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高等級瀝青路面早期破壞原因探討工學論文
摘 要:文章針對新建高速公路瀝青砼路面早期出現(xiàn)的損壞,結合所屬單位高速公路瀝青砼養(yǎng)護路段特點,對瀝青路面早期破壞的形成原因、早期病害預防措施進行了分析和論述。
關鍵詞:高速公路;瀝青路面;早期破壞;防治措施
Abstract: This paper in view of early time destruction reason of highway bituminous pavement, union the highway asphalt to maintain the road section characteristic, analysis and discussion the reason and preventive measure.
Key words: highway; bituminous pavement; early time destruction; preventive measure
1 瀝青路面早期破壞的原因
瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便且適宜于分期修建等優(yōu)點,現(xiàn)已在公路與城市道路修建中廣泛應用,但仍存在設計年限內(nèi)發(fā)生的早期破損現(xiàn)象。本文主要從下述4方面研究瀝青路面早期破壞:
1.1 設計方面
中國瀝青路面的真正開發(fā)、研究及大規(guī)模設計、施工,還是近10多年來伴隨著高速公路建設而發(fā)展起來的。因此,還有不少設計問題有待研究,再加之近年來公路建設飛速發(fā)展,設計施工時間緊迫,設計中調(diào)查、研究不夠,使得一些瀝青路面設計存在諸多不合理,從而導致早期破壞。根據(jù)調(diào)查及多年來的工作實踐存在設計問題如下:①結構設計不合理。如基層厚度不夠,面層、分層及材料配合比設計不當,面層厚度不合理;②路面、基層、底基層排水設計考慮不周;③路面所處段土質(zhì)和水文情況與實際出入大,使得路面參數(shù)不符合實際;④地基處理設計不合理,使得地基沉降未達到允許的工期后沉降等。
1.2 施工方面
中國近10年來隨著高速公路建設,瀝青路面才得以大發(fā)展,但因施工隊伍經(jīng)驗不足,施工設備不強,再加多數(shù)工程施工時間緊,使得由于施工質(zhì)量而造成路面早期破損的情況較為普遍。根據(jù)調(diào)查主要有:
1.2.1 軟土地基沉降
在軟土地基上修筑路基,若不加處理失穩(wěn)或過量沉陷,導致公路破壞或不能正常使用,為了保證公路路基的穩(wěn)定性,必須對公路經(jīng)過地段的軟土進行加固處理,使軟土排水固結,使路基的沉降逐漸減小。中國目前普遍存在工程趕工期、搶進度、搞獻禮工程等現(xiàn)象,因此,軟土地基處理后,沒有足夠的時間修筑路面,從而引起路面出現(xiàn)早期的網(wǎng)裂、唧泥、坑洞、縱裂和橫裂等破壞。如據(jù)資料記載:京石高速公路涿州段,由于局部路段過去曾經(jīng)是河道,后淤平,在1992年施工時沒有進行處理,在施工過程中,路面全部下沉,當年做完路面底基層后,在該段上填土預壓,1993年3月份發(fā)現(xiàn)最大下沉量達26 cm,路面底基層返工,增加石灰土底基層和二灰碎石基層找平。
1.2.2 路基壓實度不足
路基壓實度是路基施工過程中的重要工序,亦是提高路基路面強度與穩(wěn)定性技術措施之一。土是三相體,土料為骨架,顆料之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù),壓實的目的在于使土料重新組合、彼此擠緊、孔隙縮小、土的密度提高、形成密實整體,最終導致強度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基壓實度不足,會導致公路路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫(局部路段壓實不足),據(jù)參考資料,滬寧高速公路于1996年通車,1997年春鎮(zhèn)江段發(fā)生多處縱裂,修補后其裂縫又反射上來,出現(xiàn)新的縱向裂縫。再者由于局部路段路基壓實度不足出現(xiàn)的路面坑洞、橫裂多發(fā)生在橋頭路段,橋臺與路基銜接處由于壓路機碾壓不到位,出現(xiàn)橋頭沉陷、橋頭跳車等現(xiàn)象。
1.2.3 路面基層施工質(zhì)量低劣
由于搶工期、趕進度,造成料源緊缺,原材料質(zhì)量難以保證,不能按照施工規(guī)范的要求施工。半剛性基層沒有合理的齡期,放松對工程質(zhì)量的控制,使得基層質(zhì)量低劣,造成基層網(wǎng)裂,反射到面層,面層出現(xiàn)網(wǎng)裂。水從裂縫下滲到路基中,在行車荷載作用下出現(xiàn)唧泥。資料顯示,京石高速公路,從1994年8月底-10月底,2個月的時間修筑100余km的路面和部分路基。二灰碎石基層才3天齡期就允許鋪筑瀝青砼面層,實際施工中有的還小于3天齡期。面層施工時,重型車輛在上面碾壓并轉(zhuǎn)彎,使基層被壓壞、松散。1995年5月,保定段就發(fā)生了網(wǎng)裂、唧泥、坑洞等破壞,唧泥為黃色泥漿,這主要是由于基層發(fā)生破壞,路基中含水量大,在行車作用下泥漿上冒所致,到6~7月份坑洞嚴重,1995年進行修補,修補面積占該段總面積的9.1%。
2 瀝青面層本身的破壞
2.1 由于水產(chǎn)生的破壞
由瀝青面層本身的原因引起路面早期破壞有瀝青面層松散、坑洞、泛油等。瀝青面層破壞的一個很重要的原因是水所引起的,瀝青面層中水的來源有地面降水和路基中擠上來的水,大氣降水滲到瀝青面層中而排不出去,這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下,瀝青面層產(chǎn)生破壞。
2.2 瀝青面層顆料離析
瀝青面層集料大,局部粗集料偏多,細集料偏少,不易壓實。礦料與瀝青的黏結力小,抗剪強度低,容易出現(xiàn)松散。局部細集料偏多,粗集料偏少,熱穩(wěn)定性差,容易出現(xiàn)車轍、擁包等破壞。
2.3 瀝青砼鋪裝層偏薄
在水泥砼橋面上加鋪瀝青砼鋪裝層時,有的設計橋面鋪裝層厚度偏薄,有的厚度小于5 cm,加上基層間不按規(guī)定灑布黏層油,黏層油灑布不均勻,在汽車高速行駛時,輪胎后產(chǎn)生真空吸力,這樣在行車荷載作用下,容易出現(xiàn)坑洞。
2.4 瀝青被油溶解
在施工過程中由于施工機械在路面上停留而漏油,造成瀝青被柴油溶解,使瀝青在礦料之間黏繩索力降低,產(chǎn)生剝離、松散、出現(xiàn)坑洞。因此,施工機械在路面上停留,應在機械下面鋪墊塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。
2.5 瀝青面層的壓實度偏低
瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性影響非常重要,壓實度的大小直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。
3 瀝青路面材料方面
瀝青路面所鋪筑瀝青混合料主要由瀝青結合料、粗集料、細集料和礦粉等多種成分組成的復合材料,在混合料組成中,由于材料質(zhì)量的差異和數(shù)量的多少,可形成不同的組成結構,表現(xiàn)為不同的物理力學性能。
3.1 瀝青
眾所周知,瀝青混合料質(zhì)量的好壞是受瀝青結合料影響的,瀝青質(zhì)量的優(yōu)劣與瀝青路面的好壞有密切關系,直接影響到瀝青路面的使用性能,由于近10年來公路上的交通量劇增,一般瀝青材料的品質(zhì)已不能滿足更重交通的瀝青路面結構的需要。從大量路面結構損壞原因的調(diào)查分析來看,路用瀝青品質(zhì)不良是主要原因之一,中國目前生產(chǎn)和最常用的是石油瀝青。石油瀝青在道路建筑中使用最廣,經(jīng)合理的組成設計,可以用它在不同地區(qū)和不同等級的道路上鋪筑各種瀝青面層和瀝青基層。
3.2 礦料
礦料質(zhì)量的好壞質(zhì)量直接影響到瀝青混合料的強度,是瀝青路面早期破損的主要因素。碎石的壓碎值、摩耗值不符合要求,或使用酸性礦料,造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低,引起瀝青路面早期的剝落。
3.3礦料的級配及空隙率
認真選擇面層礦料級配非常重要,最主要的指標是混合料的設計空隙和設計空隙率和路面的實際空隙率。
4 管理方面
近年,中國公路建設為了加強質(zhì)量控制,制訂了一系列法規(guī),推行招投標及監(jiān)理制度,制訂了質(zhì)量評定標準,加強了政府監(jiān)理,使施工質(zhì)量大有改變。但在一些地方仍存在管理的不足,具體如下:①按基本建設程序辦事,前期工作滯后,路面設計方案研究、試驗不夠;②未嚴格實行招投標,一些無路面施工經(jīng)驗,無路面施工設備和技術力量的施工隊伍承擔路面施工,監(jiān)理也未嚴格監(jiān)理;③工期緊迫,搞獻禮工程,不能科學地按施工技術規(guī)范要求施工;④發(fā)生質(zhì)量問題,不能認真總結經(jīng)驗,嚴肅對待;⑤施工技術管理,質(zhì)量管理不嚴;⑥對采用技術、新工藝、新設備開發(fā)研究不夠;⑦重建輕養(yǎng),只管通車獻禮,不重視養(yǎng)護管理。
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