公路沥青混凝土路面病害原因及防治措施

PAGEPAGE2郑州交通职业学院毕业论文黑体小二字；论文题目的字体要加粗居中；黑体小二字；论文题目的字体要加粗居中；一律三号宋体字；“郑州交通职业学院毕业论文（设计）”为宋体一号加粗居中字体。旬论门文刚题模目辽：谣公豪路搜沥滋青锦混茶凝披土蔬路臭面泽病融害层原忍因朗分池析贪及返防鲁治进措俊施乒所京属疲系秒别污阻仰英万值习肆坚歌糟拥沙练企甲雁弄燕功令愈 斯 渗 姐专晕业匙班竖级校窜乞洗慈作恩尸棋饶毙井伏雾渣约工杜拒揉泽席乎稍认索将蜂风姓帐幅阀名黄乱饮尘租场煎血虫灾促蛛笔逼疼残须尚严星侦恶艳璃欠 挽 纳学桨嫌僻号忌眯恢垃穷枣形 酷 司倦达脉姐灶吉益恐阻蝇迁孤赌乘可蜜 皇指辟导浊教借师随撇轿唉莲恋轨留关窝欺亮栽繁捡羞宅壁犬 店耕阿镜弱瑞腹 纹娘段岛葱咸膜王敢2陈0塔1绞1够亚殊剪撒扩驱5挪晶掠瓣沉困歪

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场温度要求在140℃～165℃之间，而实际上有些施工单位由于设备和人员素质等原因，在拌合温度控制方面时高时低很不稳定。温度过高可能导致沥青质变，没有粘性使沥青混凝土松散；温度过低，混合料和易性差,施工摊铺困难,尤其当粗集料上沥青包裹不足,造成混合料强度低,不易压实,易松散。沥青混合料拌和不均匀，影响级配，这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的原因。在沥青混合料拌制完成后，从拌合厂向摊铺现场运输过程中，空气与混合料之间的温差一般大于120℃。加上因速度形成的相对风速较高，会导致混合料温度在到达现场前有较大的下降。降温幅度由表及里逐渐减少，最严重的降温区发生在堆料表面和马槽的接触面。降温严重程度取决于运输时间、速度、气温、保温措施等因素。计量不准确,进料速度不均匀,比例控制不当,会出现混合料粗、细颗粒分离、松散等现象;用油量不稳定,就达不到设计配比要求。油量过多混合料出现结团、结块现象。拌和时间对混合料质量也有影响,间歇式拌合机每拌拌和时间宜为30s～50s，其中干拌时间不得少于5s，连续式拌合机拌和时间应根据上料速度及温度确定，拌和时间太短,混合料拌和不均匀会出现花料。3.2.2沥青面层颗粒离析沥青面层集料大小颗粒离析局部粗集料偏多，细集料偏少，不易压实。矿料与沥青的粘结力小，抗剪强度低，容易出现松散。局部细集料偏多，粗集料偏少，热稳定性差，容易出现车辙、拥包等破坏。其原因有以下几方面：(1)集料颗粒组成不均匀目前，沥青混合料所用集料多为个体小石料厂生产，生产的石料规格不稳定，往往同一沥青拌和站由几家石料厂供料，造成集料颗粒组成不均匀性大。虽然在沥青混合料拌和时，在拌和机内要对集料进行二次筛分，但二次筛分不能解决原材料的不均匀。沥青与矿粉的交互作用影响沥青混合料的抗剪强度，当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时，则矿粉比表面积是原比表面积的1／4。这样，就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青，而形成了较多的自由沥青，降低了沥青与矿料之间的粘结力，在行车荷载的作用下会形成泛油，因此控制矿粉的质量十分重要。目前，矿粉的质量很不稳定，往往粗细不均匀，甚至潮湿结团；或由于矿粉运至工地后，防雨防潮措施不良，造成矿粉潮湿、结团。在拌和机内，矿粉是不加热的，造成沥青与矿粉拌和不均匀，影响沥青混合料质量。(2)运输和摊铺过程中造成颗粒离析热拌沥青混合料特别是粗粒式沥青混合料，从拌和机向运料汽车上放料时，由于落高大，出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时，再次出现离析。当运料汽车倒完一车料开走后，摊铺机受料斗两翼板上积料含粗集料较多，细集料较少，所以受料斗两翼板应及早翻动，使积存料与较多体积的混合料混合，减少混合料离析。(3)沥青混凝土铺装层偏薄在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时，有的设计桥面铺装层厚度偏薄，有的厚度小于5cm；于加上其层间不按规定洒布粘层油，粘层油洒布不均匀，在汽车高速行驶时，轮胎后产生真空吸力，这样在行车荷载作用下，容易出现坑洞。因此，桥面铺装层应按正常路段的上面层与中面层厚度进行设计，按规定洒布粘层沥青。(4)沥青被油溶解在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油，造成沥青被柴油溶解，使沥青与矿料之间粘结力降低，产生剥离、松散、出现坑洞。因此，施工机械在路面上停留，应在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其它防油措施，防止油漏到路面上。防止沥青路面出现早期破坏是沥青路面研究的重要课题，以上仅仅对其因施工造成的早期破坏原因进行分析，不当、片面在所难免。(5)沥青面层的压实度偏低沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要，压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足，压实不足是一个比较突出的问题。尽管压实度的测定数据都合格，但其真实性受怀疑。有些工程不按照规范要求的方法测定压实度(标准密度取值不合适)，或有意调整标准密度，个别工程单位片面追求平整度，而放松了对压实度的控制。这些工程的共同点是通车以后平整度迅速哀减；面层压实变形明显。应该明确，平整度固然重要，但压实度更重要，必须在确保压实度的前提下来提高平整度。3.2.3路基压实度不足路基压实是路基施工过程中的重要工序，亦是提高路基路面强度与稳定性技术措施之一土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重亲组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的密度提高，形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性提高。由于路基压实度不足，会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝(局部路段压实不足)。沪宁速公路于1996年通车，1997年春镇江段发生多处纵裂。修补后其裂缝又反射上来，出现新纵向裂缝。由于局部路段路基压实度不足出现的路面坑洞、横裂多发生在桥头路段，桥台与路基衔接处由于压路机碾压不到位，出现桥头沉陷、桥头跳车现象。如京石高速公路西半幅南：马河桥南头，由于台背填土碾压不实，在路面表面出现坑洞约10cm深，严重影响行车安全。于1994年9月修补。为消除桥头跳车，在桥头设置钢筋混凝土搭板。但在进行京石速公路东半幅施工过程时，发现西半幅有多处由于桥头填土碾压不密实，在搭板下出现空箔使搭板悬空，后在坑洞中填入砂砾。设置桥头搭板，只能对桥头跳车起缓解作用，有的在搭板与路基相接处不认真碾压，消除了桥头跳车，又出现了搭板头跳车。为了消除桥头沉陷，桥头填土可用整体性结构材料填筑，如保津高速公路桥头填土地面以上部分全部用石灰土填筑，消灭了桥头跳车。压实是沥青路面施工的最后一道工序，若采用了优质的筑路材料、精良的拌和与摊铺设备及良好的施工技术，摊铺出了较理想的混合料层，而良好的路面质量最终要通过碾压来体现，如果碾压中出现任何质量缺陷，必将前功尽弃。因此，压实这道工序必须引起足够重视。压实的目的是提高沥青混合料的强度、稳定性以及疲劳特性。实践证明，若压实不足，会出现车辙。标准压实度相应的空隙率增加1％，疲劳寿命将要降低约35％，压实度每降低1％，沥青混合料的渗透性提高两倍，导致空隙率增大，从而加速沥青混合料的老化。过压将会使矿料破碎而使压实度反而降低或空隙率过小，易出现泛油和失稳，影响路面的强度与稳定性。因此，必须合理地进行碾压。下面结合我处在建几条高速公路沥青路面的施工，对提高沥青路面压实质量的关键技术作如下说明：（1）碾压温度碾压温度的高低，直接影响沥青混合料的压实质量。混合料温度较高时，可用较少的碾压遍数，获得较高的密实度和较好的压实效果。而温度较低时，碾压工作变得较为困难，且易产生很难消除的轮迹，造成路面不平整。因此，在实际施工中，要求在摊铺完毕后及时进行碾压。一般来说，沥青混合料的最佳压实温度在l10—120℃之间，最高不超过160℃。所谓碾压最佳温度是指在材料允许的温度范围内，沥青混合料能够支承压路机而不产生水平推移且压实阻力较小的温度。若碾压时混合料温度过高，会引起压路机两旁混合料隆起、碾压后的摊铺层裂纹、碾轮上粘起沥青混合料(尽管用水喷洒)及前轮推料等问题c而碾压温度过低时(70℃以下)，由于混合料的粘性增大，导致压实无效，或起副作用。研究表明：当沥青混合料的摊铺初始温度每提高10℃，则碾压时间就可缩短近16％；而最低碾压温度每降低10℃，碾压时间需延长近30％。可见沥青混合料温度较高时，有利于缩短碾压时间，加快施工进度。压实质量与压实温度有直接头系，而摊铺后混合料的温度是在不断变化的，特别是摊铺后的4—15min内，温度损失最大(1—5℃／min)，因此必须掌握好有效压实时间(所谓有效压实时间，指混合料从摊铺后的温度冷却至最低压实温度所需的时间)，适时碾压。有效压实时间的长短与混合料的冷却速度、压实厚度等因素有密切关系。影响冷却速度的因素有气温、湿度、风力和混合料下承层温度等，凡遇气温低、湿度大、风力大以及下承层温度低等都会使有效压实时间缩短，并增加碾压困难。当沥青层厚增大25％时，其有效压实时间将会增大近50％，对较薄层沥青层碾压时，反而要比较厚的沥青层压实困难些，这主要是因为较薄层的沥青混合料温度降低速度要比厚层快得多，从而使其有效压实时间大大缩短。摊铺机后面的碾压作业段长度，由混合料的种类和压实温度来确定。一般来说，压路机要尽可能地靠近摊铺机进行碾压，达到了密实度后，再以最少的碾压遍数进行表面修整时，压路机可离摊铺机远一点，考虑压实温度的要求和气温，相应的碾压长度宜为：常温时(15℃左右)30—40m，偏低时(＜10℃)20—30m，偏高时(＞20℃)40—50m，高温时(＞30℃)60m左右。（2）选择合理的压实速度与遍数合理的压实速度，对减少碾压时间，提高作业效率有十分重要的意义。在施工中，保持适当的恒定碾压速度是非常必要的，一般速度控制在1．5—3.5km/h，轮胎压路机可适当提高，但不超过4km/h。速度过低，会使摊铺与压实工序间断，影响压实质量，从而可能需要增加压实遍数来提高压实度。碾压速度过快，会产生推移、横向裂纹等。我们做过试验，在不同碾压温度条件下，当碾压遍数相同而碾压速度不同时(2．5km/h和3．5km/h两种速度)沥青混合料的压实度平均值相差很小，仅为1％。试验结果如表2-l压实度、碾压速度、碾压遍数的关系表2-1试验路段编号碾压遍数碾压速度压实度空隙率碾压温度振压静压km/h%%℃1212.597.93.9110-120213.5975412.597.83.7413.597.542212.5994120-140213.598.13412.598.83.4413.597.83.53212.5983.4213.5974.1412.597.74.3413.597.34.5结果表明：选择碾压速度的基本原则是在保证沥青混合料碾压质量的前提下，最大限度地提高碾压速度，从而减少碾压遍数，提高工作效率。（3）选择合理的振频和振幅目前，越来越多的振动压路机被用来碾压沥青混合料。为了获得最佳的碾压效果，合理议选择振频和振幅是非常重要的。振频主要影响沥青面层的表面压实质量。振动压路机的振频比沥青混合料的固有频率高一些，则可获得较好的压实效果。试验表明，对于沥青混合料的碾压，其振频多在42—50hz范围内选择。振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄时，最好使用振幅为中小型振动压路机。而碾压层较厚时，则可在较低振频下，选取较大的振幅，通常振幅可在0．6—0.8mm内进行选择。碾压机具选型及组合最好使用两台双轮压路机和一台胶轮压路机。其中一台双轮压路机初压，然后用胶轮压路机复压，最后用另一台双轮压路机终压。压实遍数通过做试验段来确定，这种压路机组合方式对路面平整度和压实度是较理想的。（4）混合料特性沥青混合料的特性对压实质量亦有较大影响。如混合料矿料含量的增加或最大尺寸的增大，都会使其工度下降，要达到要求的密实度就需要有较大压实能力的压路机。沥青稠度高时，也是如此。所以针对混合料不同特性影响压实质量的原因，在实际施工中采取不同的对策。3.3管理方面近年我国公路建设，为了加强质量控制，制订了一系列法规，推行招投标及监理制度，制定了质量评定标准，加强了政府监理，使施工质量大有改变。但在一些地方仍存在管理的不足具体如下:1．未严格按基本建设程序办事，前期工作滞后；路面设计方案研究、试验不够；2．末严格实行招投标，一些无路面施工经验、无路面施工设备和技术力量的施工队伍承担路面施工，监理也未严格监理；3．工期紧迫，摘献礼工程，不能科学地按施工技术规范要求施工；4．发生质量问题，不能认真总结经验，严肃对待；5．施工技术管理，质量管理不严；6．对采用技术、新工艺、新设备开发研究不够；7．重建轻养，只管通车献礼，不重视养护管理；3.4养护方面存在问题由于热拌沥青拌和料容易受到气候、温度、运距及用料的影响，降低了路面的维修质量。同时，由于养护材料类型较少，有些病害还没有合适的养护材料，致使有些病害没有得到有效的治理。现在沥青路面维修、养护方面存在的一些主要问题有：（1）对于沥青路面的一些病害，目前尚难于做到“防患于末然”。其实，对于沥青路面可能出现的病害，应预先采取措施进行防护。可以根据路面的使用状况和自然条件，预先选用一些适合的材料对路面进行防治，通过及早、有效地防治，能避免或者延缓发生路面的某些病害。（2）沥青路面出现病害时难以做到立即修补处理。常常是：“小洞不补，大洞吃苦”。如果路面出现一些病害能及时有效地处理，不但对路面不会造成大的损害，同时也会节约养护管理的经费，确保交通安全。（3）目前尚有一些病害，还没有合适的养护材料进行处理，例如低温裂缝处理问题。在我国北方地区，冬天气温低，沥青路面会出现不同程度的裂缝，有些地区还十分严重，不但裂缝数量多，而且裂缝贯穿面层上下，裂缝的宽度可达lcm。此类病害如果得不到及时的修复，水渗进去之后，就会造成路面下沉。如使用沥青灌浆方法处理，结果是收效甚微，处理后的路面来年仍然会开裂。这种病害如果使用低温性能好、常温施工的材料进行整治，效果会更好些。（4）养护经费不足也是制约沥青路面维修效果的原因之一。往往因为经费不足，影响了养护的及时性和良好的养护材料的选用，降低了养护质量。（5）沥青路面养护工作中科技含量少，技术水平低，难以根据沥青路面的不同病害，选用不同的养护材料和养护技术。3.5温度方面存在的问题3.5.1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。3.5.2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。4预防沥青路面早期病害的措施早期病害的预防主要有以下几种4.1精心设计设计质量是工程质量的基础和前提，设计中一定从实际出发，对气候、水文、地质、材料、交通量、载重进行认真调查，应综合各种因素，选择各种路面结构、各种材料、多种配合比、不同结构层厚进行试验、研究、比选，必要时应铺试验路。设计中应注意以下问题：4.1.1正确确定路面结构设计参数（1）土基回弹模量土基回弹模量与土的性质、密实度、含水量、路基所处的干湿状态及测试方法有密切关系。目前常用现场实测法或查表法测定。（2）沥青混合料设计参数我国现行沥青路面设计方法采用抗压回弹模量和抗弯拉强度两项参数，按照《公路工程沥青和沥青混合料试验规程》标准方法确定。（3）基层、垫层材料设计参数基层材料的设计参数随基层种类而定，不同类型的基层取用不同的参数。①刚性基层沥青路面按我国水泥混凝土路面设计规范规定，作为复合结构进行设计计算。设计参数取用弯拉弹性模量和弯拉强度，具体的试验与计算方法可见见有关规范。②半刚性基层沥青路面基层的设计参数取用抗压回弹模量与劈裂抗拉强度。③柔性基层沥青路面因基层材料大多数为无结合粒料或沥青碎石混合料，一律都不作弯拉强度验算，仅取回弹模量为参数。4.1.2压实度、空隙率近年来，我国高速公路施工工地所用的压路机品种、吨位和技术性，能都显著优于前十多年状况，客观上已具备了提高压实标准的条件。实践证明，只要严格要求，加强管理，完全可以达到98％的压实度要求。为了尽可能提高沥青混凝土面层的不透水性，完全有必要提高沥青面层的压实度，建议表面层的压实度不小于98％，中面层和底面层压实度不小于97％。除此之外，还应增加现场空隙率的指标要求，建议：表面层现场空隙率小于6％，中面层或底面层空隙率小于7％。4.2严格施工质量管理沥青路面质量的好坏，除结构设计、材料组合外，主要取决于施工。通常说，工程质量是施工做出来的，所以施工对工程质量起保证作用。沥青路面施工必须按全面质量管理的要求。建立健全有效的质量保证体系，实行目标管理、工序管理，明确岗位责任制，对施工的全过程、各阶段、每道工序的质量进行严格的检查、控制、评定，以保证达到规定的质量标准。要以分项工程、分部工程、单位工程逐层的质量保证来最终保证建设项目的整体质量。抓好以下工作是搞好工程质量的关键。4.2.1施工前设备检查机械设备是保证沥青路面施工质量的又一个重要因素，特别是沥青混凝土等高级路面，没有先进的配套的机械设备，是修不出符合质量标准的路面的。因此在沥青路面施工前，驻地监理工程师必须对拌和厂、摊铺、压实等施工机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查，对不符合要求的机械设备，应责令施工单位限期更换，直至符合要求后，才可下达开工令。4.2.2加强施工过程中的质量管理与检查(1)施工单位的质量监督检查人员应跟班对施工质量进行自检和对各种施工材料进行抽捡。严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量，混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。透层或封层完成后，应尽快铺筑沥青面层。沥青的选用十分关键，要挑选符合各项规范要求的沥青，特别是沥青针入度、延度指标必须严格把关。在北方施工由于这些年的气候偏暖，因此沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外，透层油、粘层油沥青应采用与沥青混凝土同一种沥青，特别是油石比的选择应考虑粘层油、透层油泛油时的影响。沥青混凝土施工期间，交通管制必须有专人负责，禁止非施工车辆上路，防止上路机械漏油，保持路面干净整洁。对沥青混合料拌和厂的拌和温度、均匀性、出厂温度进行检查，并取样进行马歇尔稳定度试验；检测混合料的矿料级配和沥青用量，对于拌和温度过高，致使沥青老化的沥青混合料，应予废弃或另作他用。铺筑现场必须检查混合料质量、施工温度(摊铺温度、压实温度)、沥青层厚度、压实度、压实度、平整度。(2)驻地监理工程师应按规定频率进行抽验或旁站检验，并及时对施工单位自检结果进行检查签认，发现异常情况，应追加试验检查或立即报告。(3)质量监督部门要随机进行中间质量检查、评定、发布质量动态。4.3路面病害的防治措施4.3.1裂缝预防措施和治理措施(1)合理组织施工，尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理，应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料，然后预热软化接缝处，涂乳化沥青，再铺筑新混合料。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一通向新铺层移动15—20cm，直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，上、下层的施工纵缝应错开15cm以上，摊铺时控制好松铺系数，压实后的接缝结合紧密、平整。(2)沥青路面摊铺前，对下卧层需认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下卧层稳定。在旧路面上加铺沥青路面结构层前，须铣削原路面后再加铺，以延缓反射裂缝的形成。(3)在路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。对于细裂缝(2—5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青灌缝。灌缝前，必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾，并使缝内干燥。酒绝后，表面撤上粗砂或3—5mm石屑。对裂缝很大的情况，必须将裂缝两边沥青混凝土开挖，先处理基层再摊铺新混合料，水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。如央有软弱层或不稳定结构层时，应将其铲除，如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需加设将路面渗透水排除至路外的徘水设施。4.3.2沉陷预防措施和治理措施因路基不均匀沉降而引起的局部路面沉陷，若土基和基层已经密实稳定，不再继续下