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高等級(jí)瀝青路面早期破壞原因探討工學(xué)論文
摘 要:文章針對(duì)新建高速公路瀝青砼路面早期出現(xiàn)的損壞,結(jié)合所屬單位高速公路瀝青砼養(yǎng)護(hù)路段特點(diǎn),對(duì)瀝青路面早期破壞的形成原因、早期病害預(yù)防措施進(jìn)行了分析和論述。
關(guān)鍵詞:高速公路;瀝青路面;早期破壞;防治措施
Abstract: This paper in view of early time destruction reason of highway bituminous pavement, union the highway asphalt to maintain the road section characteristic, analysis and discussion the reason and preventive measure.
Key words: highway; bituminous pavement; early time destruction; preventive measure
1 瀝青路面早期破壞的原因
瀝青路面具有表面平整、堅(jiān)實(shí)、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便且適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已在公路與城市道路修建中廣泛應(yīng)用,但仍存在設(shè)計(jì)年限內(nèi)發(fā)生的早期破損現(xiàn)象。本文主要從下述4方面研究瀝青路面早期破壞:
1.1 設(shè)計(jì)方面
中國(guó)瀝青路面的真正開發(fā)、研究及大規(guī)模設(shè)計(jì)、施工,還是近10多年來伴隨著高速公路建設(shè)而發(fā)展起來的。因此,還有不少設(shè)計(jì)問題有待研究,再加之近年來公路建設(shè)飛速發(fā)展,設(shè)計(jì)施工時(shí)間緊迫,設(shè)計(jì)中調(diào)查、研究不夠,使得一些瀝青路面設(shè)計(jì)存在諸多不合理,從而導(dǎo)致早期破壞。根據(jù)調(diào)查及多年來的工作實(shí)踐存在設(shè)計(jì)問題如下:①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。如基層厚度不夠,面層、分層及材料配合比設(shè)計(jì)不當(dāng),面層厚度不合理;②路面、基層、底基層排水設(shè)計(jì)考慮不周;③路面所處段土質(zhì)和水文情況與實(shí)際出入大,使得路面參數(shù)不符合實(shí)際;④地基處理設(shè)計(jì)不合理,使得地基沉降未達(dá)到允許的工期后沉降等。
1.2 施工方面
中國(guó)近10年來隨著高速公路建設(shè),瀝青路面才得以大發(fā)展,但因施工隊(duì)伍經(jīng)驗(yàn)不足,施工設(shè)備不強(qiáng),再加多數(shù)工程施工時(shí)間緊,使得由于施工質(zhì)量而造成路面早期破損的情況較為普遍。根據(jù)調(diào)查主要有:
1.2.1 軟土地基沉降
在軟土地基上修筑路基,若不加處理失穩(wěn)或過量沉陷,導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用,為了保證公路路基的穩(wěn)定性,必須對(duì)公路經(jīng)過地段的軟土進(jìn)行加固處理,使軟土排水固結(jié),使路基的沉降逐漸減小。中國(guó)目前普遍存在工程趕工期、搶進(jìn)度、搞獻(xiàn)禮工程等現(xiàn)象,因此,軟土地基處理后,沒有足夠的時(shí)間修筑路面,從而引起路面出現(xiàn)早期的網(wǎng)裂、唧泥、坑洞、縱裂和橫裂等破壞。如據(jù)資料記載:京石高速公路涿州段,由于局部路段過去曾經(jīng)是河道,后淤平,在1992年施工時(shí)沒有進(jìn)行處理,在施工過程中,路面全部下沉,當(dāng)年做完路面底基層后,在該段上填土預(yù)壓,1993年3月份發(fā)現(xiàn)最大下沉量達(dá)26 cm,路面底基層返工,增加石灰土底基層和二灰碎石基層找平。
1.2.2 路基壓實(shí)度不足
路基壓實(shí)度是路基施工過程中的重要工序,亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)措施之一。土是三相體,土料為骨架,顆料之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù),壓實(shí)的目的在于使土料重新組合、彼此擠緊、孔隙縮小、土的密度提高、形成密實(shí)整體,最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基壓實(shí)度不足,會(huì)導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫(局部路段壓實(shí)不足),據(jù)參考資料,滬寧高速公路于1996年通車,1997年春鎮(zhèn)江段發(fā)生多處縱裂,修補(bǔ)后其裂縫又反射上來,出現(xiàn)新的縱向裂縫。再者由于局部路段路基壓實(shí)度不足出現(xiàn)的路面坑洞、橫裂多發(fā)生在橋頭路段,橋臺(tái)與路基銜接處由于壓路機(jī)碾壓不到位,出現(xiàn)橋頭沉陷、橋頭跳車等現(xiàn)象。
1.2.3 路面基層施工質(zhì)量低劣
由于搶工期、趕進(jìn)度,造成料源緊缺,原材料質(zhì)量難以保證,不能按照施工規(guī)范的要求施工。半剛性基層沒有合理的齡期,放松對(duì)工程質(zhì)量的控制,使得基層質(zhì)量低劣,造成基層網(wǎng)裂,反射到面層,面層出現(xiàn)網(wǎng)裂。水從裂縫下滲到路基中,在行車荷載作用下出現(xiàn)唧泥。資料顯示,京石高速公路,從1994年8月底-10月底,2個(gè)月的時(shí)間修筑100余km的路面和部分路基。二灰碎石基層才3天齡期就允許鋪筑瀝青砼面層,實(shí)際施工中有的還小于3天齡期。面層施工時(shí),重型車輛在上面碾壓并轉(zhuǎn)彎,使基層被壓壞、松散。1995年5月,保定段就發(fā)生了網(wǎng)裂、唧泥、坑洞等破壞,唧泥為黃色泥漿,這主要是由于基層發(fā)生破壞,路基中含水量大,在行車作用下泥漿上冒所致,到6~7月份坑洞嚴(yán)重,1995年進(jìn)行修補(bǔ),修補(bǔ)面積占該段總面積的9.1%。
2 瀝青面層本身的破壞
2.1 由于水產(chǎn)生的破壞
由瀝青面層本身的原因引起路面早期破壞有瀝青面層松散、坑洞、泛油等。瀝青面層破壞的一個(gè)很重要的原因是水所引起的,瀝青面層中水的來源有地面降水和路基中擠上來的水,大氣降水滲到瀝青面層中而排不出去,這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下,瀝青面層產(chǎn)生破壞。
2.2 瀝青面層顆料離析
瀝青面層集料大,局部粗集料偏多,細(xì)集料偏少,不易壓實(shí)。礦料與瀝青的黏結(jié)力小,抗剪強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)松散。局部細(xì)集料偏多,粗集料偏少,熱穩(wěn)定性差,容易出現(xiàn)車轍、擁包等破壞。
2.3 瀝青砼鋪裝層偏薄
在水泥砼橋面上加鋪瀝青砼鋪裝層時(shí),有的設(shè)計(jì)橋面鋪裝層厚度偏薄,有的厚度小于5 cm,加上基層間不按規(guī)定灑布黏層油,黏層油灑布不均勻,在汽車高速行駛時(shí),輪胎后產(chǎn)生真空吸力,這樣在行車荷載作用下,容易出現(xiàn)坑洞。
2.4 瀝青被油溶解
在施工過程中由于施工機(jī)械在路面上停留而漏油,造成瀝青被柴油溶解,使瀝青在礦料之間黏繩索力降低,產(chǎn)生剝離、松散、出現(xiàn)坑洞。因此,施工機(jī)械在路面上停留,應(yīng)在機(jī)械下面鋪墊塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。
2.5 瀝青面層的壓實(shí)度偏低
瀝青面層的壓實(shí)度對(duì)瀝青路面的耐久性影響非常重要,壓實(shí)度的大小直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。
3 瀝青路面材料方面
瀝青路面所鋪筑瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的復(fù)合材料,在混合料組成中,由于材料質(zhì)量的差異和數(shù)量的多少,可形成不同的組成結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為不同的物理力學(xué)性能。
3.1 瀝青
眾所周知,瀝青混合料質(zhì)量的好壞是受瀝青結(jié)合料影響的,瀝青質(zhì)量的優(yōu)劣與瀝青路面的好壞有密切關(guān)系,直接影響到瀝青路面的使用性能,由于近10年來公路上的交通量劇增,一般瀝青材料的品質(zhì)已不能滿足更重交通的瀝青路面結(jié)構(gòu)的需要。從大量路面結(jié)構(gòu)損壞原因的調(diào)查分析來看,路用瀝青品質(zhì)不良是主要原因之一,中國(guó)目前生產(chǎn)和最常用的是石油瀝青。石油瀝青在道路建筑中使用最廣,經(jīng)合理的組成設(shè)計(jì),可以用它在不同地區(qū)和不同等級(jí)的道路上鋪筑各種瀝青面層和瀝青基層。
3.2 礦料
礦料質(zhì)量的好壞質(zhì)量直接影響到瀝青混合料的強(qiáng)度,是瀝青路面早期破損的主要因素。碎石的壓碎值、摩耗值不符合要求,或使用酸性礦料,造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低,引起瀝青路面早期的剝落。
3.3礦料的級(jí)配及空隙率
認(rèn)真選擇面層礦料級(jí)配非常重要,最主要的指標(biāo)是混合料的設(shè)計(jì)空隙和設(shè)計(jì)空隙率和路面的實(shí)際空隙率。
4 管理方面
近年,中國(guó)公路建設(shè)為了加強(qiáng)質(zhì)量控制,制訂了一系列法規(guī),推行招投標(biāo)及監(jiān)理制度,制訂了質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)了政府監(jiān)理,使施工質(zhì)量大有改變。但在一些地方仍存在管理的不足,具體如下:①按基本建設(shè)程序辦事,前期工作滯后,路面設(shè)計(jì)方案研究、試驗(yàn)不夠;②未嚴(yán)格實(shí)行招投標(biāo),一些無路面施工經(jīng)驗(yàn),無路面施工設(shè)備和技術(shù)力量的施工隊(duì)伍承擔(dān)路面施工,監(jiān)理也未嚴(yán)格監(jiān)理;③工期緊迫,搞獻(xiàn)禮工程,不能科學(xué)地按施工技術(shù)規(guī)范要求施工;④發(fā)生質(zhì)量問題,不能認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn),嚴(yán)肅對(duì)待;⑤施工技術(shù)管理,質(zhì)量管理不嚴(yán);⑥對(duì)采用技術(shù)、新工藝、新設(shè)備開發(fā)研究不夠;⑦重建輕養(yǎng),只管通車獻(xiàn)禮,不重視養(yǎng)護(hù)管理。
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