大学生沥青路面病害成因及防治对策分析

沥青路面病害成因分析及防治对策建筑学院道路桥梁工程技术专业 1沥青路面病害成因分析及防治对策沥青路面病害成因分析及防治措施2 建筑学院道路桥梁工程技术专业 目录摘要第 1 章 绪论.51.课题背景.52.沥青混凝土路面介绍.5第 2 章 工程项目概况.51.项目建设背景.52.沥青路面的施工工艺.52.1 洒透层的施工工艺.62.2 铺筑施工工艺.63.沥青混凝土现场施工工艺控制.73.1 准备阶段的质量控制.73.2 运输过程的质量控制.73.3 摊铺时的质量控制.8第 3 章 沥青路面常见病害.81.沥青路面的松散.82.沥青路面的水损害.93.沥青路面的冻胀和翻浆.104.沥青路面的沉陷.105.裂缝.105.1 裂缝的分类.105.1.1 纵向裂缝.115.1.2 横向裂缝.125.1.3 网裂.145.2 防治措施.156.脱皮.157.油包.158.泛油.169.啃边.17沥青路面病害成因分析及防治对策建筑学院道路桥梁工程技术专业 310.坑槽.1711.车辙和推移.18第 4 章 沥青路面出现病害的原因分析及其防治预防措施.201.沥青路面出现病害的原因分析.202.沥青路面出现病害的防治和预防措施.232.1 常见的病害防治.232.2 病害的预防措施.26第 5 章 沥青路面预防性养护的规律特点及工艺技术.271.规律和特点.272.工艺技术.28第 6 章 严格控制施工现场质量.29后记参考文献沥青路面病害成因分析及防治措施4 建筑学院道路桥梁工程技术专业 摘要沥青混凝土路面作为高等级公路来说是必不可少的面层，沥青混凝土路面施工是公路工程施工中的一道重要工序，沥青路面施工中，前场和后场的工艺控制及质量控制的各个环节对现场施工具有一定的指导作用。这篇论文结合具体工程项目，阐述了所在实习工程的施工工艺、质量控制和沥青路面常出现的病害，并分析了出现病害的原因和提出了防治措施。沥青混凝土作为一种路用结合料，在道路工程得到了广泛的应用，从乡村道路到城市道路，从三级路到高速公路，再到路面面层，均普遍采用，成为了道路建设长久使用的一种材料，但由于沥青混凝土材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现松散、冻胀翻浆、水损害、沉陷、开裂泛油、松散、坑槽等病害。这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命使得行车不顺畅，造成路面使用年限的缩短。关键词：高等级公路；沥青路面；病害成因及预防；沥青路面病害成因分析及防治对策建筑学院道路桥梁工程技术专业 5第一章 绪论1.课题背景近年来，我国道路工程发展迅速。尤其是从经济危机之后我国为了缓解经济危机大兴土木，来加快国内的经济和路桥人才的培养。道路的建设与国民经济是不可分割的，道路四通八达，国内经济的联系网络也就开始变得密不透风，从而加快了国内生产总值的提高。从公路发展的速度来看，我国公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。随着人们越来越越富裕的生活，交通量也不断的增加。城市交通的交通量日益增大，使城市道路路面面临严峻的考验，很多城市道路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的城市道路甚至当年通车即发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。文章根据我国的城市道路越来越多地采用沥青混凝土或改性沥青混凝土路面的实际情况，论述了沥青路面早期病害的原因，介绍了沥青路面病害因素的分析及预防措施的问题。和实习实际情况出发结合路面的实际情况来分析路面的病害，介绍了实习时接触的是工艺和流程。2.沥青混凝土路面的介绍从实习开始到现在，高等级公路大多数都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土施工逐步引起了大家广泛的关注。根据现代交通的要求，沥青混凝土路面必须具有足够的强度、足够的稳定性（包括干稳定性、水稳定性、温度稳定性） 、足够的平整度、足够的抗滑性和尽可能低的扬尘性。针对这些要求，我们在沥青混凝土路面施工中，从选材到工艺控制、现场施工都加以严格的控制。通过对实习路面的施工学习和沥青路面的规范质量控制等书籍的研究，从中总结出如何控制沥青混凝土施工质量和沥青路面病害因素的分析及预防措施。第二章 工程项目概况1.项目建设背景我实习的项目位于资阳市的遂资高速公路，本标段位于资阳至乐至段，共计 78 公里，由重庆建工集团承建。2.沥青路面的施工工艺洒布法沥青路面面层施工用洒布法施工的沥青路面面层有沥青表面处治和沥青贯入式两种，沥青表面处治是用沥青和细料矿料分层铺筑成厚度不超过 3cm 的薄层路面面层，通常采用层铺法施工，按照洒布沥青及铺撒矿料的层次的多少，可分为单层式、沥青路面病害成因分析及防治措施6 建筑学院道路桥梁工程技术专业 双层式和三层式三种，单层式和双层式为三层式的一部分，我标段采用的是单层式洒铺。 2.1 洒透层的施工工艺清理基层，在洒铺沥青混凝土前，应将路面基层清扫干净，使基层的矿料大部分外露，并保持干燥，若基层整体强度不足时，则应先予以补强。 洒透层(或粘层)沥青，洒布一层沥青沥青要洒布均匀，当发现洒布沥青后有空白、缺边时，应立即用入工补洒，有积聚时应立即刮除。施工时应采用沥青洒布车喷洒沥青，其洒布长度应与矿料撒布能力相协调。沥青洒布温度应根据施工气温以及沥青标号确定，一般情况下，石油沥青宜为 130170，煤沥青宜为 80120，乳化沥青宜在常温下散布。 洒布主层沥青后，应立即用矿料撒布机或人工撒布第一层矿料。矿料要撒布均匀，达到全面覆盖一层、厚度一致、矿料不重叠、不露沥青，当局部有缺料或过多处，应适当找补或扫除。 撒布一段矿料后，用 6080kN 双轮压路机碾压。碾压时，应从一侧路缘压向路中，碾压 34 遍，其速度开始不宜超过 2km/h。 沥青表面处治后，应进行初期养护。当发现有泛油时，应在泛油部位补撒与最后一层矿料规格相同的嵌缝料并均匀；当有过多的浮动矿料，应扫出路外；当有其它损坏现象时，应及时修补。 施工工艺流程为：清扫基层洒透层撒主层矿料碾压洒布沥青撒布嵌缝料碾压初期养护。 2.2 铺筑施工工艺基层准备和放样，铺筑沥青混合料前，应检查确认下层的质量，当下层质量不符合要求，或未按规定洒布透层、粘层沥青或铺热下封层时，不得铺筑沥青面层。为了控制混合料的摊铺厚度，在准备好基层之后，应进行测量放样，即沿路面中心线和四分之一路面宽度处设置样桩，标出混合料松铺厚度。当采用自动调平摊铺机时，应放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。 摊铺，热拌沥青混合料应采用机械摊铺，对高速公路和一级公路宜采用两台以上摊铺机联合摊铺，以减少纵向次冷按缝，相邻两台摊铺机纵向相距 1030m，横向应有5cm 宽度摊铺重叠。沥青混合料摊铺机摊铺过程是由自卸汽车将混合料卸在料斗内，经传送器将混合料往后传到螺旋摊铺器，随着摊铺机前进，螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料，随后捣实，并由摊平板整平。 碾压，压实后的沥青混合料应符合平整度和压实度的要法语，因此，沥青混合料每层的碾压成型厚度不应大于 10cm，否则应分层摊铺和压实，其碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段。初压是在混合料摊铺后较高温度下进行，宜采用 6080kN 双轮压路机慢速度均匀碾压 2 遍，碾压温度应符合施工温度的要求，初压后应检查平整度、沥青路面病害成因分析及防治对策建筑学院道路桥梁工程技术专业 7路拱必要时应予以适当调整；复压是在初压后，采用重型轮式压路式或振动压路机碾压 46 遍，要达到要求的压实度，并无显著轮迹，因此，复压是达到规定密实度的主要阶段；终压紧接着复压进行，终压选择 6080kN 的双轮压路机碾压不少于 2 遍，并应消除在碾压过程中产生的轮迹和确保路表面的良好平整度。 接缝施工，沥青路面的各种施工，包括纵缝、横缝和新旧路的接缝等处，往往由于压实不足，容易产生台阶、裂缝、松散等质量事故，影响路面的平整度和耐久性。接缝的内容、要求和注意事项如下： 摊铺时采用梯队作业的纵过采用热接缝。施工时应将先铺的已铺混合料留下l02Ocm 宽度暂时时不碾压，作为后摊铺部分的高程基准面。纵缝应在后铺部分摊铺后立即进行碾压，压路机应大部分压在已先铺碾压好的路面上，仅有 1015cm 的宽度压在新铺的车道上，然后逐渐移动跨缝碾压以消除缝迹。 半幅施工或与旧沥青路面连接的纵缝，不能采用热接缝时，宜加设挡板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并刷粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上510cm，摊铺后用入工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时先在已压实的路面上行驶，碾压新铺层 1015cm，然后再逐渐移动跨过纵缝，将纵缝碾压紧密。上下层的纵缝应错开 15cm 以上。表层的纵缝应顺直，且位于车道的画线位置。 横缝应与路中线垂直。相邻两幅及上下层的横缝应错位 lm 以上。对高速公路和一级公路、中面层、下面层的横向接缝可斜接，但在上面层应做成垂直的平头缝即平接。其它等级公路的各层均可，铺筑接缝时，可在已压实的部分上面铺设一些热混合料使之预热软化，以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。斜接缝的搭接长度与厚度有关，宜为 0.40.8m。搭接处应清扫干净并洒粘层沥青，斜接缝应充分压实并搭接平整。 平接缝应做到紧密粘结，充分压实，连接平顺。接缝处应清扫干净，切齐，边缘涂粘层沥青，并在其压实后用热烙铁烫平，再在缝口涂粘层沥青，撒石粉封口，以防渗水。3.沥青混凝土现场施工工艺控制3.1 准备阶段的质量控制进场施工前，先进行上一道工序的验收，进行高程测量、沉降稳定检验等检查验收工作，检查下封层的完整性，清理基层表面污染、杂物，进行水冲洗。这里必须强调的是，在水冲洗的时间安排上要尽量提前，确保施工时基层干燥。3.2 运输过程的质量控制在车辆的安排上必须满足运力要求，车辆载重量应大于 15t,运料前打扫干净车槽，并涂 13 油水混合液，车槽侧面打温度检查孔，备覆盖成品混合料的油毡布。在混合料装车时指挥驾驶人员前后移动车辆，分三堆装料以减少混合料离析，在沥青混凝土沥青路面病害成因分析及防治措施8 建筑学院道路桥梁工程技术专业 摊铺时，运输车辆要在离摊铺机 30cm 处停车，停车时不能撞击摊铺机。3.3 摊铺时的质量控制先从摊铺机性能抓起，全套摊铺设备尽量用相同品牌，型号尽量相同，新旧差别要小，现场工程技术人员要懂得摊铺机的主要构造并能作相应的调整。在预压整平系统上，如振捣梁预先捣实、熨平装置整面熨平，则密实度低；在摊铺速度的选定上一般不得小于 1.5m分，以保证碾压温度不致降至低于完成碾压充分的时间，但是如摊铺速度过快，则混合料疏度不均、预压密度不一、表面出现拉沟，直接造成预压效果差，所以上面层最好3mmin、中下4mmin。在摊铺时恒定连续好，不能时停时开，防止混合料冷凝及产生台阶状不平。最后一道工序是碾压，常用的压实机械有静压、轮胎、振动三种。碾压则分三种，分别为初压、复压和终压，初压要求整平、稳定；复压要求密实、稳定、成型；终压则要求消除轮迹。初压、用双驱双钢轮 710t 静压；复压要求提高密实度并揉压以减少表面细裂纹和孔隙，根据其具体要求一般采用1113t 振动和 2025t 轮胎，根据相关报告，25t 轮胎施工能达到密实，振动设备施工则能达到 9698；终压采用宽幅钢轮重 16t 的碾压设备。碾压要掌握好碾压时间，碾压有效时间是从开始摊铺到温度下降到 80之间的时间，混合料开始摊铺后温度下降最快，所以在摊铺开始后要紧跟摊铺机作业，争取有足够的压实时间。根据以上的具体的实践与施工，了解到沥青路面具有表面平整，坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和有良好的减振性等优点，使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温度变化、湿度变化，冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响，出现了多种沥青路面病害，如沥青路面的裂缝、车辙和水损害等。根据我看到的和施工现场老师傅的讲解及我对沥青路面的研究和调查，发现了沥青路面常见的病害出现的原因和预防措施。第三章 沥青路面常见病害沥青路面具有表面平整，坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和有良好的减振性等优点，使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温度变化、湿度变化，冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响，出现了多种沥青路面病害，如沥青路面的裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、网裂、松散麻面、坑槽、凹陷、车辙和水损害等。以下根据我们这几年来对沥青路面的实际损坏情况的调查，谈谈沥青路面常见的病害与裂缝出现的原因及其预防措施。 1.沥青路面的松散 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，而不是粘结在集料沥青路面病害成因分析及防治对策建筑学院道路桥梁工程技术专业 9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。 松散即集料和沥青逐渐脱开并散失， 其主要理由是由于混合料中沥青含量偏低或因低气温施工造成。沥青与集料粘附性差， 或是由于沥青的老化， 水的渗入也是产生松散的主要理由。松散是直接影响行车安全的路面病害，松散可能出现在整个路面表面。也可能在局部区域出现，但由于行车作用，一般在轮迹带比较严重。其产生的主要原因有：局部路基和基层不均匀沉降引起路面破坏；碎石中含有风化颗粒，水侵入后引起沥青剥离；随着使用时间的增多，沥青结合料本身的粘结性能降低，促使面层与轮胎接触部分的沥青磨耗，造成沥青含量减少，细集料散失；机械损害或油污染。2.沥青路面的水损害 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。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。 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，随着时间推移，将会造成路面大面积破损。 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。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。 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，使轮迹带沥青路面病害成因分析及防治措施10 建筑学院道路桥梁工程技术专业 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。沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用。沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。沥青路面产生水损害的原因主要有材料、设计、施工、土基和基层