沥青路面早期破坏浅析

2022-09-11

近年来, 随着国家对高速公路建设投资力度的加大, 我国的公路工程建设十分迅速。但是, 随着一条条高速公路的建成并投入运营, 沥青路面早期病害现象也越来越引起业内人士的普遍关注。目前, 沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有:裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等。

1 沥青混凝土路面的早期病害

1.1 裂缝

高速公路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的, 而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。

1.2 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。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 (Ⅱ型) 沥青混凝土表面层时, 产生的水破坏尤为严重。

1.3 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沥青向上移动, 产生泛油现象, 油石比偏大地段表现的尤为明显。

1.4 推移

推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。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, 轮迹带两侧会产生壅包, 甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。

2 避免路面早期破坏的原因及措施

2.1 选择合理的沥青表面结构和混合料类型 (粒料级配类型)

根据沥青路面设计规范, 沥青面层除应满足车辆的使用要求外, 还应满足防止雨水下渗等要求, 宜选粒径较小、空隙也较小的密级配混合料, 尽量采用小粒径沥青混凝土, 以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粒式沥青混凝土或开级配或半开级配沥青混合料路面, 必须在沥青面层下设下封层, 防止雨水渗入。但以前大多数二级公路路面面层都采用沥青上拌下贯式, 这种结构形式虽然在其上做了封层, 但是在阴雨季节表面水仍可渗入。由于沥青贯入式碎石层具有大量孔隙, 雨季渗入贯入式碎石层中的水, 如不能及时排除, 贯入式碎石层就会成为蓄水层, 使沥青与矿料的粘结力降低, 促使沥青从矿料上剥离。这样, 在行车荷载作用下产生了推移、网裂、松散、坑槽、翻浆等病害。这种现象在养护中更为严重, 由于在养护中施工面积小, 难以碾压密实, 用油量难以控制。

2.2 选择合理的基层结构形式和基层材料

根据规范要求, 高等级公路基层虽然可采用高强、少裂、稳定性 (含水稳性) 好的白灰稳定粒料类半刚性基层, 但是由于这种材料的抗拉强度较低和抗冲刷能力较差, 收缩性也比较大。另外, 它的冰冻稳定性较差, 在过分潮湿情况下, 难于成型和发展高的强度, 所以不适宜做高级路面的基层 (可以用做底层基) , 尤其是潮湿地区更不能采用。实践证明, 在冰冻地区的潮湿和过分潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段, 不宜采用石灰土做基层。在只能做基层时, 应采用措施防止水分侵入基层。同时, 集料的级配, 强度和塑性指数等选用不当都会影响沥青路面的使用质量。

2.3 严格控制现场施工质量

路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。

2.3.1 严格原材料关

对沥青混合料的配合比控制不够, 特别是矿粉和沥青用量不准, 使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等;施工机械设备陈旧、不配套, 使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响;沥青混合料拌合温度的控制, 从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120℃~165℃, 而实际上有些施工单位在拌合温度控制方面不是那么严格, 时高时低很不稳定, 有的沥青砼拉到工地量测将近180℃, 而有时不足110℃, 温度过高可能导致沥青变质, 没有粘性使沥青混合料松散, 温度过低, 沥青混合料拌合不匀, 影响级配。

2.3.2 控制施工过程中的路面污染

当前许多公路投标项目划分太细, 路基挢涵、路面、交通工程都严重影响平整度, 在同一路段上施工单位较多, 加上工期较紧, 平行作业, 相互影响, 如在高速公路中沥青混合料摊铺底面层中面层时, 路基施工单位要刷边坡, 挖边沟, 其他路段的车辆也通行, 导致路面污染严重, 从而使路面上层铺设, 层与层之间的粘结受到影响, 特别是当沥青面层较薄时, 在车辆高速行驶荷载作用下, 沥青路面产生脱落, 推拥、扭曲裂缝, 我们经常见的桥面铺装被拉开、拉裂就是这方面原因所致, 所以我们一定要按客观规律办事, 严格控制施工进度, 尽量减少交叉施工。

2.3.3 基层施工的控制

基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层, 基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题:基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前, 若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净, 在雨水作用下, 浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆, 进而波及到沥青面层表面;基层松铺系数 (或基层标高) 控制不严而导致的二次补加层, 因二次补加层与下层基层无法紧密连接, 自身厚度又较小, 因而极易松散, 进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏;部分基层压实度不足的问题, 在最大干密度确定的情况下, 基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关, 当粗粒含量很大时, 即使压实度超过100%, 并不表示该基层已经密实。因此, 要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数, 确保基层到规定压实密度。

摘要：目前, 我国沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有:裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等, 这些病害基本上也是公路工程质量的通病, 对新建公路的正常使用形成了严重的威胁, 对公路维护提出了更严峻的挑战。本文就以上几种常见病害的成因进行分析并结合实际提出相应的预防措施。

关键词：沥青混凝土路面,早期病害,成因分析,预防措施