【沥青混凝土路面病害的成因和防治措施】 沥青混凝土路面常见病害

来源:职业教育 发布时间:2019-03-28 05:39:50 点击:

  摘要:本文对沥青路面病害原因进行了分析,提出了施工时的预防措施。为进一步减少沥青路面早期破坏,针对性的治愈路面伤病提供了有效方法。   关键词:沥青混凝土 路面病害原因 病富分析 防治
  沥青路面竣工通车后,经过一段时间的运营,不少路段出现了一些病害,而且是多种多样的。沥青路面病害,原养护规范分类主要是结构性破坏类和表现破坏两大类,新的现行《公路沥青路面养护技术规范》(JrJ 073.2-2001)规定分成裂缝类、松散类,变形类和其他类。其中裂缝类分为龟裂、不规则裂缝、纵缝、横缝,松散类分为坑槽和松散・变形类分为沉陷、车辙、波浪拥包。其它类分为泛油和修补损坏。
  
  一、龟裂
  
  龟裂有轻、中、重三个层次,轻的缝细无散落,无变形;中的裂块明显,缝较宽,轻度变形・重的裂块破碎,缝宽,变形明显。龟裂都是由轻到重变化的。
  1.产生的原因。产生的原因是多方面的,但主要有以下几点:
  (1)路基的强度不足,如变形、下沉。
  (2)基层局部强度不足,如胶结料偏少,集料离析,压实度不足等。
  (3)面层强度不足,空隙率过大,造成渗水,唧浆,矿料的离析也能使面层模量变小,在重车作用下面层拉断成裂缝,变形成为龟裂。
  2.龟裂的危害。龟裂对路面产生很大危害,特别是渗水后在基层和面层形成滞留水,造成基层唧浆,面层产生动水压力。冲刷油石界面,久而久之使油石分离而松散。滞留水对基层和面层都产生冻融,加剧裂缝的发展,使基层和面层遭到严重破坏。
  
  二、不规裂裂缝
  
  1.产生原因
  (1)路基的不均匀下沉和变形造成路面变形,出现不规则裂缝。
  (2)基层施工时含水量偏大,施工后的干缩,加上冬季低温时的温缩。两者合起来,肯定会更大,再加超载车的作用,会产生不规则的裂缝。
  (3)基层的集料组成设计不佳,细料和粉料偏多,拉力不足,在干缩和温缩下产生不规则裂缝,特别是局部胶结料偏少时,形成强度不足,在超载车的作用下变形,造成面层的不规则裂缝。
  (4)沥青路面沥青的老化和沥青质量不佳,在冬季低温时引起裂缝,而且是不规则的。
  
  2.施工控制措施
  (1)材料选择上要符合规范要求,如沥青的标号和品种要满足当地气候需要,因为沥青路面在抗冻稳定度方面沥青的贡献率最大,可占89%。所以沥青质量不但要满足规范,在数量上也不能少。如果按设计要求减少0.5%,路面的寿命减少一半,其减少的原因就是提前老化,从而使路面损坏,因此,沥青的数量不但满足形成沥青膜与矿料进行物理吸附和化学吸附,还应在矿料和缝隙中存有一定数量的自由沥青,以抵抗过早老化。在基层材料的选择上其规格和质量也应符合规范要求,在组成设计时要综合考虑,尽量做到在满足强度要求的情况下,少用细料和粉料以及胶结材料,以便减少干缩和温缩。
  (2)粒料基层含水量控制。水泥稳定级配碎石施工时,不少人员控制含水量比最佳含水量高I%~2%,还有人主张提高3%。水稳碎石试验室的含水量一般是5%-6%,若提高2%或3%,肯定会造成含水量过大,含水量过大后会造成很多弊端,特别是在拌和机内一次加水过多后,粉料和水泥成团,拌合不均匀产生离析;压实时永膜过厚,产生滑动,集料形不成嵌挤,影响压实度,同时碾压中产生推移影响了平整度・危害最大的是加大了基层的裂缝,特别是千缩裂缝,因为水泥在硬化过程中只吸收水泥重量20%左右的水份,虽然硬化时也增加一定体积,但比失去水份的体积要小的多。这是产生干缩裂缝的主要原因。为防止以上弊端发生,施工时最好控制在最佳含水量内。要想法减少施工中的水分消耗,如采取翻斗运料车盖贴布、据天气情况适当缩短施工路段长度,在下承层上洒水等措施。其含水量最多不要超过1%为好,当天气干燥时也可在水分消失快的表面适量洒水,以保证表面湿润,便于成型。
  (3)养生。养生不但要做到及时,还要全面的、不留死角的进行,不论是下基层的二灰碎石,还是上基层的水稳碎石都要保证表面湿润。(4)适当提高粒料基层主骨料的粒径和数量,以此增加基层的抗拉强度,减小温缩和干缩变形。同时在摊铺中要跟机进行检查,对于细料过多的路块要挖掉,更换标准的混合料。
  
  三、纵裂
  
  1.产生的原因
  (1)旧路加宽路基连接不牢,压实度不足,也可能是路基的局部路段沉陷。
  (2)基层施工和面层施工时纵向接缝不佳。
  
  2.施工预防措施
  (1)路基加宽施工时,新旧路基之间可铺上一层塑料格栅,加强新旧路基连接,防止产生纵向裂缝。
  (2)不论是基层还是面层分两次以上摊铺,又是两台摊铺机梯型作业时,中间的接缝都要错开50cm-100cm,两台摊铺机的距离错开10m-20m,前幅的混合料压实时不要到边,留有15cm左右,待第二台摊铺机摊铺过后一起碾压,碾压要从未压实部分逐渐以15cm的错动碾压到新铺层,使纵向接缝连接牢固。上面层路幅不太宽时,尽量用一台摊铺机进行摊铺,这样可避免纵缝。
  
  四、横缝
  
  横缝是最普便最严重的一种病害,不论是水稳碎石还是二灰碎石都存在横缝,水稳碎石有局部横缝也有全幅长的横缝,一般在第二年就开始出现,二灰碎石大部分有全幅的横缝,也有半幅或局部的横缝,大都在二年或三年以后出现。两种结构相比二灰碎石横缝较轻些。
  
  1.产生的原因
  (1)不论是二灰碎石还是水稳碎石,按规范要求的细料和粉料大都偏多,都在35%~40%10以上,细料和粉料多了以后使主骨料形不成嵌挤,而成了悬浮结构,所以抗拉强度很低,细料和粉料过多后还要加大含水量和水泥用量,更加剧了千缩裂缝。
  (2)规范要求的7天水稳碎石强度偏高(3~5MPa),28天的强度达到8~9MPa,如果胶结料水泥出现偏差时,水泥偏高的路块将接近10MPa,强度越高,温缩和干缩系数越大,裂缝增加。
  (3)路基低,含水量又较高时,再加上冬季温度很低时,路基的收缩裂缝,影响到了路面的收缩裂缝。
  (4)面层收缩,特别是温缩引起面层裂缝。如沥青混合料的收缩系数是25×10-6~40×10-6,可到冬季气温骤降时所产生的抗应变能在300×10-6~500×10-6,远远超过了沥青混合料的极限抗拉应变能力,这样在比较薄弱的位置就会拉断成裂缝。
  (5)路面基层和面层施工时的横向接缝不佳也容易引起横向裂缝。
  沥青路面的横向裂缝主要还是基层裂缝引起的比较普遍和严重,特别干缩和温缩两种应力叠加后最容易引起横向裂缝。
  
  2.横缝的预防
  (1)粒料基层要增加粗骨料数量,适量减少细料和粉料数量,在7天的无侧限抗压强度方面不要超过3MPa,28天强度不超过6MPa,当强度达不到要求时,要改变组成设计,尽量使水泥用量不大于5.5%,(2)探索性的基层粒料结构。就像沥青混合料中的矿料进行断级配设计一样,在最大料径加大到40mm后,骨料也相应增加,二灰碎石用二灰和细料填充空隙,水稳碎石用水泥和细料填充空隙,使粗骨料形成完整的骨架结构,用大吨位的压路机碾压使其紧密的嵌锁在一起,其干缩和温缩自然就大大地减小了。
  (3)路基低时,要加深边沟,加强排水设施,防止冬季时路基含水量过高。
  (4)沥青路面的施工要选用合适的沥青,或是改性沥青,也尽量采用断级配的骨架型密实结构,提高抗变形能力。施工中加强矿料级配和沥青含量均匀性的检测,使其受力均匀。为全部满足矿料级配均匀性的要求,要加强检测,每台拌台站每半天至少检测一次,取样可在未碾压的铺层上,傲马歇尔试验和抽提试验,油石比不超过土0.3%(高速、一级公路),二级及二级以下公路可放宽。
  综上分析,沥青混凝土路面病害产生原因,不单纯是为了知道而已,关键是知道沥青混凝土路面病害产生的原因后,在今后的沥青混凝土路面施工过程中,根据原因分析如何进一步提高施工质量,防止继续出现相同病害,从而达到不断提高施工人员的素质,开拓进取,与时俱进,不断创出优质工程。

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