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                瀝青路面常見病害及其成因淺析

                作者:紅星機器發布時間:2006-10-18 00:00:00

                近年來,為適應社會經濟發展的需要,高速公路在我國發展迅速。而瀝青路面因為具有養護時間短、行車舒適、適應性強、維修方便等優點而被廣泛采用。京福高速公路德齊段位于華北平原的德州 市,于1997年11月建成通車,然而由于該路段客流量大,車輛超載嚴重,致使路面不同程度地出現 了車轍、龜裂、唧漿等病害現象,從而加速了道路的破壞。下面根據自已的經驗簡單介紹這幾種病害及其成因。

                1 車轍

                車轍是在行車荷載重復作用下,路面產生變形積累形成的帶狀凹槽。車轍降低了路面平整度,當車轍達到一定深度時,由于轍槽內積水,極易發生汽車飄滑而導致交通事故。 產生車轍的原因很多,我認為主要有以下兩點。

                1)設計原因

                京福高速公路德齊段路面結構采用36cm二灰碎石基層+ 15cm瀝青混凝土面層。由于二灰碎石為半剛性結構,強度較高(初期強度一般在 1.5MPa~5MPa之間,后期強度一般在6~10MPa以上),且形成板體,其彈性模量遠比瀝青砼為高,在 相同外部荷載作用下的變形能力較瀝青混凝土小的多。而瀝青砼為柔性結構,其變形能力強,亦即其板體效應差。在實際的行車過程中,當行車荷載作 用于其上時,直接接觸部分的瀝青混凝土承受絕大多數荷載并將荷載傳遞到基層上,而由于基層強度 高,變形能力差,板體性強,因而該部分瀝青混凝土在所承受的基層反作用力下,其內部原有結構層 被破壞(即原有的配合比被破壞),失去應有的強度和變形能力,形成車轍。

                2)超載原因

                京福高速公路上大車、重車較多。據統計,目前我國行駛的重載車輛,其超載能力是令人震驚 的。一輛載重10噸的重型載貨車,可以裝載30~40噸貨物,其超載能力達到設計載重能力的3~4倍, 有的甚至可達到設計載貨能力的7~8倍。科學檢測表明,超載運輸車輛對路面的損壞是幾何級數倍增 的關系,當車重增大至路面設計承重的兩倍時,其對路面的損壞將增大到原來的20倍左右,可在極 短的時間內形成較深的車轍。

                2 龜裂

                瀝青路面龜裂主要表現有:隨車輪長期作用順公路延伸方向呈狹長形分布;有局部下沉近似圓形 分布(如圖2) ;有路面基層嚴重下沉條狀分布等多種形式。對于半剛性基層路面來說,我認為龜裂是 車轍深層次發展而形成的。

                當柔性路面出現車轍后,其原有的強度和變形能力及分布荷載能力急劇下降,路面防水瀝青混凝 土出現裂縫,大量的雨水沿裂縫進入路面。由于各瀝青面層之間的粘結相對于瀝青面層與半剛性基層之間的粘結要好,進入瀝青路面的雨水在行車荷載的作用下,有壓水首先破壞的是薄弱的瀝青混凝 土與半剛性基層的界面。雨水沿著界面空隙滲透并充滿空隙。在行車荷載的作用下,有壓水對界面處 瀝青混凝土及半剛性基層的結合料進行破壞。在初期,由于對瀝青混凝土的破壞不明顯,而對于半剛 性基層的破壞卻非常明顯,使原本強度較高的半剛性基層表面強度下降較快,并在有壓水的作用下將 半剛性基層表面分離成片狀,與骨料分離。出現這種情況根本的原因是由于在半剛性基層施工時, 混合料的含水量較大,碾壓成型后在半剛性基層表面形成一層無機結合料膜,這層薄膜相對于基層來 說強度較低,沒有粗骨料。所謂的片狀就是該層薄膜。它的破壞反映在瀝青表面就是局部的網裂。初 期它是不唧漿的,或者說不明顯。這也是將路面打開后基層沒有被破壞而路面被破壞的主要原因。出 現這種網裂,如果不及時處理,尤其是多雨季節,它將發展很快,面積逐漸擴大,并出現唧漿,這時 如果再不處理,基層將被有壓水分層剝離,細集料由于唧漿在與粗骨料分離。瀝青表面將表現為龜 裂、唧漿和沉陷,后形成坑槽。

                3 唧漿

                瀝青路面唧漿是地表水通過瀝青碎石面層滲入基層,使基層軟化、膨脹,在車輛荷載的連續作用 下,基層中細小顆粒從面層空隙噴射出來的現象。

                唧漿形成的原因,一方面是由于車轍引起的,先是由車轍引起細小的裂縫,然后在行車荷載和水 的作用下,逐步發展成為網裂,并發展成為唧漿。另一方面,是由于半剛性基層本身特有的性質 所帶來得。半剛性基層是采用無機結合料作為結合材料。由于無機結合材料有一個特點,會產生干縮 裂縫,并且強度越高裂縫就越大。在工程施工中,往往是嚴格控制了強度的下限而忽視了對強度上限 的控制。并且目前我國的施工工期也不盡合理,在基層施工完工后七天就灑粘層油,然后鋪瀝青面 層。即半剛性基層的干縮裂縫根本就沒有開始或者是剛剛開始發展,就鋪筑上瀝青面層,結果隨著時 間的延長,半剛性基層的干縮裂縫都發展了,裂縫也都反射到瀝青面層上,形成有規則的橫向裂縫。

                本篇內容于2019-03-16 10:00:16已補充更新

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