閆人偉
【摘 要】隨著國民經(jīng)濟快速、協(xié)調(diào)發(fā)展,交通量的不斷增長,我省道路交通量日益增大,車輛迅速大型化且嚴(yán)重超載,使公路路面面臨嚴(yán)峻的考驗。瀝青路面均呈現(xiàn)出一定的早期破壞,如開裂、泛油、剝落、車轍等現(xiàn)象,有的公路甚至當(dāng)年通車即發(fā)生了病害,正常維修期大大提前,直接影響了車輛的運行,也增大了養(yǎng)護管理資金的投入。
【關(guān)鍵詞】瀝青路面 病害因素 防治技術(shù)
1 前言
在公路的建設(shè)中,我省公路大多都采用瀝青路面。瀝青路面面層具有良好的力學(xué)性能和較好的耐久性以及行車舒適性,適合于各種車輛的通行,并具有堅實、耐久、平整、良好的抗滑、防滲、耐疲勞的性能和抗高溫開裂的溫度穩(wěn)定性,但是隨著國民經(jīng)濟快速、協(xié)調(diào)發(fā)展,交通量的不斷增長,我省道路交通量日益增大,車輛迅速大型化且嚴(yán)重超載,使公路路面面臨嚴(yán)峻的考驗。很多公路瀝青路面均呈現(xiàn)出一定的早期破壞,如開裂、泛油、剝落、車轍等現(xiàn)象,有的公路甚至當(dāng)年通車即發(fā)生了病害,正常維修期大大提前,直接影響了車輛的運行,也增大了養(yǎng)護管理資金的投入。
2 公路瀝青路面早期破壞的類型
目前公路瀝青路面出現(xiàn)的早期破壞為收縮和半剛性基層的干縮引起;路基壓實度不足也會引起這種期破壞和損壞。公路瀝青路面的設(shè)計使用壽命為15年,如果通車1~3年內(nèi)就發(fā)生嚴(yán)重病害和較大面積損壞,可視為早期破壞。筆者多年在公路養(yǎng)護單位進行調(diào)查研究對公路瀝青路面發(fā)生的早期破壞類型歸納為以下幾點。
(1)水損壞:隨著時間的推移,特別是長期下雨后,路面的顏色愈來愈黑,并出現(xiàn)輪跡處路面向兩邊推擠而隆起,輪跡處繼續(xù)沉陷,再發(fā)展,靠近輪跡的隆起部分破損,很快就出現(xiàn)面層松散、剝落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的,瀝青膜已剝落貽盡。這是典型水損害現(xiàn)象。
(2)裂縫:路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一,它的危害在于從裂縫中不斷進入水份使基層甚至路基軟化,導(dǎo)致路面承載能力下降,加速路面破壞。
(3)龜裂龜裂又稱網(wǎng)裂:通常是由于路面整體強度不足,基層軟化,穩(wěn)定性不良其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫,逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫,等原因引起的,瀝青路面老化變脆,也會發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。一般多發(fā)生在行車道輪跡 形成龜裂。主要由路面結(jié)構(gòu)強度不足引起。這種病害在我國早期修建的高速公路上較為普遍;
(4)車轍:車轍變形車轍是在行車載荷重復(fù)作用下,路面產(chǎn)生累積永久性的帶狀凹槽,表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差,主要是由于瀝青混合料級配設(shè)計不合理、穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足,使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起;另外,重載或超載車輛過多也是產(chǎn)生車轍的重要原因。
(5)波浪:主要原因是路面組成材料設(shè)計不合理或施工質(zhì)量差,導(dǎo)致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;在縱坡段,由于高溫的原因也會出現(xiàn)這種病害。
(6)松散:原因主要是采用的瀝青粘結(jié)力差,瀝青用量偏少,或所用的礦料過濕,鋪撒不勻,或所用的嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青粘牢。對表處面層還會產(chǎn)生大面積松散、唧泥現(xiàn)象,從而導(dǎo)致瀝青面層脫落。在我國早期的高速公路上曾出現(xiàn),現(xiàn)在主要出現(xiàn)在水損壞嚴(yán)重的路段上;
(7)坑槽:主要原因是面層的網(wǎng)裂、龜裂后不及時養(yǎng)護而逐漸形成的。另外基層局部強度不足,在行車作用下也易產(chǎn)生坑槽。是由龜裂和松散等其它損壞進一步發(fā)展的結(jié)果;
(8)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。
(9)凍脹和翻漿:多發(fā)生在北方和東北地區(qū)挖方或填挖交界的路段,主要是由于路基排水設(shè)計不合理,造成路基含水量過大引起的冬季凍脹春融翻漿;
(10)剝落:如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料,將會造成集料與瀝青之間的粘附性不足,在行車荷載的作用下,集料從路面剝落,使路面形成麻面,進而可能發(fā)展成為坑槽、松散等病害;施工時混合料離析也是產(chǎn)生剝落的原因之一;
(11)泛油:瀝青混合料中瀝青含量過多,空隙率較小,高溫穩(wěn)定性差,是產(chǎn)生泛油的主要原因。從調(diào)查結(jié)果分析,目前我國高速公路瀝青路面的早期破壞主要表現(xiàn)為裂縫、車轍、沉陷、泛油等,由于惡劣天氣原因以及抄造車原因水損壞和松散也時有發(fā)生,重度類型的損壞由于及時的養(yǎng)護已經(jīng)很少出現(xiàn)。
3 公路瀝青路面發(fā)生早期破壞和損壞的原因分析
(1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計:我國現(xiàn)行規(guī)范中可供設(shè)計人員選擇的結(jié)構(gòu)單一,而且級配范圍較寬,如AC、AK結(jié)構(gòu)都具有很強的優(yōu)缺點:AC結(jié)構(gòu)具有良好的密水性,但表面較細,抗滑指標(biāo)難以保證,而且礦料組成中往往是粗骨料懸浮于細集料之中,在行車荷載作用下,容易出現(xiàn)材料重分配,因此容易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。
(2)外界因素的影響:隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,超載嚴(yán)重是造成早期破壞的主要原因之一。這一問題,單靠交通部門的努力遠遠不夠。氣候因素是造成高速公路出現(xiàn)車轍和推移的原因。交通事故及車輛漏油交通事故及車輛漏油、千斤頂引起的路面破壞。
(3)路基施工缺陷的影響:公路瀝青路面早期破壞與路基施工質(zhì)量有關(guān),特別是軟土地區(qū)。路基軟土地基不穩(wěn)定、地基換填或擠淤處理不徹底、路基填筑壓實度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均勻沉降等都會導(dǎo)致路面的早期破壞。究其原因,大部分與施工工期短、施工低欄為趕進度有關(guān)。橋梁施工缺陷的影響由于橋梁施工質(zhì)量控制不足的影響,橋面瀝青路面也時常發(fā)生早期破壞。通常發(fā)生在那些預(yù)拱度設(shè)置不合理造成橋面瀝青面層厚度達不到設(shè)計要求、簡支梁橋伸縮縫施工質(zhì)量差的橋梁結(jié)構(gòu)上。由于橋面的變形條件和彈性狀態(tài)受橋梁的整體剛度和局部剛度控制,與一般路基上路面變形狀態(tài)不同,未達到設(shè)計厚度的瀝青面層往往受到剪切破壞。而且一旦有病害發(fā)生,便迅速擴展到全橋,很難局部修復(fù)。這種類型的早期破壞在這次調(diào)研中并不鮮見。
(4)養(yǎng)護與管理: 路面早期養(yǎng)護措施不及時、不完善等也是高速公路瀝青路面產(chǎn)生早期破壞的原因。允許超載車輛進入高速公路或?qū)Τd車輛控制不嚴(yán)則更是早期破壞的直接原因。
參考文獻:
[1]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京:人民交通出版社,2001.