沥青混凝土路面病害分析及处理方法

沥青混凝土路面病害分析及处理方法

在沥青路面上铺设沥青路，压碎后，有很多疾病。这些疾病主要分为两类，一类是设备损伤，另一类是混合沥青路。根据多年来的沥青施工混凝土路面的记录分析研究，主要有以下5种病害。本文结合现场施工记录，总结论述了各种病害的现场描述、产生原因分析、解决的方法及对路面长期性能的影响。1微裂缝发生机理在刚摊铺完的路面上，一般不能马上看到微裂缝，在第一遍或第二遍碾压过程中也很少有微裂缝出现。微裂缝常常是在混合料温度降至小于115℃后出现的，在面层上采用振动或静力钢轮式压路机（或两者）进行碾压时形成的。微裂缝通常为长25～75mm，间隔为25～75mm。但其深度只有10～13mm，不会贯穿整个面层。此时若采用轮胎式压路机压实混合料一般就不会出现微裂缝。1.1混合料表面元素含量方面存在的问题(1）沥青混合料本身存在缺陷：(1)混合料中沥青结合料或混合料中水分太多；(2)混合料的级配曲线出现了驼峰，即中间粒径集料（1.18mm和0.6mm筛孔）含量太多而细集料（0.3～0.15mm筛孔）含量太少。(2）在压实机具作用下路面结构产生的弯沉过大。即由于基层强度不足，压路机的重量引起路面的面层结构过量推移和弯曲，从而使新铺的混合料的表面处于受拉状态。(3）其他次要原因。混合料在拌和场内的加热温度太高；碾压速度太快或急停，最后透层油、粘层油洒布不好或基层不干净，使得新面层与下面层之间不能很好的粘结，而引起微裂缝的增加。1.2基础材料的密度指数和表面厚度比对确定沥青混凝土中未铺装虽然微裂缝只是表面不深的微小裂缝，但因为混合料的稳定性差的特征会影响混合料的密实度水平，所以它们对路面长期性能有很大的危害。如果为了减少微裂缝的数量，而使压路机保持在摊铺机后一段距离，那么获得的密实度常常会明显下降。这样沥青混凝土中的空隙率将增大。因此含微裂缝的混合料的密实度常常不足，在交通荷载作用下路面的寿命就会大大缩短。1.3表面类材料的改进如果微裂缝是由于沥青混合料本身存在的缺陷引起的，则应在板和场改变混合料的配比，相应减少沥青用量或将集料烘干去掉所有水分，在一些情况下，要彻底去除集料中的水分，势必会使设备的产量降低；在其他情况下，拌和设备的生产条件可能需要改进（例如干燥筒内的爬梯，干燥筒的安装角）。若微裂缝是因级配曲线出现了驼峰引起的情况，则应调整驼峰处的集料用量，增加细集料棱角性；若是因基层强度不足引起的，则应在新混合料铺筑前，对下层路面结构进行适当维修补强，所有弯沉过大的区域都应当清除并重新铺筑使其稳定。必须保证下面层结构承载力的均匀性，以保证新铺面层具有足够的性能。其他情况可相应降低混合料的温度或均匀洒布透层油和粘层油。2振动压路机操作不当沥青路面表面波浪一般其间距为0.3～0.9m，最常见的间距为0.45～0.6m，还有一种情况是因振动压路机操作不当而引起的表面不平整或搓板现象。这类波浪的间距一般非常小，常常不足70mm或100mm。2.1农村地区缺乏适合自己表面层结构的混合料引起短波浪的主要原因是因为摊铺机熨平板前混合料高度的变动。因为通过板条输送器运送到螺旋布料器内的混合料数量和堆积在熨平板前的混合料数量的变化，引起熨平板随作用在它上面的阻力改变而一上一下的运动。如果送至熨平板螺旋布料器内的混合料时多时少，就会使熨平板上的作用力的改变而引起表面波，因此熨平板前混合料的波动引起熨平板绕着支点旋转并改变侵入角。随着熨平板侵入角的改变，铺筑的表面层厚度也会改变，同时还直接的影响了新铺入面层的平整度。另一个原因是熨平板的机械状态不好，主要体现在熨平板控制连接处间隙过大。当路面有搓板现象时，常常是因振动压路机操作不当引起的，当面层较厚时采用高振幅，较薄时采用低振幅。而且，如果压路机的行驶速度过快，搓板现象可能会变得更严重，特别是振动频率小于2400次/min时。2.2等级或现有道路服务能力波浪降低了路面的平整度，也就降低了道路的路况等级或现有路况服务能力指标。波浪还影响路面的压实度，导致空隙率增加，因而使路面的耐久性大大降低，而搓板车辆在路面上产生行驶不平整的原因。2.3保持和混合料的劲度预防表面波浪最重要的一点就是保持熨平板前端混合料的数量尽可能恒定。此外，和混合料的温度与材料组成相关的混合料的劲度也应尽量保持不变。同时应调整熨平板控制联结处，使其间隙大小合适，必要时还应对振动振幅，振动频率和压路机的速度中的一个或几个因素做相应的调整。3混合料发生机理推移是混合料的纵向变形。这种变形可出现在压实作业或后来的运营中。在大多数情况下，施工中的推移是随着初压压路机前出现的推挤壅包时产生，特别是当压路机为振动或静力钢轮压路机时。如果混合料由于集料级配不良或流体物质（沥青结合料或水分）含量过多而使其稳定性不足，则推移也可能和混合料的微裂缝一起出现。最后，面层或混合料推移常常在通车以后的行车荷载作用下形成。当荷载交通在不稳定的混合料土通过时，就会出现车辙，最常见的车辙形成是横向变形，即在交通荷载作用下使混合料侧向流动而产生的横向扭矩或推移。3.1沥青结合料方面推移和车辙产生的主要原因是沥青混合料不稳定。混合料的不稳定性和引起微裂逢产生的原因相同，即混合料中流体物质过多（沥青混合料或水分）细集料级配曲线出现驼峰或集料和沥青结合料的性质等。即使混合料有较高的马歇尔稳定度，仍可能在压实机具的作用下产生纵向变形以及后来在交通荷载作用下产生纵横向变形。另一个原因是在压路机操作不当，特别是压路机突然转向，也可能使混合料发生推移，如果振动压路机的行驶速度太快，冲击间距太大，则会产生搓板现象。最后引起推移的原因还有可能是过量的黏油层渗进混合料中。同样，从下层路面的泛油或填缝料中来的过量沥青也渗进混合料中，渗进沥青是混合料的流动性增加，稳定性变差。当基层或下层路面不干净或多灰时引起层间滑动破坏，同样会发生推移。3.2影响路面性能的影响产生推移的混合料基本上稳定性都较差，路面将会在交通下产生车辙且使用的平整度性能欠佳。3.3改善混合料的性能压实机具下产生的推移需要通过增加混合料的内部稳定性来解决，这可以通过减少混合料中流体物质的含量来实现，但也要根据沥青用量改变后的混合料的路用性能来确定。通过降低混合料的温度，可增大混合料的内摩擦力。另外增大集料颗粒间的内摩擦力也可以通过改变集料级配或增大混合料中集料棱角性来实现。如果想在施工过程中获得足够的密实度，则应调整较软的混合料压实方法。在施工中，增大混合料的密实度一般能减少将来在交通作用下产生的推移和车辙的数量。另外想要减少推移，则应严格控制压实机具的操作。而且，如果下层路面表面不干净，则应清理干净并洒布合适的黏层。4纤维孔隙率对混合料耐久性的影响沥青混合料应当被充分压实以使现场孔隙率达到合格的水平。如果孔隙率大于7%～8%，则混合料将会具有透水性和透气性，而达不到要求的耐久性。大多数混合料要求的合格压实是使孔隙率达到7%～8%或更小。4.1计密度孔隙率当混合料太硬或太软时，混合料压实就很困难，引起不良压实的主要原因是混合料设计密度较小（孔隙率偏大）。其他原因包括：基层或下面层支撑强度不足，压路机的类型和吨位不合适，轮胎压路机机轮压力不适当，辗压程序不合理，混合料设计不合理，混合料离析，混合料含水量过大，混合料的温度多变化以及混合料温度较低等。4.2路面老化，导致路面破碎当混合料压实不足（孔隙率超过7%～8%），混合料的渗起混合料的过度老化，一段时间后导致路面剥落、破碎和其他一般性的路面损害。当混合料压实后孔隙率过低（不足4%），在交通作用下，混合料将可能产生车辙和推移，通常孔隙率低不是过度压实引起的，而是由于混合料不合格造成的。4.3沥青混凝土沥青的压实度解决压实不足问题的方法包括：采用必要措施确保足够的支撑强度，生产合格的混合料及使用好的摊铺和辗压技术，。当支撑强度不足，压实就得停止，或者为了获得合适的压实度，应当重新设计混合料。当沥青混凝土沥青含量不高，混合料可能太容易压实，结果导致孔隙率偏低而出现车辙。而沥青混凝土沥青含量太低，混合料会很硬，就很难得获得规定的密实度。最好的混合料设计应是用最佳沥青用量生产的混合料可以通过合理的压实得到要求的密实度。当沥青混合料压实不足是因施工机械不当的原因。常常可降低摊铺机或压路机的作业速度，可以增加混合料的密实度。还可以通过增加压路机的吨位和数量来增大密实度，为得到最佳密实度必须对压实