高速公路沥青路面损坏成因分析与养护对策研究5_精品文档Word文档格式.doc

1、沥青路面因为具有施工时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点而被广泛采用。但由于沥青混凝土材质本身的差异, 以及受设计和施工水平的影响, 沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等病害。这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全,加大了汽车磨损, 缩短了沥青路面使用寿命。关键词：沥青路 损坏 养护1、沥青的主要病害现象及产生原因1.1 沥青路面的裂缝 沥青路面建成后，都会产生各种形式的裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响，但随着表面雨水的侵入，导致路面强度下降，在大量行车荷载作用下，使沥青路面产生结构性破坏。沥青路面裂缝的形式是多种多样的，裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵

2、向裂缝和网状裂缝三种纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的，特别是在旧路基拓宽地段，由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严，尤其在有表面水渗入的情况下，这些地段往往是纵向裂缝的高发区。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变，同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。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、基层材料的收缩性

3、、土基和气候条件等。1.2 沥青路面的车辙 车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。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在因素，以及气候和交通量及交通组成等的外界因素。车辙产生的主要原因有：（1）沥青混合料油石比过大；（2）表面磨损过度：（3）雨水侵入沥青混凝土内部；（4）由于基层含不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。、车辙是在行车荷载重复作用下，路面产生累计永久性的带状凹槽。一般它是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的而层和基层材料在行车过程中产生损坏

4、。1.3 沥青路面的松散 松散是直接影响行车安全的路面病害，松散可能出现在整个路面表面。也可能在局部区域出现，但由于行车作用，一般在轮迹带比较严重。1.3.1 松散的症状沥青路面松散并形成坑槽“松散”是沥青路面常见病害。其症状为沥青混凝土中沥青与集料的粘结力作用逐渐下降并丧失，在车辆荷载作用下使沥青混凝土表面层呈松散状态，面层中的集料颗粒脱落，粗细集料散失起砂，路面磨损，路表粗麻，多处微坑，表层剥落，路面外观质量差，行车不适。如不及时治理，它会从路表面向下不断发展，以致形成坑槽。1.3.2 松散的成因松散产生的因素有很多，具体可以归结为以下几个方面：（1）由于沥青混合料中沥青偏少，油石比偏低，

5、使得沥青与集料间粘结性差；（2）因低气温施工，压实度过小，造成沥青面层内部空隙率过大，在车辆的载荷作用下造成的沥青面层松散；（3）集料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，在表面的摩擦力作用下磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱离，这种情况主要是由于集料含泥量超标所造成的；（4）沥青混合料拌合时沥青温度过高，导致沥青老化，沥青膜剥落使沥青与集料的粘结力减弱而产生松散；（5）基层强度松软而引起的面层龟裂松散；（6）骨料选择有误，选择了酸性骨料与沥青粘附性差而造成的松散；（7）水损害导致的松散，由于车轮动态载荷的作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，使沥青粘附性降低病逐渐丧失

6、粘结力，沥青膜从集料表面脱落，沥青混合料出现掉粒、松散。1.3.3 松散的治理对于沥青路面松散路病的治理，传统方法不外乎两种。对于因低气温施工造成的沥青面层松散，其冶理方法为：先收集好松散料，待气温上升时，重做喷油封层，撒布石屑或粗砂，并用轻型压路机压实。这种施工方式从工序上来说质量无法保证，只适用于低等级公路；对于其他原因引起的松散，比如由基层松软变形而引起的面层龟裂松散、由酸性骨料和沥青老化引起的松散或由沥青含量不足引起的松散，采用的是“挖补”工艺，即将松散部分全部挖除，若基层软弱，先处理好基层，然后再重做面层。这种方式采取一刀切的方法，浪费了本来可再生利用的混合料。近年来，就地热再生修补

7、技术逐渐得到了较为广泛的应用，英达就地热再生技术因其修补质量好、施工效率高而得到了外界一致认可。我公司以PM系列修路王为核心的修补工艺可实现对路面病害的现场加热、耙松、喷洒乳化沥青、整平、碾压等一系列流程，简单紧凑，并使老化的沥青混合料就地加热再生利用，有效避免了传统冷料冷补和热料冷补工艺中出现的弱接缝。PM系列修路王配备专利技术的热再生加热墙、沥青混合料自动加热保温料仓和乳化沥青喷洒系统，再辅以FR800单钢轮振动压路机，可以满足沥青混合料加热温度不够，压实度过小引起的松散。不仅如此，PM修路王的乳化沥青喷洒系统还可以调整松散病害处沥青混合料的油石比偏小的问题，一机多用。可见，对不同的原因产

8、生的松散，修路王都有相应的功能对症下药，因此用修路王处理松散路病，是最合适的修补方式。1.3.4 英达案例广珠高速公路为双向六车道高速公路，位于经济高速发展的珠江三角洲地区，北接广州环城高速公路，西连佛开高速公路，东行经虎门大桥与广深高速公路连接，日均车流量达到6万辆次，是贯通我国南北的大动脉京珠高速公路在广东境内的重要路段。2006年11月11日，广珠高速公路K036570处慢车道发现了面积达7.84的松散路病并部分演变为坑槽，严重影响行车安全。经过英达公司工程技术人员现场测量和分析，发现其松散路病是由于沥青用量偏少，且该地区年平均气温较高、降雨量较大，加之日均车流量较大，加速了沥青的老化，

9、使沥青丧失粘结性引起的。根据路病原因，技术人员立即制定施工方案，决定采用英达就地热再生修补技术实施快速修复。当时，英达PM400修路王在27气温下，对病害处进行高效热辐射加热，在快速加热原老化路面后，再对其进行耙松，接着喷洒适量乳化沥青，调整病害处的油石比，并补充新沥青混合料，拌合整平后，用PM400自带的振动压路机压实。整个过程一气呵成，仅用50分钟就完成了修补任务。经养护管理部门检测，修补质量完全达到公路沥青路面养护技术规范的要求，并得到了业主的一致好评。（广东广珠高速公路7.84m2松散路病修补中）1.4 沥青路面的水损害 沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，一

10、方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用。沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。沥青路面产生水损害的原因主要有材料、设计、施工、土基和基层、超载车辆等原因。 1.5 沥青路面的冻胀和翻浆 沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期，因为水的侵入和路基土的水稳定性能差，由于冰冻的作用，路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。其中水、土、温度构成翻浆的三个自然因素，缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。1.6 沥青路面的沉陷 沉陷是路面变形中最普遍的一种，特点是面积大，涉及的结构层次深

11、，主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是：（1）土质路堑排水不畅，路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降，引起路面局部下沉；（2）路面强度不能适应日益增长的交通量，易发生疲劳破坏：（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，路基或基层结构遭破坏而引起沉陷；（4）桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。1.7 拥包路面出现局部隆起。其病因分析如下：（1）施工质量导致路面上下层粘结不好；沥青混合料摊铺不匀，局部细料集中；（2）基层或下面层未经压实，强度不足，发生变形位移；（3）陡坡或平整度较差路段，沥青面层混合料易在行车作用下向低处聚积形成拥包。1.8 泛油现行规范

12、重交石油沥青为针入度分级体系中，沥青的高温性能是通过沥青的软化点表征的，在同样的针入度下，软化点越高，沥青的高温性能就越好。针入度高沥青的抗裂效果好。二者是相互联系的，在规范中如果针入度较高，那么要求的软化点相对较低。当油石比较大，乌海地区夏天温度比较高，通过往年资料调查，气象温度接近40摄氏度，沥青就会产生泛油或拥包。泛油产生的另一个原因为在施工巾沥青混凝土拌料不均匀，部分集料所包裹的沥青较多，到气温升高时就会泛油。沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面, 而在冷天时又不存在逆过程, 因而沥青积聚在路面表面, 形成一层有光泽的沥青膜的现象为泛油。1.8.1 泛油的成因如下混合料组成

13、设计不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下, 多余沥青由下部泛到路表形成泛油。混合料拌和控制不严。细料含量过少, 混合料比表面积较小, 则沥青用量相对较多, 也易出现泛油。粘层油用量不当。喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油。施工质量差。摊铺时混合料产生离析, 局部细料过分集中, 也易泛油。水破坏。雨水渗入使下层沥青与石料剥离, 在水作用下沥青膜剥落, 上泛引起表层泛油。预防泛油, 必须合理设计混合料组成比例, 避免沥青用量过多; 精细施工, 严格控制施工质量; 投入使用后注意养护, 防止雨水大量渗入。1.8.2 泛油的处治方法如下对于路表轻微泛油, 表面石子仍外露的路段

14、可不作处理。对于局部施工质量差引起水损坏且出现坑槽破坏的, 宜按坑槽修补方法处治。对于大段泛油严重, 磨擦系数降低较多, 影响行车安全的可采用碎石压入法处治或铣刨原路面重新摊铺面层。沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青的现象称作泛油。在严重泛油路段，沥青面层表面发光发亮，以摩擦系数和表面构造深度表征的抗滑性能达不到行车要求时往往会造成交通事故。沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。1）沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时，选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最

15、终达到的密度。如果室内所用击实功产生的密度小于使用过程中所达到的最终密度，所选定的沥青用量就会偏多，但目前由于各种原因室内试验所得到的密度远远低于使用过程中所达到的最终密度，这使现场施工中产生沥青用量过大不足为奇。2）施工控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌合不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。3）少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大，裹覆矿料的沥青膜越厚，沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反，包覆矿料的沥青膜越薄，沥青混合料的粘结力就越大。1.9 龟裂在行车道上常发生龟裂病害，特别是轮迹带处，并通常伴有唧浆等水损害。龟裂产生的原因主要有：基层施