高等級道路瀝青混凝土路面病害原因分析與處理

李原洲 · 2009-05-18 00:00 留言
  摘要:瀝青混凝土路面病害影響道路使用壽命,危及行車安全,本文從材料本身、工人水平、施工器具、氣候方面、道路使用等五種可能導(dǎo)致路面病害的原因分別加以分析,并且給出了病害處理的建議。 

  關(guān)鍵詞:瀝青路面;病害原因;處理措施 

  在道路工程建設(shè)中,從路面的底基層到路面面層,瀝青混凝土得到了廣泛的應(yīng)用,特別是在高等級道路的面層,瀝青混凝土更是得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于瀝青混凝土材料本身就是一種混合物,受到其各種材料差異的影響,以及設(shè)計,施工等水平的影響,瀝青混凝土面層的路面可能出現(xiàn)開裂,泛油,松散,坑槽,起鼓,松散等各種病害。道路會因?yàn)檫@些病害而降低使用壽命,并且會加大汽車磨耗甚至影響行車安全,給行車人的帶來財產(chǎn)損失甚至生命安全?;诖?,需要對這些道路病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并且盡可能的給出一些合理可操作的技術(shù)處理措施。 

  一、高等級道路瀝路面病害原因分析 

  高等級道路瀝青路面出現(xiàn)上述的病害,仔細(xì)分析,原因不外乎下面的幾類:材料問題、施工工藝問題、施工機(jī)械問題,外部環(huán)境問題,道路使用不當(dāng)?shù)葐栴}。對上述瀝青路面病害誘因剖析如下。 

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  瀝青混凝土主要有瀝青和集料,瀝青的質(zhì)量更是起著關(guān)鍵作用。高等級道路建設(shè)時,為了使道路的性價比達(dá)到合理以及結(jié)合國內(nèi)具體情況,上面層一般采用的是進(jìn)口石油瀝青,中、下的瀝青油料則部分采用國產(chǎn)瀝青,因?yàn)閲鴥?nèi)企業(yè)的技術(shù)、企業(yè)管理水平、以及國產(chǎn)石油成分等眾多原因,國產(chǎn)瀝青的質(zhì)量較進(jìn)口瀝青存有很大差距,這樣就使高等級道路瀝青混凝土路面存在著某種“先天不足”,隨著道路使用時間的增長,交通量的變化,這些“不足”被積累,最終形成瀝青路面病害。 

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  瀝青混凝土配合比按照設(shè)計規(guī)范的要求,是需要經(jīng)過目標(biāo)配合比設(shè)計階段,生產(chǎn)配合比設(shè)計階段,生產(chǎn)配合比設(shè)計驗(yàn)證階段。以目標(biāo)配合比為例:目標(biāo)配合比需要解決礦料的級配比例問題,確定油石比,并且需要進(jìn)行殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)。而油石比的確定需要采用馬歇爾實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行。而這些實(shí)驗(yàn)都是需要動手操作的,不同的實(shí)驗(yàn)者,得到的數(shù)據(jù)都是不一樣的。這樣就給道路實(shí)際建設(shè)帶來誤判風(fēng)險。并且,更多的,設(shè)計是一些經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),例如礦料級配使用較多的便是圖解法。我國地域遼闊,地區(qū)差異性很大,經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)并不能很好的適用于所有工程,不同的操作者對經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的套用必然存在差異。在道路的建設(shè)過程中,建設(shè)單位工期要求成績、施工單位要求效益,施工時很容易出現(xiàn)搶工期現(xiàn)象,三個配合比設(shè)計階段,可能因?yàn)槿藶榈脑颍谀承┉h(huán)節(jié)上出現(xiàn)疏漏,此時便給瀝青路面留下病害隱患。 

 ?。ㄈ┦┕C(jī)械問題 

  目前道路施工使用的攤鋪機(jī)械往往都是大斷面攤鋪,瀝青混合料從料斗通過膠輪從中間傳送到兩邊,因?yàn)閿備伒臄嗝姹容^大,在輸送過程中瀝青混合料產(chǎn)生離析現(xiàn)象便是不可避免了,這種離析造成的直接后果便是使施工的實(shí)際情況與設(shè)計產(chǎn)生偏差。在攤鋪的過程中,瀝青混合料的溫度逐漸下降,瀝青混合料從運(yùn)輸車輛向攤鋪機(jī)喂料斗卸料再到刮料板輸料的過程中,接觸面的表層料,特別是車廂與混合料的接觸面的表料層,是最后被刮料板送到布料器中,這樣,這一運(yùn)輸車料中溫度最低的表層料被集中攤鋪出來,當(dāng)溫度下降到一定程度后,瀝青混合料的壓實(shí)度將很難保證,該區(qū)域范圍面層的壓實(shí)度不足、空隙較大,于是產(chǎn)生滲水病害隱患。這種情況的出現(xiàn)是以與瀝青混合料的運(yùn)輸車輛為單位的,即每有一輛次運(yùn)輸瀝青混合料的車,便可能會出現(xiàn)一個上述隱患區(qū)域,這些隱患區(qū)域極有可能形成路面病害。 

  (四)外部環(huán)境問題 

  這里說的外部自然環(huán)境,主要是氣候,即濕度,溫度,降水量等,其中溫度的影響較為顯著。首先,瀝青混合料拌合溫度一般要求為要求在155~ 165 ℃,運(yùn)輸?shù)焦さ匾鬁囟纫话愦笥?45 ℃,攤鋪碾壓溫度120~145 ℃,碾壓完成溫度大于65℃。但是瀝青混合料從拌合場向攤鋪現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)倪^程中,空氣與混合料之間的溫差一般大于120 ℃,改性瀝青更是可以達(dá)到130℃,這樣外界溫度對瀝青混合料的降低有較大影響。其次,溫度變化還會誘導(dǎo)瀝青路面產(chǎn)生裂縫,主要有低溫裂縫和溫度疲勞裂縫。低溫裂縫即低溫收縮裂縫,瀝青在高溫下應(yīng)力松弛性能較好,溫度應(yīng)力應(yīng)力較小,但當(dāng)氣溫大幅度下降時,瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮,收縮應(yīng)力一旦超過瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度,便會產(chǎn)生低溫裂縫。當(dāng)短期溫差較大時,瀝青混合料在溫度應(yīng)力的變化下可能產(chǎn)生疲勞破壞,即產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。 

 ?。ㄎ澹┑缆肥褂貌划?dāng)問題 

  道路建設(shè)前進(jìn)行交通車輛調(diào)查以便設(shè)計交通能力,設(shè)計使用的是標(biāo)準(zhǔn)軸載。但是沒有考慮超載問題。所以對一些道路而言,相當(dāng)于開始設(shè)計的時候便降低了累計標(biāo)準(zhǔn)軸載,基層,底基層的拉應(yīng)力設(shè)計偏小,形成路面破壞隱患。因當(dāng)前經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,受到經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動,載貨重型汽車的超載率達(dá)到50%-200% (超載率= 超載量/額定荷載量),加之行車的振動沖擊作用,這些超載車輛加速了路面破損,甚至引起局部下陷。 

  其次,根據(jù)已有研究,車輛輪壓對道路狀況也有影響。當(dāng)輪胎胎壓過高時,即使低負(fù)荷,車輛對瀝青面層的最大剪應(yīng)力和最大拉應(yīng)力的影響也十分顯著,甚至要超過額定工況或是一定量的超載情形.當(dāng)輪胎胎壓超過容許范圍,而負(fù)荷不一定超過額定負(fù)荷時,對路面結(jié)構(gòu)的不利影響也十分明顯。 

  二、處理措施 

  針對可能造成瀝青路面病害隱患的各種原因,需要從源頭上抓起、從細(xì)節(jié)上控制,具體控制措施有以下幾點(diǎn): 

  首先,在道路勘測、設(shè)計過程中,充分考慮地域性差異,因地制宜的進(jìn)行道路工程設(shè)計,將施工須重點(diǎn)控制關(guān)鍵工藝、常見病害的誘因等編制成作業(yè)指導(dǎo)書提供給施工方,在道路工程在勘測、設(shè)計源頭處屏除病害誘因。 

  其次,招標(biāo)選擇資質(zhì)過硬、管理到位的企業(yè)。 

  第三,施工過程中,對材料源進(jìn)行多方取樣對比,在合格材料中擇優(yōu)而選,材料進(jìn)場時加強(qiáng)檢測,瀝青混合料配合比設(shè)計嚴(yán)格按規(guī)程操作,瀝青混合料運(yùn)輸過程中要采用油布覆蓋等保溫措施,并且車廂內(nèi)噴上油水混合液防止粘車延時,攤鋪寬度選擇要合理。 

  第四,在道路管理過程中,嚴(yán)防超載現(xiàn)象,加強(qiáng)道路日常檢測養(yǎng)護(hù),以便道路能夠安全舒適的滿足人們通行要求。 
   
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