低价中标，碎石料场不规范,大多材料都由个体企业承担，料场分散,设备落后，材料的均质性、稳定性均有较大的差别。虽然大部分单位在开工前都做了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予以调整配合比，但由于差异性大,不可能做到十分准确,导致路面出现一些常见病害a3 沥

13、青混凝土路面早期病害的预防措施3。1 设计方面我国在沥青混凝土路面的设计计算理论中,尽管考虑了温度疲劳应力等因素，但设计的板厚依然较薄，难于承受巨大的冲击破坏动能.另外,在实际应用中，过于相信应力计算，而对沥青混凝土路面典型结构的研究和实际观测的较少.在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后，适当提高技术标准和设计厚度,以适应我国公路不断增长的交通量的需要。在软基路段、桥头下挖路段和填挖路段交换频繁的路基上必须深挖进行补强设计并增加相应的预算。沥青混凝土路面基层要达到支撑稳固的要求，必须解决基层耐冲刷和弯沉均匀性问题，即要选用适合本地区气候特点和交通量要求的基层材料类型,合理地设计性能优良且适宜摊铺

14、的集料级配。对高填方软基和台背填土进行认真处置的基础上,如果可预见沉降变形过大，可采用薄层沥青混凝土或砌块的过渡路面形式，待沉降稳定后,再施工永久混凝土路面板。在路基基层下,地下水位高和多雨地区，应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层.3.2 施工方面合理选择原材料,严格控制材料质量是实现优质沥青混凝土路面设计和使用要求的前提,科学、准确地进行混凝土配合比设计，生产稳定、均匀的混凝土是保证沥青混凝土路面质量的关键；推广使用滑摸机械施工方式是解决沥青混凝土路面面板质量的有利措施.传力杆、拉杆的规格,位置、间距必须符合设计要求,与接缝侧壁垂直与路面板和路面中心线平行，嵌缝处的混凝土因嵌缝板和传力杆的

15、影响一般很难一次浇筑成型，不易振捣密实，致使接缝处的混凝土强度偏低,为此应加强接缝和板角处的振捣。板件成型后，根据当地气温条件及时切割和严格养生，避免因切割不及时出现整体断裂或养生不及时沥青混凝土在水化作用下出现空隙,造成强度不足。应尽量断交施工，如有困难非不断交施工,现场便道一定要平整，避免有大的坑槽和石块，以免造成混凝土板在初凝期因行车振动造成板体断裂。当路线纵坡超过2%时，铺筑一定要顺着上坡方向进行摊铺，以免因塌落问题造成板体细小的横缝和板体断裂，拆除模板一定要注意不要碰掉板角以免造成对称的啃边。基层施工时，应将基层材料集中进行厂拌,并采用摊铺机进行摊铺,待基层整平压实后，严格进行养生，

16、防止基层出现干缩或温缩裂缝.为减少路基土的压实变形，增加路基强度和稳定性,必须认真进行压实,特别是要加强路堤边部碾压,使路堤横向的密度尽可能均匀，不要将两种材料性质差异很大的路堤相接,而需要设置一个过渡段,在桥头或其它构造物与一般路堤相接处，应进行加载，甚至超载预压加快地基沉降，在可能的条件下,可采用透水性砂砾填筑台背后的路堤，减少开放交通后的填土沉降.3。3 管理、养护方面沥青混凝土路面的局部损坏，如不及时、有效地加以修复,往往会引起损坏迅速发展,其中最经常也是最不能忽视的工作就是随时清扫和接缝的养护。对混凝土路面必须经常清扫，不让路面上有碎石及其它硬物，避免车轮反复碾压而破坏路表面造成麻面

17、的产生。为防止接缝失效，必须及时更换已老化或损坏的填缝料，使接缝填料保持良好的状况，以防止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内而导致路面破坏。对路面裂缝及早期病害,应及时进行修复处理，防止形成进一步的破坏。还必须重视路面排水系统的养护，经常疏通路面排水设施，防止水通过接缝或裂缝对路面造成破坏。公路的养护、管理部门，除了日常的养护工作外,应定时组织有资质的检测或科研机构进行路面状况调查,及时制定养护工作计划，确定养护内容，规范养护工作,提高养护队伍素质和机械化的水平,确保公路养护的质量。此外,还应加强路政管理，严格控制超载车辆行驶。4 结论沥青混凝土路面的病害形成有很多种原因，最常见和最直接的原因有以下几种，路基、基层强度不均匀，由于接缝料的老化而导致其作用的失效，未能按照规范进行施工，养护管理工作不够及时有效等诸多原因造成的。因为沥青混凝土路面一旦出现病害后，修复的工作很复杂，修复的结果并不理想，因此对于沥青混凝土路面从最初的设计开始，直至施工的开展以及最后的养护管理,必须认真负责这一系列的工作环节,否则任何一个步骤的失误都会导致给混凝土路面产生不良的后果