對瀝青路面設(shè)計及病害的應(yīng)對
2015-06-01
瀝青路面具有良好的力學(xué)性能、路用性能、舒適的行車性能以及可便捷地施工養(yǎng)護等優(yōu)點， 在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用， 從鄉(xiāng)村道路到城市道路， 從三級路到高速公路， 均被普遍采用， 成為公路建設(shè)的首選路面結(jié)構(gòu)型式。在我國， 已建成、在建、重建的高速公路中有90%以上都采用了瀝青路面。
一、瀝青路面的主要病害成因
1 . 1 瀝青路面的非荷載型病害
非荷載型裂縫不是由行車荷載引起的裂縫, 而是自然條件下的自然損害。瀝青路面剛完工后一般都會產(chǎn)生各種形式的裂縫, 隨著各種非載型的破壞, 路面的裂縫越來厲害, 從導(dǎo)致路面強度下降。影響瀝青路面非荷載型裂縫的因素是: ( 1 ) 瀝青品種和品質(zhì)。油源、低溫延度、粘度、針入度、勁度、含臘量和抗老化性能等; ( 2 ) 瀝青混合料的組成。礦料級配、瀝青含量、集料品種。( 3 ) 面層的厚度。對于溫度裂縫, 厚度的影響不明顯, 對于反射一裂縫, 面層越厚, 反射裂縫出現(xiàn)得越晚、越少。( 4 ) 基層材料的收縮性。基層材料的收縮性越小, 面層裂縫越少。( 5 ) 土基。砂土路基多于粘土路基。(6)氣溫。最低溫度和溫度變化率。此外, 路齡、交通量、應(yīng)力集中、施工原因都對裂縫的產(chǎn)生有影響。
1 . 2 瀝青路面的荷載型病害
瀝青路面的荷載型裂縫主要由于行車荷載作用, 車輛渠道化行駛, 重載車輛和輪胎壓力增加而引起的裂縫。由于瀝青混合料是一種粘彈性材料, 其強度和模量都隨溫度升高而急劇下降。在相同的條件下, 瀝青混凝土的強度和回彈模量變化很大, 在路面適應(yīng)的溫度范圍內(nèi)其值相差幾倍到幾十倍。正是這種原因, 路面在車輛荷載過大的反復(fù)作用下, 底部的裂縫會逐漸擴展到上部并使瀝青面層產(chǎn)生開裂破壞。另外再加上排水不良, 瀝青路面的混合料變硬或變脆, 都可能出現(xiàn)裂縫。在我國各農(nóng)村公路、高速公路上普遍存在。這種車轍的情況在夏季特別嚴(yán)重, 并隨著時間的推移在逐年加重。尤其是到了高溫時節(jié), 公路瀝青路面的行車道上的輪跡帶承受著大量重車的反復(fù)作用, 瀝青混合料因在高溫下的強度不足, 導(dǎo)致它不足以抵抗重輪荷載的反復(fù)作用, 輪下的瀝青混合料產(chǎn)生剪切變形而側(cè)向流動, 輪跡帶變形下凹, 形成槽形的車轍。
1 . 3 水對瀝青路面嚴(yán)重化損害
關(guān)于瀝青路面病害成因, 在這里要特別提到是水對瀝青路面的嚴(yán)重危害。一般情況下, 瀝青路面在存在水分條件下, 它所經(jīng)受的荷載壓力, 會促使溫度的上升和下降反復(fù)無常。由于水有動力的作用, 當(dāng)水分逐步侵入到瀝青層面與集料的層面的交界處時, 瀝青膜就會漸漸地從材料表面漸漸退去。水分侵入瀝青與集料的界面, 以水膜或水氣的形式存在, 影響瀝青與集料的粘附性。從而并導(dǎo)致材料之間的粘結(jié)力的喪失而發(fā)生路面的破壞現(xiàn)象。
二、瀝青路面病害的預(yù)防措施
2 . 1 從實際設(shè)計方面入手
設(shè)計方面, 鑒于重載交通的發(fā)展, 因此對公路瀝青路面的設(shè)計應(yīng)當(dāng)采取新的理念, 它不僅要應(yīng)付車輛的載荷程度、預(yù)防雨水的滲透, 而且還應(yīng)注重公路的長遠規(guī)劃使用等要求。在路面設(shè)計時, 應(yīng)做好仔細勘探, 考察好地質(zhì)條件, 選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層, 并在一些軟基嚴(yán)重地段增加路基及路面基層的強度, 如插朔料排水板、打碎石樁等; 其次在穩(wěn)定度滿足要求的前提下, 根據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范, 應(yīng)該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層, 選用粒徑較
小, 空隙也小的級配混合料, 以提高瀝青路面面層的防滲性; 施工方面, 盡量采用細粒徑瀝青砼, 嚴(yán)格控制基層施工碾壓時的含水量, 在瀝青面層下設(shè)置封層, 防止雨水滲入。對瀝青混合料的集料組成進行優(yōu)化,選擇適合地質(zhì)和環(huán)境的結(jié)構(gòu)形式, 使路面設(shè)計參數(shù)符合實際, 讓最佳含水量控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)。
2 . 2 從防止車轍方面入手
在重交通荷載作用下, 易發(fā)生車轍變形。在材料方面, 瀝青混合料的高溫強度不足, 混合料熱穩(wěn)定性不足, 因此應(yīng)使用溫度穩(wěn)定性好的瀝青, 例如用聚合物( 如S B S ,SBR 等) 改性瀝青, 提高瀝青混合料穩(wěn)定度,試驗還分析表明, 集料的級配組合, 對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性起決定性的作用, 瀝青混合料配合比設(shè)計時, 應(yīng)同時考慮瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。另外, 改善結(jié)合料與礦料粘結(jié)強度的能力, 使其滿足設(shè)計使用期間交通條件的要求。在車輛通行的過程中, 也可以適當(dāng)考慮超載車輛, 選擇合理的地基處理方法, 避免瀝青路面的不均勻沉降。
2 . 3 從預(yù)防水損害方面入手
水是危害路面造成水損害破壞的主要因素, 因此, 做好排水設(shè)計是避免造成水損害的一個方面。當(dāng)前的問題是, 瀝青面層本身是透水的, 即使是很致密也難免會因瀝青混合料攤鋪時的離析而造成的局部透水。在自然條件下, 雨季是人力所無法控制的, 因此雨季水進入瀝青面層內(nèi)部是不可避免的。過去由于技術(shù)方面等原因, 瀝青路面在設(shè)計上, 很少考慮到路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水問題, 而是普遍設(shè)計了埋置式路緣石, 阻礙了滲入路面內(nèi)部水的排出, 致使瀝青混合料的抗水損害能力嚴(yán)重不足。因此, 要提高瀝青面層的壓實度, 上面層不小于98%,中、下面層不小于97% ,以提高瀝青與集料的粘附性, 增強集料之間的粘結(jié)力。另外, 在材料的選擇上, 可采用玄武巖集料, 讓它與瀝青之間有較好的粘附性, 以提高壓實標(biāo)準(zhǔn), 減小空隙率。
2 . 4 從維護管理方面入手
在瀝青路面病害當(dāng)中, 它不僅與設(shè)計和施工等方面有關(guān), 還與路面使用、維護、管理息息相關(guān)。因此, 要減少瀝青路面常見病害的破壞, 在積極做好預(yù)防路面病害及養(yǎng)護管理的同時, 還必須抓好瀝青路面日常修補和專項處治, 做好養(yǎng)護管理工作。在維護管理方面, 應(yīng)該鼓勵積極的技術(shù)創(chuàng)新, 從實際行動和觀念上提高瀝青路面工程養(yǎng)護管理的投入。積極探討對瀝青路面的材料選擇、技術(shù)等方面的嘗試和研究。在公路養(yǎng)護管理上, 應(yīng)加快對新技術(shù), 如S M A 與SUPERPAVE 路面結(jié)構(gòu)的試驗與研究工作,建立好科學(xué)合理的路面狀況評價系統(tǒng), 做到有針對性地安排路面養(yǎng)護項目, 做出費用最省、效果最佳的養(yǎng)護處治方案。
三、結(jié)束語
瀝青路面的病害, 嚴(yán)重影響公路的使用功能、投資效益, 對瀝青路面應(yīng)貫徹公路養(yǎng)護政策“預(yù)防為主, 防治結(jié)合”的方法。從原材料、設(shè)計、施工、養(yǎng)護到管理等各個環(huán)節(jié), 進行充分調(diào)研, 進行必要試驗, 不斷總結(jié)經(jīng)驗, 指導(dǎo)生產(chǎn), 建立健全的質(zhì)量管理體系。通過綜合運用以上這些措施,可使瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)提高到一個新的水平, 為科學(xué)決策提供依據(jù), 從而提高更加經(jīng)濟合理的養(yǎng)護維修對策與質(zhì)量, 降低養(yǎng)護成木, 延長路面的使用周期, 提高投資效益。
