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沥青路面早期破损成因及预防措施
 沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便且适宜于分期修建等优点,在公路与城市道路修建中已广泛应用。虽然沥青路面设计是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计,但沥青路面仍然存在设计年限内发生的早期破损现象。     

  沥青路面的早期破损是指,在设计寿命期前1/4~1/3期间内,沥青路面所发生如开裂、松散、变形及泛油、翻浆等各种形式的路面破损。沥青路面的早期破损既影响交通运输的正常运行,又造成巨大的经济损失。     

  沥青路面早期破坏的成因比较复杂,涉及设计、施工、养护、管理等方面。本文从工程施工的角度,主要讨论施工及原材料方面的原因,以及根据成因应采取的预防及改善措施。

  一、 施工方面的原因     

  (一)地基沉降。公路建设中,不可避免地有部分路段要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基,路基修筑在软土地基上时,对软基的处理不彻底,或软基地段处理后没有沉降稳定就进行修筑沥青路面,往往就会发生路基失稳或过量沉陷,从而导致沥青路面破坏或不能正常使用。     

  (二)路基压实不足。路基压实是路基施工过程中的重要工序,亦是提高路基路面强度与稳定性技术的技术措施之一。土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的密度提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。由于路基压实度不足,出现不均匀沉陷,则会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝(局部路段压实不足)。在所通车的各级公路中,“桥头跳车”是一个普遍存在的质量通病,就主要是由于桥台与路基衔接处压路机碾压不到位,造成局部路段路基压实度不足而出现路面坑洞、横裂,从而出现桥头沉陷、跳车等现象。

  (三)路面基层施工质量低劣。由于抢工期、赶进度、造成料源紧缺,原材料质量难以保证,半刚性基层没有合理的龄期,或基层施工粗糙,使得基层(底基层)质量低劣,造成基层网状开裂破坏,若反射到面层,即为面层出现网状开裂。水从裂缝处下渗到路基中,在行车荷载作用下会出现唧泥,造成沥青面层的早期破损。    

  (四)沥青面层本身的破坏。这是造成沥青面层早期破损的主要原因,根据影响因素又分以下几种情况   

  1.由于水产生的破坏。由沥青面层本身的原因引起的路面早期破坏有:沥青面层松散、坑洞、泛油等。沥青面层破坏的一个很重要的原因是水。沥青面层中水的来源有地面降水和路基中挤上来的水,或者大气降水渗到沥青面层中而排不出去,这样在汽车荷载及温度变化的作用下,沥青面层容易产生破坏。同时由于施工时压实度达不到要求,使沥青混合料空隙率过大,沥青面层中的水无法排出,沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低,易发生剥落、松散、从而降低沥青路面的抗剪强度。

  2.由于沥青面层颗粒离析。沥青面层集料大小颗粒离析局部粗集料偏多,细集料偏少,则不易压实,矿料与沥青的粘结力小,抗剪强度低,容易出现松散。局部细集料偏多,粗集料偏少,热稳定性差,则容易出现车辙、拥包等破坏。

  而在施工中运输和摊铺过程都很容易造成粗细颗粒离析。热拌沥青混合料特别是粗粒式沥青混合料,从拌和机向运料汽车上放料时,由于落高大,易出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时,还可能会再次出现离析。    

  3.沥青混凝土铺装层偏薄。在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时,有的设计桥面铺装层厚度偏薄,有的厚度小于5cm;加上其层间不按规定均匀洒布粘层油,使得汽车高速行驶时,轮胎后产生真空吸力,在行车荷载作用下,容易出现坑洞。

  4.沥青被油溶解。在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油,会造成沥青被柴油溶解,使沥青与矿料之间粘结力降低,使路面产生剥离、松散、出现坑洞。     

  5.沥青面层的压实度偏低。     

  沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要,压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足,片面追求平整度,而放松了对压实度的控制。通车后平整度迅速衰减,面层变形明显。应该明确,平整度固然重要,但压实度更重要,必须在确保压实度的前提下来提高平整度。     

  二、原材料原因

  (一)所使用的沥青性能不过关。沥青路面铺筑所使用的沥青混合料主要由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的符合材料。要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能。另外,随着国民经济的蓬勃发展,公路运输超、重载现象严重,对沥青材料的性能提出更高的要求。沥青材料性能不过关是沥青路面早期破损的主要原因之一,普通沥青已不能完全适应形势发展的需要,目前修建的高等级公路及城市道路的沥青路面已开始使用改性沥青。

  (二)碎石的压碎值、磨耗值不符合要求,或使用酸性矿料,造成沥青混合料的稳定度偏低,引起沥青路面早期的剥落。     

  (三)矿粉(填料)的细度对沥青混合料质量至关重要,沥青与矿粉的交互作用影响沥青混合料的抗剪强度。矿粉粒度小,比表面积大,其比表面积约占矿料比表面积的80%,当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时,则矿粉比表面积是原比表面积的1/4.这样,就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青,而形成了较多的自由沥青,降低了沥青与矿料之间的粘结力,在行车荷载的作用下形成泛油,因此控制矿粉的质量十分重要。而目前,矿粉的质量很不稳定,往往粗细不均匀,甚至潮湿结团;或由于矿粉运至工地后,防雨防潮措施不良,造成矿粉潮湿、结团。而在拌和机内,矿粉是不加热的,造成沥青与矿粉拌和不均匀,影响沥青混合料质量。

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