论沥青路面早期破坏的成因及控制措施

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 论沥青路面早期破坏的成因及控制 措施 摘要：本文主要根据我国路桥施 工的实际情况，对目前沥青路面产生早 期破坏的成因进行了分析，并提出了防 止路面早期破坏控制措施，仅供大家参 考。 中国论文网 /2/view-12910593.htm 关键词：路面工程；沥青路面； 早期破坏；原因探讨 目前，沥青路面的早期破坏现象 时有发生，已经成为公路工程的质量通 病。这反映出目前我国路桥建设在某些 方面还存在不足，特别是在路基路面的 设计理论、设计方法、施工技术标准和 规范等方面都存在亟待补充和完善之处。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1、 沥青路面早期破坏的主要类 型 沥青路面早期破坏形式主要变现 为： （1）裂缝：裂缝是沥青路面最 主要的破损形式，按其成因又分为：横 向、纵向和网状三种裂缝形式。 （2 ）车辙：表现为沿行车带出 现横向高差。根据形成原因不同可以分 为三种形式：失稳型车辙；结构型车辙； 磨耗型车辙。 （3）松散、剥落、坑槽：由于 沥青从矿料表面脱落，在车辆作用下沥 青面层出现松散状态，是水损害的主要 表现形式。 （4）波浪：路面组成材料设计 不合理或施工质量差导致路面不足以抵 抗车轮水平力的作用，在纵坡段，高温 或重载车辆慢行也会引起波浪。 2、早期破坏原因分析 造成沥青路面早期破坏的根本原 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 因，大的方面有设计环节、施工环节的 原因，也有通车后使用及养护管理方面 的原因，还有其它原因，如工程所在地 的环境因素(水、温度) ，设计及施工规 范本身的原因等。而沥青路面早期破坏 的直接原因，一般都与水有关，下面就 一些主要原因进行分析。 2.1 路面结构设计原因 路面结构设计不合理主要体现在 面层、基层、底基层设计及材料选择不 当等方面。 （1 ）面层设计问题 在进行面层设计时，面层材料的 选择和设计不合理，使面层的耐久性和 抗裂性较差，容易导致水破坏、车辙、 松散、泛油、裂缝等早期破坏现象。由 于面层直接与车轮和大气接触，要承受 较大的行车荷载的垂直压力、水平剪力 和冲击力的作用，同时还受到大气降水 和温度变化的强烈影响。因此要求路面 面层具有足够的强度和抗变形能力，较 好的温度和水稳定性，表面应具有较强 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的耐磨能力和较好的抗滑性能，但这些 要求都是相对的，是相对一定的气候、 交通等条件而言的。 目前产生早期破坏现象的路面， 其沥青路面结构设计并不完全相同，但 都未到达有效防止路面发生早期破坏的 预期目的。其主要原因是设计时没有对 当地的气候、交通、原材料供应、施工 队伍设备和技术力量等实际情况进行综 合考虑，所设计的面层相对于当地的气 候、交通条件，其沥青混凝土的空隙率 过大、压实度不足，容易造成面层在行 车荷载的作用下出现早期破坏现象。 （2 ）基层质量问题 基层质量存在缺陷易使基层发生 早期结构性破坏，进而影响到面层，使 面层出现轮迹带、下陷变形、唧浆、坑 洞等早期破坏现象。从半刚性基层裂缝 形成的机理和发展的过程分析，在外界 温度和湿度发生变化时，半刚性基层由 于不设置接缝，温度裂缝和干缩裂缝是 不可能避免的，而这种裂缝是基层裂缝 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的主要形式。裂缝形成后，因基层材料 在车辆荷载作用下基本是不可压缩的， 其横向变形也受到约束，在不发生较大 的垂直变形的情况下，裂缝的宽度是有 限的，而面层材料的抗裂应变要较基层 大，半刚性基层的裂缝对面层裂缝形成 的影响应是十分有限的。半刚性基层质 量不均匀，导致基层整体性遭到严重破 坏，使基层抗垂直变形能力削弱，在行 车荷载作用下而产生过大局部沉陷，面 层产生较大弯拉应力而开裂破坏，才是 因基层问题引起面层破坏的主要原因。 基层材料强度一般都能够满足要求，要 避免因基层问题而引发的路面早期破坏， 关键是在设计和施工时控制好基层材料 的质量均匀性。 （3 ）底基层设计和材料选择问 题 底基层设计和材料选择不当引发 的路面破坏形式主要是下沉变形、坑槽 等。底基层材料强度低、水稳定性差， 易造成半刚性基层底部局部拉应力超过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 其抗拉强度而产生过多裂缝，基层的整 体性遭到破坏，基层材料被部分挤入底 基层而引起较大垂直变形、承载力下降， 进而造成路面结构发生早期破坏。为避 免因底基层材料问题引起的路面早期破 坏，材料选择时首先应保证其强度和水 稳定性的要求；其次要注意路基顶面的 土质条件和湿度状况，当土质较差或湿 度较大，土体强度和抵抗局部荷载压入 变形能力较低时，宜选择整体性底基层 材料，如各类稳定土，以防止未加结合 料的散体粒料在荷载的作用下压入土基， 引起路面产生沉陷、变形、坑槽等现象。 （4 ）土基回弹模量取值问题 土基回弹模量取值偏小易造成路 面结构出现局部沉陷、纵向裂缝等破坏 现象。由于土基回弹模量在路面结构设 计中是一重要的参数，其取值直接影响 路面结构设计参数的确定，进而影响其 使用性能和寿命。我国确定土基回弹模 量常用的方法有现场实测法、查表法、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 室内试验法、换算法等 4 种。在路基 尚未修建的情况下，一般只有采用室内 试验法和查表法来估计土基的回弹模量 值。由于对路基土的针对性研究较少， 设计中土基回弹模量的取值主要还是以 规范推荐值( 与查表法结果基本一致 ) 为依据。因土基回弹模量取值不当造成 的路面结构早期破坏现象与规范推荐值 相关，现行规范所给出的土基回弹模量 值是按照 1986 年公路柔性路面设计 规范的成果确定的，其成果是在 20 世纪 60 年代全国各省经调查和试验研 究，提出的与当时气候、土质、水文条 件和施工水平相适应的，以轻型击实为 标准的土基回弹模量。经过几十年的发 展和变化，道路网的密度和分布范围发 生了很大的变化，所遇到的土质和水文 条件也更加复杂和多样化，而且现行的 规范中都是采用重型击实标准，施工机 具和施工水平已不可同日而语，仍以几 十年以前的成果指导现在的设计和施工 已明显不合理。为避免因土基回弹模量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 取值不当而造成路面结构早期破坏，宜 结合我国道路建设的实际情况，在全国 范围内重新进行调查和试验研究，根据 各地的土质、水文和路基边界条件，对 土基回弹模量取值进行必要和符合实际 的调整，为设计提供合理可靠的设计参 数。 （5 ）路基施工问题 路基材料设计不合适、压实控制 指标选择不当、压实度不足易使路面结 构出现局部沉陷、纵向裂缝等破坏现象。 对路基材料，相应的设计规范和技术标 准对路基填料选择、CBR(加州承载比) 和压实度都做了相应的规定；设计、施 工、监理单位对路基的压实度都给予了 高度的重视，并对压实机具类型及组合、 施工工艺等也进行了大量的研究，这对 公路建设质量的提高起到了很大的促进 作用。根据现有的施工机具和施工水平， 对于一般土料，如果施工控制参数控制 合适、施工工艺合理，到达设计要求的 压实度并不困难。由路基材料设计和施 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 工控制指标引起的路面结构发生破坏， 其主要原因是路基材料的 CBR 和压实 度与路面结构的设计参数确定没有直接 的关系，而只是材料选择和施工质量控 制的指标；而且现有的标准和规范要求 各种路基填料压实含水量在其重型击实 试验的最佳含水量的2% 以内( 特殊干 旱地区和多雨潮湿地区除外) ，但已有 的研究成果证明，对一些特殊的土类， 如膨胀土，在重型击实试验的最佳含水 量的 2% 以内进行压实后，其 CBR 并非最大，其水稳定性也不是最好，当 采用类似材料作为路基填料时，其填筑 控制指标还按照目前规范所规定的范围 和标准执行已不合适。根据不同土质及 气候、水文条件，合理确定路基填料施 工控制参数(主要是填筑含水量和干密 度)，是避免路面结构发生早期破坏的 有效方法。 2.2 主要控制措施 提高路面多层组合体系的结构承 载力和耐久性，以及抗水害侵袭能力， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 是防止沥青路面早期破坏的考虑方向。 在这里，从设计和施工的角度提几点看 法： （1）提高路面承载力以适应超 重车不断增多的现实，适当增加下面层 的厚度是有必要的，据笔者的经验，应 控制在 10cm 以上。 （2）在沥青混凝土面层内铺设 土工合成材料，如在面层下部或底面合 理采用适合的土工合成材料，既可提高 面层的抗裂、防渗性能，还可以对基层 或路基承载能力的提高发挥作用，从而 使面层抗疲劳强度获得提高、抗车辙及 鼓包能力增强，同时还可减少弯沉值。 （3）加强路面的层间结合，使 用高性能的粘结材料作粘层，既可提高 路面的整体强度，又具有较好的防水性 能。对于路桥有条件时，可以考虑采用 橡胶乳液预处理等新技术或改性沥青。 （4 ）加强路面结构的防渗和排 水设计，防止水损坏。 （5）为了提高沥青混凝土面层 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 的不透水性，尽可能提高沥青面层的压 实度。严格控制沥青混合料的空隙率。 （6）加强施工质量控制。特别 要加强和改进原材料检验和混合料配比 试验，沥青混合料拌和、摊铺、压实工 艺应进一步提高。 （7）加强超限、超载运输管理。 严格限制超载、超限车上路。 （8）推广采用较先进的路面结 构。如沥青路面采用 SBS 改性沥青或 SMA 面层，以提高抗永久变形能力和 抗磨耗能力；中面层和下面层采用 FAC-20 结构，以增强路面的抗疲劳和 抗车辙能力；改善基层的类型，如采用 大粒径碎石(LSM)，减少路面的反射裂 缝等。 （9）推广应用较先进的路面设 计成果。用新指标、新试验设备的试验 方法来检验沥青；以体积配合比法进行 混合料设计。 （10）参照国外成功的路面设计 概念来指导沥青路面设计。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 3、结束语 造成我国路桥半刚性沥青路面发 生早期破坏的原因是多方面的，但主要 原因还是相对于路桥的飞速发展，公路 设计和施工无论是人力资源还是机械设 备方面都准备不足，科研方面的投入不 够，专职研究人员严重缺乏，科研工