劉泰儒 仲照紅
[摘要]全面的分析高速瀝青路面典型病害的形成原因,為高速瀝青路面的修補技術(shù)研究提供理論依據(jù)。
[關(guān)鍵詞]瀝青路面 路面病害 裂縫
中圖分類號:TU99文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0320057-01
盡管高速公路采用了比二級公路更厚的瀝青面層、更強的基層,但仍舊出現(xiàn)了開裂、車轍、平整度和抗滑性能衰減快等問題,甚至較一、二級公路為嚴(yán)重。這些病害的產(chǎn)生都直接影響到車輛行駛的安全性和舒適性,為有效維護路面,我們必須對高速瀝青路面典型病害成因進行全面的研究。
一、裂縫成因分析
裂縫往往是各種缺陷的綜合反映,面層壓實不足,接縫處理不好;面層以下含水量增高,不利季節(jié)引起路面強度下降;基層強度不夠,水穩(wěn)性不良,基層溫度、濕度變化(凍脹、干縮)引起的面層裂縫;瀝青材料老化,混合料質(zhì)量差,壓實溫度不當(dāng)和機械損傷等。
瀝青路面開裂的主要原因,可分為兩大類:一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫即荷載型裂縫,它是在車輪荷載作用下,當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其材料的抗拉強度時產(chǎn)生的裂縫;另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫即非荷載裂縫,包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。非荷載性裂縫主要有瀝青面層溫度裂縫和基層反射性裂縫,這種病害比較普遍。溫度裂縫在寒冷地區(qū)隨著溫度下降,瀝青材料變硬,并開始收縮,表現(xiàn)為收縮裂縫;在高溫、溫差大地區(qū)因太陽照射強烈,晝夜溫差大,瀝青面層中產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力,這種應(yīng)力的反復(fù)作用使瀝青路面表現(xiàn)為疲勞裂縫?;鶎臃瓷淞芽p主要與基層的收縮性和抗裂性有關(guān)。在收縮性小、抗裂性好的半剛性基層上,瀝青面層的裂縫與柔性基層路面沒有明顯的差別。在有些地區(qū)因施工流程的銜接不當(dāng),造成半剛性基層長時間裸露曝曬,形成可見或不可見干縮裂縫,這種裂縫或早或遲會在較薄的瀝青面層中反映出來,從而增加瀝青面層的裂縫總數(shù)。
盡管瀝青路面開裂的原因和形式是多種多樣的,但由于行車荷載作用,瀝青面層溫度變化是產(chǎn)生裂縫的主要原因。國內(nèi)外的調(diào)查研究表明,半剛性基層瀝青路面的反射裂縫和對應(yīng)裂縫是非荷載型的,是由溫度變化引起的,在某些情況下也可能由溫度和荷載共同作用產(chǎn)生的,但主要是由半剛性基層的溫度裂縫和干縮裂縫引起的。
二、車轍成因分析
車轍常見于瀝青柔性路面,位于行車道車輪常行駛處,每個車道有兩條車轍,多數(shù)是由于超載車輛反復(fù)行駛、碾壓、擠壓形成的帶狀凹槽,寬度在0.3m~0.6m之間。炎熱的夏季是車轍的發(fā)展和泛濫期,在高溫作用下,瀝青容易軟化,加之重載的碾壓,有的重載已經(jīng)相當(dāng)于施工期間的壓路機甚至超過壓路機的受力性能,小顆粒的瀝青混凝土被擠向下部和車輪的兩側(cè),破壞了路面的平整狀態(tài)。初始時,呈現(xiàn)微弱的平滑下凹,目視觀測不到兩側(cè)的隆起,車輛無明顯感覺;嚴(yán)重時,內(nèi)外側(cè)隆起高度加大,深度隨之增大,測量高處與低洼處的差值,很多超過5cm,在行走的汽車上便能看到轍槽的存在。行駛的車輛方向稍有偏轉(zhuǎn),便會感覺到明顯的起伏和顛簸,方向盤也有輕微的晃動。雨天會有明顯的積水,在高速轉(zhuǎn)動的車輪碾壓下,向兩側(cè)濺起強大的弧形水簾。車轍更為嚴(yán)重的部位,兩側(cè)的瀝青混凝土隆起加大,呈壟溝狀,有的混凝土出現(xiàn)開裂,危及行車安全。
三、坑槽成因分析
表層局部松散,形成深度2cm以上的凹槽。在水的侵蝕和行車的作用下,凹槽進一步壙大,或相互連接,形成較大較深坑槽,嚴(yán)重影響行車的安全性和舒適性。
分析原因可能為以下幾點:
1.面層厚度不夠,瀝青混合料粘結(jié)力不佳,瀝青加熱溫度過高,碾壓不密實,在雨水和行車作用下,面層材料松散、開裂,逐步形成坑槽。
2.?dāng)備仌r,下層表面泥灰、垃圾未徹底清除,使上下層不能有效粘結(jié)。
3.路面罩面前,原有的坑槽、松散等病害未完全修復(fù)。
4.養(yǎng)護不及時。當(dāng)路面出現(xiàn)松散、脫皮、網(wǎng)裂等病害時,或被機械行駛刮鏟損壞后,未及時養(yǎng)護修復(fù)。
5.施工溫度太低,混合料溫度下降快,壓實不充分,導(dǎo)致密實度不足。
四、沉陷成因分析
瀝青路面沉陷表狀為均勻沉陷、不均勻沉陷、局部沉陷。一般是由基層局部成形不足,強度不夠,在行車載荷和自然因素等作用下形成的。對于大面積沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均勻沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基壓實度不足引起,特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構(gòu)造物兩端出現(xiàn)。
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作者簡介:
劉泰儒,本科,佛山市市政設(shè)計研究院有限公司,助理工程師,研究方向:路橋工程設(shè)計;仲照紅,本科,佛山市市政設(shè)計研究院有限公司,理工程師,研究方向:路橋工程設(shè)計。