浅谈沥青混凝土路面常见的病害及施工防治

1、浅谈沥青混凝土路面常见的病害及施工防治         摘要随着我国近年来沥青路面的增多,沥青路面早期病害也越来越引起人们的重视。作者结合多年对公路养护维修施工的实践经验,对沥青路面施工期间如何进行施工质量控制的问题提出自己的看法和体会,并详细分析和论述施工过程中质量控制要点。 关键词沥青路面;病害;施工防治 作者简介蓝海松,来宾市武宣公路管理局工程师,研究方向:公路工程,广西武宣,545900一、前言沥青路面的主要类型有沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料和乳化沥青混合料路面等。因其具有造价相对较低、行车舒适

2、、修复方便,能够利用石化企业副产品等优点而被广泛应用于公路和城市道路、机场等基础设施的面层处理。沥青路面早期破坏的现象有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽、车辙、拥包、裂缝、松散、泛油等几种。这些病害极具普遍性和严重性。笔者就沥青混凝土路面施工的质量控制问题提出一点自己的看法。二、路面病害原因分析(一)水破坏所谓水破坏即降水透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。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。1.网裂:由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,因此在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩

3、展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。2.坑洞:在行车荷载作用下,特别在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂会逐渐松散,松散的石料被车轮甩出形成坑洞。由于沥青混凝土的不均匀性,坑洞总是先在沥青混凝土空隙率较大处产生,随着时间的推移,将会造成路面大面积破损。 3.唧浆:当水透入沥青面层并滞留在半刚性基层顶面时,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料形成灰浆,灰浆又被行车压唧,通过各种形状不一的裂缝(纵、横、斜裂缝及网裂)到路表面形成唧浆。在灰浆数量大的情况下,可能很快形成更为严重的裂缝;在数量小的情况下,可使路面形成网裂或形变。

4、某处一旦有灰浆唧出,该处很快就会产生网裂和形变,随后的降水就更容易透入,并形成恶性循环,最终导致路面严重破坏。 4.辙槽:自由水进入面层后,使沥青与碎石的粘结力减弱。在行车荷载作用下,滞留在面层下部的水使矿料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,使沥青混凝土的强度逐渐降低,直至完全松散。在行车轮迹下向两侧(特别向外侧)挤出,使轮迹带下陷,同时使其两侧鼓起,形成严重辙槽。形成辙槽后,降雨过程和雨后辙槽就会变成积水槽,致使水有更长的时间透入沥青面层形成更加严重的水破坏。(二)车辙和拥包1.路面车辙和拥包形成原因比较复杂,主要有如下几个方面:一是超限车辆的破坏作用;二是路面沥青混凝土的高温稳定性差。

5、(1)按照交通部有关技术规范的设计和检测标准,路面承载为汽车后轴重100kN,轮胎压强为0.75MPa。在公路上行驶的大型货车大部分都有超载现象,大大超过路面所能承载的要求。(2)路面沥青混凝土高温稳定性差,特别是在持续高温天气的影响下,路面温度常常在70以上,这时路面面层内部如中面层的温度更高,并且持续时间更长。中面层的主要作用就是抵抗永久形变和车辙。根据中国和美国有关科技工作者的研究表明:车辙形成的主要部位是路面表面下510cm。2.对于沥青路面而言,如果基层未发生破坏,那么车辙都是在沥青混凝土面层上产生的。而路面面层高温稳定性差的主要原因有如下几个方面:沥青混凝土含油量过高、沥青对温度的

6、敏感性高、粗集料偏少或破碎面少导致嵌锁力下降、细集料中河砂用量过多、沥青混凝土压实度满足不了要求,等等。3.形成路面拥包的原因除上述各方面外,还有如下两个方面的原因:一是路面施工的均匀性差;二是路面平整度差。二者在汽车颠簸行驶时,由于汽车的冲击力作用,容易造成路面凹陷。而且这种凹陷是“马太效应”,凹陷之后的路面会使高速行驶的汽车产生更大的冲击力,而更大的冲击力会产生更大的凹陷。         (三)裂缝沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成

7、的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青老化,沥青面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以裂缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。(四)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。集料颗粒与裹覆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:1.集料颗

8、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含泥量超标所造成的。 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,如果混合料密实度不够,集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。(五)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

9、泛油。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滑性能达不到行车要求时往往会造成交通事故。沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。1.沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时,选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最终达到的密度。如果室内所用击实功产生的密度小于使用过程中所达到的最终密度,所选定的沥青用量就会偏多,但目前由于各种原因室内试验所得到的密度远远低于使用过程中所达到的最终密度,这使现场施工中产生沥青用量过大不足为奇。2.施工控制不严和管理不善。有些施

10、工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌和不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。3.少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大,裹覆矿料的沥青膜越厚,沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反,包覆矿料的沥青膜越薄,沥青混合料的粘结力就越大。三、路面施工时的质量控制质量控制是施工过程中的一项关键工作。笔者针对路面病害就几个主要环节谈一点自己的体会。(一)原材料的选择和储存1.在同一结构层中,集料材质和成分应尽量保持一致,这样才能保证结构层的均匀性。                      2.集料的风化情况和含泥量应严格控制,特别是在材料中,“一粒泥就是一个洞”,集料的洁净程度,直接影响今后的养护工作量。3.集料的酸碱性直接影响骨料和沥青的粘结性。因此,在选择材料时必须和沥青一起通盘考虑,二者必须相互适应,才能取得良好效果。4.集料的储存和堆放必须严格按照规范要求进行,防止离析,这样才能保证