高速公路路面早期损坏的原因分析与防治对策 第2页
引言：
近年来, 我国高等级公路中沥青路面发生早期破坏的现象越来越多, 开放交通3～ 5 a, 有的甚至1～ 2 a即开始修复, 这与要求的设计使用年限15～ 20 a 相差甚远。这种现象如果继续下去, 将对公路建设的社会效益和经济效益产生很大的不利影响。因为不论公路建设的规模如何大, 也不论公路建设的速度如何快, 投入了巨大的资金却保证不了公路的使用寿命将是最可悲的。 沥青路面的早期破坏影响了公路的交通运输, 造成了巨大的经济损失, 因此对沥青路面早期破坏的原因进行研究具有重要意义。纵观目前我国高等级公路沥青路面早期损坏的现状, 其原因是多方面的, 也是很复杂的。它既受到设计、施工和材料等技术方面的客观因素的影响, 也受到人为的主观因素方面的影响。
1 沥青混凝土路面病害的种类及原因分析
沥青混凝土路面病害主要包括:裂缝、车辙、拥包、泛油、坑槽、老化、水害、疲劳破坏等几个方面,以下逐一分析:
1.1 沥青路面的主要破坏类型及其发生原因
沥青路面的破坏形式主要有:裂缝、车辙、松散、剥落等。
1.1.1裂缝
裂缝是沥青路面最主要的一种破损形式,按其成因不同有横向、纵向和网状三种类型。
1) 横向裂缝
按其成因不同,横向裂缝又可分为荷载型裂缝与非荷载型裂缝两大类。
荷载型裂缝是由于路面结构设计不当或施工质量低劣,或者由于车辆严重超载,致使半刚性基层沥青路面在反复的交通荷载作用下,沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而断裂。
非荷载型裂缝包括沥青面层缩裂和基层反射裂缝。前者是由于低温或温度骤变,沥青面层所产生的拉应力超过其在该温度时的抗拉强度所引起;后者是指半刚性基层先于沥青面层开裂,在荷载应力与温度应力的共同作用下,在基层开裂的面层底部产生应力集中而导致面层底部开裂,而后逐渐向上扩张而使裂缝贯穿。
2) 纵向裂缝
纵向裂缝的产生原因有两种可能性,一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬处未处理好,
在车辆荷载与大气因素作用下逐渐开裂;另一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起。
3) 网状裂缝
网状裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起,其原因可能是路面结构设计不合理,路基路面的压实度不足,路面材料配比不当或未拌和均匀等。也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,加剧了路面的破损。沥青在施工期间以及长期使用过程中的老化也是导致沥青面层形成网状裂缝的原因之一。
4）低温裂缝毕业论文
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http://www.751com.cn/、纤文、外掺剂与沥青加热混合拌制而成,矿料起骨架作用,外掺剂主要是抗剥离剂,纤文主要是增加内应力,沥青与填料(矿粉、水泥、消石灰粉)起胶结填充作用,冬季低温时沥青混合料产生体积收缩,在结构层内部产生温度应力,当气温聚降时温度应力来不及松弛,超过沥青混合料允许应力值时,沥青混合料就会被拉裂,导致路面裂缝造成破坏
1.1.2 车辙
车辙主要反映混合料抵抗荷载反复作用的能力及高温稳定性,沥青混合料具有粘、弹、塑性,承载能力随温度的变化而变化,除混合料自身因素外与荷载、温度、时间和速度的关系都很密切,温度升高,混合料变软,承受荷载反复作用下,一部分弹性变形不能恢复成为塑性变形,累积成为车辙或成为波纹和拥包
车辙起因于磨耗、材料松动、土基与基层的变形、并包括一定程度的压实作用的现象。这一现象对于沥青路面可以说是先天的,它与经常发生的龟裂现象相互对立。
车辙形成的原因有三种情况:
1) 失稳型车辙:是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下,其内部材料的流动产生横向位移而产生。通常发生在轮迹处。当沥青混合料的高温稳定性不足时,在外力作用下就会产生这种车辙。
2) 结构型车辙:是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成。这种变形主要由于路基变形传递到面层而产生。
3) 磨耗型车辙:由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下持续不断地损失形成。
1.1.3水害
主要是雨水和环境水的影响,沥青混合料长期受水侵蚀作用,促使沥青从集料表面剥离降低粘接强度,造成混合料松散被车轮带走,最终使路面形成坑槽而破坏
1.1.4老化
沥青混合料的老化主要是受水、紫外线、氧化等因素作用,使沥青混合料产生多种复杂的物理化学变化,使沥青逐渐变硬、发脆,最终导致沥青混合料产生裂纹裂缝而破坏。
1.1.5 疲劳
沥青混合料在行车荷载反复作用下,会逐渐失去一部分弹性,随着使用期的增长失去弹性的机率越高,同时矿料的位移在增大,紫外线的照射加速氧化,加上沥青混合料面层与半刚性基层的软硬差距,在车轮的反复冲击作用下逐渐产生疲劳
1.1.6 松散、剥落和坑槽
沥青路面的松散、剥落和坑槽是由于沥青从矿料表面脱落,在车辆的作用下沥青面层呈现松散状态,以致从路面剥落形成坑凹。产生松散、剥落和坑槽的原因主要是由于在水的作用下,沥青与矿料之间的粘附性较差,沥青从矿料表面剥离所致,是水损坏的主要表现。沥青混合料中,沥青和填料合称为胶结料,胶结料过多容易引起泛油,反之胶结料偏少,不能有效的将矿料粘结为一体,就会出现松散现象,泛油容易造成车辙,松散容易出现坑槽现象
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