沥青路面常见病害及其预防措施?
沥青路面已广泛应用于城市道路和高速公路干线,成为我国铺装面积最大的高级路面。然而,沥青路面的损坏表现出多种形式和特点。经过总结分析,主要有以下几种常见疾病。
一、常见的沥青路面病害
1.沥青路面裂缝
沥青路面建成后,会出现各种各样的裂缝。初始裂缝对沥青路面性能影响不大,但随着地表雨水的侵入,路面强度降低,在大量交通荷载的作用下,沥青路面发生结构性破坏。沥青路面的裂缝形式多样,可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。影响裂缝的主要因素有:沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩、土基和气候条件。
2.沥青路面的车辙
车辙是路面结构层和土基在反复行驶荷载作用下的补充压实,产生结构层材料侧向位移引起的累积永久变形。影响沥青路面车辙深度的主要因素是沥青路面结构和沥青混凝土本身的内部因素,以及气候、交通量、交通构成等外部因素。产生车辙的主要原因有:(1)沥青混合料油石比过大;(2)表面磨损过大:(3)雨水侵入沥青混凝土内部;(4)由于基层含有不稳定的夹层,路面受到侧向推挤,形成波浪形车辙。
3.松散沥青路面
松散是直接影响行车安全的路面病害。整个路面可能会出现松动。局部地区也有可能出现,但一般在轮迹区由于开车的动作更严重。主要原因有:(1)局部路基、基层不均匀沉降造成路面损坏;(2)碎石中含有风化颗粒,进水后会造成沥青剥离;(3)随着使用时间的增加,沥青结合料本身的粘结性能下降,促进了面层与轮胎接触部分的沥青磨损,导致沥青含量降低,细集料损失;(4)机械损伤或油污。
4.沥青路面的水损害
在潮湿条件下,沥青路面受到交通荷载和温度升降的反复作用。一方面水分逐渐侵入沥青与集料的界面,同时由于水动力的作用。沥青膜逐渐从集料表面剥离,导致集料之间失去粘附力,路面损坏。沥青路面水损坏的主要原因有材料、设计、施工、土基和基层、超载车辆等。
5、沥青路面的冻胀和翻浆
沥青路面的冻胀翻浆主要发生在冻融期。由于水的侵入,路基土的水稳定性差,路基上层积水结冰导致路面鼓包开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面、交通荷载五个主要因素综合作用的结果。其中,水、土、温度构成了沸腾的三个自然因素,缺少任何一个因素都不可能形成沸腾。
6.沥青路面沉降
沉陷是最常见的一种路面变形,具有面积大、结构层次深的特点,主要出现在挖方路段与填挖交界处。主要原因有:(1)土质路堑排水不畅,路基下路基因过湿产生不均匀沉降,路面局部沉降;(2)路面强度不能适应日益增加的交通量,容易产生疲劳破坏。(3)路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致,在车辆荷载作用下,路基或基层结构损坏,引起沉陷。(4)桥面不均匀沉降引起与桥面的沉降和错位。
二、沥青路面裂缝的预防措施
1,预防措施
针对以上分析的沥青路面病害原因,从建筑材料、设计、施工、养护、交通管理五个方面采取相应的预防措施。
(1)材料方面
合理确定沥青路面结构,沥青路面裂缝主要是沥青路面本身的低温收缩引起的。选择低温劲度小、延度大、感温性差、含蜡量低的优质沥青,精心选择矿料,准确级配沥青面层矿料,合理调配沥青配合比。配制性能优良的沥青混合料,控制沥青含量,保证沥青混合料性能优良,可以有效减少裂缝。近年来,添加剂被尝试用来改善沥青路面的质量,主要有以下几类:①抗剥落剂,属于表面活性剂类。其作用是降低沥青与集料的界面张力,使沥青膜易于粘附在集料和酸性石料的湿润表面,不易被水剥离;在潮湿天气需要浇筑沥青或湿骨料需要与沥青混合时也可以使用。有些抗剥落剂也是阳离子乳化剂,如十六烷基三甲基溴化铵等季铵盐,所以阳离子沥青乳液往往对集料表面有很好的粘附性。②高分子弹性体材料多为能在石油沥青或煤沥青中溶胀的天然橡胶、部分合成橡胶和塑料。它们可以增加沥青的柔韧性和温度稳定性。已经尝试的弹性体材料有天然橡胶(包括胶乳)、废胶粉(包括脱硫和不脱硫)、丁苯橡胶、氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、环氧树脂、无规聚丙烯等。它们有的能在石油沥青中溶胀(如丁苯橡胶),有的能在煤沥青中溶胀(如氯丁橡胶)。③无机添加剂、硫磺和石棉粉。熔化沥青中的硫可以增加沥青混合料的强度。硫磺副产物多的地区已用于铺路,但硫磺容易升华,加工设备必须密封,操作人员要保护好,不适合做路面面层。石棉粉可以提高沥青的热稳定性,使混合料中含有更多的沥青,从而提高抗裂性和使用寿命。使用时,设备应密封,保护人员安全,以免造成尘肺病。
(2)设计。
精心设计,搞好复杂地形的地质调查。特别要注意加固地基,防止因地基软弱而产生不均匀沉降,采用合格的填料填筑路基,或对填料进行处理后再填筑路基,保证路基有足够的强度和稳定性,从而保证路面有稳定的地基:选择抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料作为基层;沥青面层选用优质沥青;在稳定性满足要求的前提下,沥青面层应选用针入度大的沥青。
(3)建筑。
精心施工,选用先进的施工工艺和机械设备,制定完善的施工方案,确保压实度符合规范要求,严格按照设计要求进行软基处理,提高软基处理的施工质量,碾压时严格控制半刚性基层施工的含水量。混合料的含水量不能超过压实所需的最佳含水量,或控制在施工规范允许的范围内;半刚性基层碾压后。及时养生,防止裂缝反射到面层,保护混合料的含水量不流失;固化后应立即喷洒底子油,并尽快铺筑沥青面层。沥青路面再生技术主要包括:①在老化的沥青路面上喷洒软化剂,使老化变脆的沥青重新软化,多用于透层和表面处理路面的再生;(2)挖出老化的旧沥青层,重新碾压,必要时加入“再生剂”提高沥青质量,并加入一些新的集料和沥青进行再加工;这种方法可以就地粉碎混合或厂内浓缩,厂混热法质量更好。旧沥青路面材料的再生再利用可以节约沥青、集料和能源消耗,减少环境污染。近年来,引起了各国公路建设部门的重视和推广。
(4)维护
严格养护管理,加强道路保洁,保证排水性能良好。及时对裂缝进行科学处理,避免病情进一步扩大。
(5)加强交通管理。
加强交通管理,限制大型超载车辆通行;夏季持续高温期间,运营管理单位可在路面温度较低的夜间和凌晨安排重型车辆通行:禁止钉胎在路面上过度磨损或更严格限制使用。
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