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瀝青路面病害有效控制方法

新聞時(shí)間:2017-11-22 文章來(lái)源: 文章作者:ztcjjt
一、瀝青路面病害類型及成因分析

(一)瀝青路面病害的類型及其特征 
  通過對(duì)國(guó)內(nèi)大量高速公路的瀝青路面進(jìn)行調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn),瀝青路面比較常見的病害有以下幾種類型:裂縫類、松散類、變形類等等。 
  1.裂縫類。此類病害又可分為龜裂、不規(guī)則裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫。由于裂縫的種類不同,其外觀特征也大不相同。如龜裂在初期時(shí),裂縫比較細(xì),并且無(wú)明顯變形,到了后期裂縫會(huì)逐漸變寬,散落情況也會(huì)加重,同時(shí)會(huì)出現(xiàn)非常明顯的變形,此時(shí)必須進(jìn)行相應(yīng)的處理。 
  2.松散類。這類病害比較典型的有以下幾種:坑槽、麻面、脫皮、啃邊等等。其中脫皮是最為嚴(yán)重的一種,出現(xiàn)脫皮時(shí)路面面層會(huì)大面積脫落,極不利于行車安全。 
  3.變形類。常見的變類型包括沉陷、車轍、波浪、擁包等。其中較深的沉陷會(huì)使行車感到非常明顯的顛簸,是此類病害中較為嚴(yán)重的情況之一。 
  4.其它。除以上三類病害之外,瀝青路面的病害還有以下幾種:泛油、磨光、凍脹、翻漿、水損害等等。 

(二)瀝青路面病害的主要成因分析 
  由于瀝青路面病害的種類較多,每種病害的成因也大不相同,為此,下面本文僅對(duì)瀝青路面中最為常見的病害成因進(jìn)行分析。 
  1.瀝青路面裂縫的成因。裂縫是瀝青路面最為普遍的病害之一,在路面建成初期,便會(huì)出現(xiàn)各種不同形式的裂縫,此時(shí)的裂縫一般不會(huì)對(duì)瀝青路面的使用功能造成太大影響,然而,隨著表面雨水的不斷侵入以及車輛荷載作用,便會(huì)對(duì)路面的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞,在這一過程中,裂縫也隨之不斷發(fā)展,寬度、深度和數(shù)量都會(huì)增大,此時(shí)便會(huì)嚴(yán)重影響路面的整體結(jié)構(gòu)。大體上可將引起路面裂縫的原因分為兩種,一種是荷載裂縫,主要是由行車荷載作用造成的裂縫,如龜裂、網(wǎng)狀裂縫等等;另一種則是非荷載裂縫,這種裂縫形成的原因基本與車輛荷載無(wú)關(guān),主要是由于溫度應(yīng)力導(dǎo)致的,如橫向裂縫就是其中比較典型的一種。還有瀝青質(zhì)量問題也會(huì)引起瀝青路面非荷載裂縫;目前道路瀝青最大的問題就是質(zhì)量波動(dòng)大,無(wú)論是進(jìn)口瀝青還是國(guó)產(chǎn)瀝青,均無(wú)法保證其質(zhì)量,不同批次的瀝青質(zhì)量相差很大;在中國(guó)所用的重交瀝青品牌種類多,質(zhì)量良莠不齊,很多差的瀝青也能滿足現(xiàn)有的重交通道路瀝青技術(shù)要求;現(xiàn)有的重交瀝青技術(shù)指標(biāo)很多情況下已經(jīng)不能對(duì)瀝青質(zhì)量的好壞進(jìn)行區(qū)分,導(dǎo)致大量質(zhì)量較差的瀝青因價(jià)低得到廣泛使用,而質(zhì)量較好的瀝青由于價(jià)格稍高而無(wú)法中標(biāo)使用,造成在瀝青市場(chǎng)上出現(xiàn)劣幣驅(qū)良幣的現(xiàn)象;由于使用了較差的瀝青,導(dǎo)致路面出現(xiàn)了各種早期損壞。除了溫度應(yīng)力影響和瀝青質(zhì)量問題之外,面層厚度、路基等因素也都有可能引起非荷載裂縫。 
  2.路面車轍。這也是瀝青路面病害的主要問題之一,通??蓪④囖H分為兩類,一類是結(jié)構(gòu)性車轍,產(chǎn)生的原因是荷載作用大于路面各層所能承受的極限強(qiáng)度;另一類是流動(dòng)性車轍,形成原因是車輛渠道化形式,或是重載車輛及輪胎壓力增大所致。 
  3.水損害。所謂的水損害具體是指在瀝青路面上有水分存在的前提下,經(jīng)過交通荷載以及溫度脹縮的反復(fù)作用,水分逐步從瀝青與集料的界面滲入,從而導(dǎo)致瀝青膜從集料表面剝離,并造成集料粘結(jié)力下降或是喪失,最終引起路面破壞。引起水損害的原因主要是為了防止車轍產(chǎn)生而在混合料當(dāng)中使用了質(zhì)地比較堅(jiān)硬的石料,或是采用比較粗的粒徑減少瀝青用量等措施,導(dǎo)致瀝青與石料之間的粘結(jié)力不足,從而導(dǎo)致瀝青路面水穩(wěn)定性較差。隨著水損害的程度不斷加劇,最終便會(huì)使路面形成坑槽。 
  4.路面沉陷。導(dǎo)致路面沉陷最主要的原因是路基土體的壓實(shí)度不足,尤其是在一些高填方路段,碾壓機(jī)一般很難達(dá)到需要壓實(shí)的位置,這樣一來(lái)便會(huì)導(dǎo)致路堤下部無(wú)法完全壓實(shí),從而引起沉陷。同時(shí),有的橋臺(tái)后部填土壓實(shí)度不夠,還會(huì)引起橋頭跳車的現(xiàn)象,這非常容易造成交通事故。

二、治理瀝青路面病害的有效措施  

(一)路面裂縫的治理措施 
  在對(duì)瀝青路面進(jìn)行治理的過程中,可以從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面著手: 
  1.設(shè)計(jì)方面。應(yīng)當(dāng)盡可能選用抗沖刷性能好、干縮和溫縮系數(shù)相對(duì)較小且抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料作為基層,而面層則應(yīng)當(dāng)選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青;優(yōu)質(zhì)路用瀝青應(yīng)該是化學(xué)組分比例適當(dāng),蠟含量少,化學(xué)結(jié)構(gòu)環(huán)數(shù)多,特別是芳環(huán)多,烷側(cè)鏈少,膠體結(jié)構(gòu)是溶凝膠結(jié)構(gòu)。 
  2.施工方面。在對(duì)瀝青路面進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的過程中,瀝青混凝土混合料面層宜采用雙層或三層式結(jié)構(gòu),建議其中有一層是I型密級(jí)配瀝青混凝土混合料;多雨潮濕地區(qū)的高速公路和一級(jí)公路的上面層宜采用抗滑表層混合料;上面層瀝青混合料的集料最大公稱粒徑不宜超過厚度的1/2,中下面層及聯(lián)結(jié)層的集料的最大公稱粒徑不宜超過厚度的2/3。 

(二)防止車轍的措施 
  1.瀝青化學(xué)組分中的瀝青質(zhì)含量多,蠟含量少,則感溫性低,用感性低的瀝青修筑路面不易發(fā)生車轍,推移和裂縫。采用聚合物對(duì)瀝青進(jìn)行改性,如SBS、PE、SBR等等,這樣能夠有效改善瀝青混凝土的使用性能,從而使其滿足設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)的交通運(yùn)行條件要求,減少車轍的產(chǎn)生。同時(shí),還可以對(duì)結(jié)合料和礦料粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行改善,當(dāng)聚合物摻入到瀝青中以后,會(huì)使瀝青變得更加粘稠,隨著瀝青本身粘度的增加會(huì)使溫度敏感性降低,這樣便可以達(dá)到減少永久變形的目的,彈性聚合物的適量加入,還能使總變形中的彈性變形模量增大,這樣有助于減少粘滯變形量,從而使瀝青混凝土的柔性獲得有效改善。   2.采用粘性高的瀝青能夠使瀝青混合料高溫穩(wěn)定性好,穩(wěn)定度顯著提高,不易發(fā)生過大的永久變形;但低溫天氣環(huán)境下易開裂,所以粘度應(yīng)適當(dāng)。瀝青含蠟量少,地瀝青質(zhì)少,脆點(diǎn)低的瀝青路面不易出現(xiàn)低溫裂縫。耐久性好的瀝青,路面的使用壽命長(zhǎng),不易出老化損壞。 
  3.瀝青混合料的組合應(yīng)遵循以下原則:應(yīng)綜合考慮耐久性、抗車轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑能力等多方面要求,根據(jù)施工機(jī)械、工程造價(jià)等實(shí)際情況選擇混合料的種類。比如SMA是一種粗集料斷級(jí)配的瀝青混凝土,在其集料組成中,大小顆粒并不是以連續(xù)的方式存在的,足夠的粗集料形成空間骨架,部分細(xì)集料便會(huì)填充于骨架間的空隙當(dāng)中,這樣混合料的密實(shí)度便會(huì)提高,從而形成一種骨架密實(shí)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)是內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力較高,具有良好的抗車轍能力。 

(三)預(yù)防水損害的措施 
  1.預(yù)防瀝青路面水損害最為有效的措施就是不讓水進(jìn)入到混合料的內(nèi)部,這樣水分便不會(huì)侵入到瀝青與集料的界面當(dāng)中。而想要做到這一點(diǎn),就必須對(duì)瀝青混合料的級(jí)配進(jìn)行嚴(yán)格控制,特別是要注意減小空隙率。 
  2.可以通過提高瀝青與集料的粘附性來(lái)增強(qiáng)集料之間的粘結(jié)力,同時(shí)也可以通過提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),來(lái)達(dá)到建減小空隙率的目的。 
  3.加強(qiáng)排水設(shè)計(jì)能夠有效防止水損害,具體可在路面結(jié)構(gòu)設(shè)置排水層或是結(jié)構(gòu)層,借此來(lái)阻止水滲入路面內(nèi)部。 

(四)路面沉陷的治理措施 
  為了防止因路面沉陷引起橋頭跳車的情況發(fā)生,一方面應(yīng)當(dāng)消除地基沉降,另一方面則應(yīng)當(dāng)消除橋頭填土的固結(jié)變形。由于橋頭填土本身的高度較大,壓路機(jī)很像對(duì)正常路堤一樣進(jìn)行碾壓,為此,橋頭填土的壓實(shí)度一般都會(huì)比路堤的壓實(shí)度小很多,為進(jìn)一步減少橋頭沉降,可在橋臺(tái)臺(tái)背填土采用水泥土或是石灰土,也可以通過橋頭搭板的方法來(lái)防止跳車的情況發(fā)生。 

結(jié)論
總而言之,想要使瀝青路面的各種病害得到有效的控制,就必須始終貫徹預(yù)防為主、防治結(jié)合的方針,并有針對(duì)性地采取合理可行的病害治理措施,從根本上消除各類隱患,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)補(bǔ)救,以免病害不斷擴(kuò)大,引起更嚴(yán)重的后果。在未來(lái)一段時(shí)期應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加大對(duì)瀝青路面病害治理方法的研究力度,并在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)各種措施進(jìn)行改進(jìn)和完善,這對(duì)于延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 
 

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