略论二级公路路面毁坏原因及处治建议

2022-12-31

二级公路主要分为汽车专用二级公路和一般二级公路两种。随着公路建设里程拓展、公路使用的日益加剧。目前我国二级公路路面存在多种毁坏形式, 影响了二级公路的正常运行。分析其问题并积极进行处治是我们公路管理部门面临的重要问题。

1 二级公路路面毁坏的主要形式及其原因分析

1.1 泛油问题

这个问题多发生在夏季高温季节, 主要是由于面层油石比过大, 含油量过高而形成的。

1.2 裂缝问题

裂缝是沥青路面的一种主要毁坏形式, 且裂缝的出现往往是路面损害急剧增加的开始。造成沥青路面产生裂缝的原因很多, 主要包括非荷载裂缝和荷载裂缝, 非荷载裂缝主要是温度裂缝和基层反射裂缝。一般来说, 温度裂缝有两种形式:第一种是低温收缩裂缝, 第二种是温度疲劳裂缝。荷载型裂缝, 其主要由行车荷载作用而产生的裂缝。在车辆荷载作用下, 半刚性基层的底部要产生拉应力, 如果拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度, 那么半刚性基层的底部就很快开裂。在行车荷载的反复作用下, 底部的裂缝会逐渐扩展到上部, 并使沥青面层也开裂而造成破坏。由车辆荷载产生的裂缝反映到面层上, 往往不是单独的, 稀疏的或较有规则的裂缝, 而是稠密的, 有时是互相联系的裂缝, 甚至是网状的裂缝。甚至严重时, 还往往伴随着表面的形变, 例如辙槽或沉陷。

1.3 路基塌陷问题

二级公路很容易产生弹性和残余变形, 残余变形就影响了路基的稳定和路面的平整度。其主要原因有三:一是零填土中自由水分充分, 压实荷载的大部分由空隙中自由水承受, 土粒有效应力减小, 土基不能充分碾压, 难以达到足够的强度;二是零填及路堑路基对气候的变化敏感, 水分和温度的作用使土粒吸胀和收缩作用明显, 毛细水容易上升至路基工作区, 使路基处于潮湿状态, 降低了路基的承载力;三是因路基无填土, 动载作用应力不能充分扩散即达天然地基上, 而造成地基变形沉降, 或天然地基局部不均匀反映到路面上。

1.4 车辙问题

车辙是由于与时间有关的荷载因素和气候因素共同作用下, 轮迹带逐渐产生下凹形变并形成两条纵向辙槽, 且较严重辙槽两边通常有膨起形变。一般单向行车道上会有两条明显辙槽。而车辙深度以轮迹带外侧凸起部分的峰顶到槽的谷底距离表示。车辙的形成原因一般是分阶段的:第一阶段是由于沥青路面进一步压密过程, 时间持续较短, 但变形快速增长;第二阶段是由于与沥青路面压密稳定时期, 该期间变形呈直线形稳定增长;第三阶段是因沥青路面高温强度不足或抗永久变形能力不强, 特别是在高温季节又有表面水浸入面层内部的情况下, 就容易产生剪切变形, 而使变形和应变速率迅速增大, 直到破坏, 也称为不稳定阶段。

2 二级公路路面毁坏的处治建议

针对以上问题, 建议采取如下措施加以处治:

2.1 设计方面的防治建议

(1) 对于沥青混合料级配设计应以沥青混凝土为主。沥青面层的厚度设计要结合项目的实际, 从路面建设和使用期的建设和养护成本进行全寿命期分析和测算, 合理确定路面各结构层厚度, 确保路面良好的使用性能。 (2) 完善路面的防水设计工作。首先应迅速排除表面水, 防止积水渗入下层, 要求路拱和表面平整度符合规定, 路表不得积水;其次, 为防止面层渗水滞留基层表面, 而使基层被浸软, 在基层上做封层或透层, 能够达到即使有水渗入也能及时沿基层表面的路拱排出的效果;第三面层材料应选择能耐荷载与水分复合作用的材料;第四设置排水层 (垫层) , 既能排水, 也能隔断毛细水, 使上升的毛细水也能及时排出。因此, 此垫层或下基层应有排除上、下两方来水的作用, 应用透水材料;第五与路面结构排水有关的边沟、渗沟、排水沟等, 必须按规范要求设置;第六各层的强度自上而下逐渐减小, 层次较多, 虽受力情况较合理, 但不同材料过多的层次将会给施工工艺及材料制备带来较大困难, 因此, 一般层次不宜过多, 层间应尽量连续。

2.2 施工方面的处理建议

(1) 对于一般轻微泛油可撒石屑或粗砂, 并用压路机或行车碾压处治;泛油较重的可先撒5mm～10mm粒径的碎石, 用压路机碾压, 待稳定后撒石屑或粗砂, 并用压路机或行车碾压; (2) 在换填时可采取三项措施: (1) 采用刚性较高的填土结构; (2) 保证填土处于干燥、中湿状态, 降低温度、水分对填土的影响; (3) 对基底进行技术处理, 减少基底土层的沉降, 并使其强度均匀。 (3) 合理安排工序衔接。要确保各结构层的养护时间及符合要求的养护条件, 一般情况下养护时间不小于7天, 塑指较大的路段养护时间不小于巧天, 让其在合理的养护条件下达到足够的强度, 然后再进行下一工序的施工, 减少反射裂缝。此种方法经施工验证是可行的, 且效果非常明显。 (4) 改变基层的粒料结构。可改变用料结构, 将原二灰碎石所用粒料, 由混合料改为级配碎石, 保证80%粒料比例不变, O.BMP。无侧限抗压强度不变, 集料连续级配不变;控制Smm以下粒料用量;提高2mm以上粒料用量。这样以嵌挤型代替胶结型, 减少收缩;增大粗粒料用量, 减少对水的敏感程度;减少整体材料的孔隙率、比表面和含水量, 来大幅度降低干燥收缩;以适当级配代替单一级配, 减少缺乏连接面以造成离析和平整度差等缺点。