高速公路路面早期损坏的原因分析与防治对策 第5页
016 以下。这比交通部《公路工程质量评定与验收标准》(JTJ - 2000) 规定的112 提高了近1 倍。在这种情况下, 有的施工单位担心重压会影响平整度而不用重型或振动压路机, 只用吨位轻的压路机进行碾压; 或者将沥青混合料开始碾压的温度降低, 碾压遍数也不够。这就出现了压实度不足的现象。
② 路面压实度的“超密”问题。目前, 由于施工使用的压实机械的吨位越来越重, 压实功能也越来越大,对路面的压实本来是非常有利的方面, 但由于现用的马歇尔试验击实次数的击实功能很可能与现有压实机械的压实功能不相匹配, 即标准击实功能小而压实功能大, 实际压实时容易超压而形成超密现象。这种超密情况本来是客观存在的, 且对路面是有利的。但有些工程管理部门规定超密是不容许的, 如果检测中出现压实度超密, 就是不合格。也就是说, 压实度合格的范围仅局限在98%～ 100% 之间, 在这种规定之下, 施工单位不敢过分碾压, 惟恐超密。只要刚达到压实度的最低要求即停止碾压, 这很容易造成压实度不足。其实, 为了保证耐久性, 这种路面还可以进一步给予压实。
5）混合料的离析问题
在拌和、运输和摊铺过程中, 沥青混合料的离析是造成沥青路面局部的早期损坏的重要原因。这个问题已引起了国际上的普遍重视。离析表现为混合料粗细集料和沥青含量的不均匀。粗集料集中的部位往往孔隙率过大, 沥青含量偏少, 这是加速出现水损害, 形成坑槽的原因。而且这些部位混合料拉伸强度低, 抗裂性能差, 抗疲劳能力低; 相反细集料集中的部位则往往沥青含量偏多, 孔隙率过小, 这将导致路面的永久变形,并出现泛油。这就是我们通常看到的在同一段沥青路面上同时出现水损害和泛油的情况。离析的原因是多方面的。主要表现在拌和质量控制不严, 混合料出场温度过高, 运输路程过长等。目前采用沥青混合料搅拌式运输车运送混合料, 或在摊铺之前再拌和的方法是值得提倡的。。
1.2.4 路面施工与养护管理方面的原因
1）路面施工原因
路面施工过程是关键环节,直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关连接层施工。
① 面层施工原因
a. 对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
b. 施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度等受到很大影响。
c. 沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。
②碾压温度过高,造成温度过高有两种原因:
a. 沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;
b. 沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限,如果碾压温度过高,混合料就压不实,即会出现推移,发生微裂。
③ 基层施工原因
基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系到面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题有:
a. 基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净,在雨水作用下,浮层细料变软被行车挤压形成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面。
b. 基层松铺系数(或基层标高) 控制不严而导致的二次补加层,由于二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,因而极易松散,进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。因此,建议此补加层用含油沥青混合料代替
c. 部分基层压实度不足的问题。
在最大干密度确定的情况下,基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关,当粗粒含量很大时,即使压实度超过100 % ,并不表示该基层已经密实。因此,要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数,确保基层达到规定的压实密度。
2) 养护管理及其他原因
①养护不及时
沥青路面在行车作用下出现小面积松散及个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治初期及时养护更为重要。
② 养护方法不当
有些养护人员在沥青混凝土路面上采取人工喷油(或洒布机喷油) 、人工撒料方法进行养护,结果破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够,用油量控制不严,造成泛油、推油、松散等病害。
③ 其他方面原因
a .未严格按基本建设程序办事,前期工作滞后,路面设计方案研究、试验不够。
b.未实行招标;一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工;监理有职无权,无法严格监理。不按施工技术规范要求施工,赶工期,搞献礼工程。
c.施工技术管理、质量管理不严。
沥青路面的早期破坏是指沥青路面在设计寿命期的前1/4至1/3期间, 所发生的过早的各种形式的路面破坏。一般早期破坏的现象有: 车辙、波浪、雍包、裂缝、松散等。据有关资料显示[4], 一些新建和改建的沥青路面使用不到一年就开始大面积破坏, 使用三五年就开始明显破坏, 特别是近年来随着公路事业的迅猛发展, 交通量迅速增长,载重车辆比例增加, 尤其是车辆超载现象严重, 致使一些路面使用质量和寿命达不到应有的设计水平。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。
1.2.5 路基方面的原因
调查发现,不少沥青路面的早期破坏与路基施工质量有关,包括路基填筑压实度不足、软弱地基处治不当和路基拓宽新旧路基结合面处理不当等引起的路堤不均匀沉降等都会导致路面的过早破坏。尤其是软土地基地段,过大的工后沉降往往是路面早期破坏的主要原因。
1.2.6 外部作用
1) 交通量大、重车多、超载现象严重。交通部试验结果表明,车辆在超载100 %时通过沥青路面1 次,相当于标准车辆通过256 次,载重10t的货车超载1 倍,对公路的破坏力相当于正常载重时的16 倍;超载2 倍,对公路的破坏力增加80倍。1 条设计使用15 年的公路,如果行驶车辆超载1 倍,其使用年限将缩短90 % ,只能使用1 年。交通量大、重车多、超载严重是路面产生结构性破坏的直接原因。路面的破坏是一个累积的过程,与作用荷载的强度有直接的关系,超载现象严重缩短了路面的使用年限。
2) 全球性气候变暖,特别是持续高温时间过长;
3) 水对路面结构的破坏。路面各种裂缝是水渗入路面结构的重要途径,雨水通过裂缝渗入两侧的路面结构层,特别是裂缝附近土基的含水量加大,甚至饱和。其结果是产生两种情况:
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