摘要:瀝青路面的損壞所表現出的形式和特征是多種多樣的:有行車荷載因素,也有環境因素,如溫度變化、濕度變化和冰凍作用等。本文將探討一些常見的病害及其原因和防治措施。
關鍵詞:瀝青路面;病害;原因分析
1 瀝青路面常見病害
瀝青路面的病害形式可分為裂縫類、松散類、變形類及其他類,以下為幾種常見的病害情況:
1.1 瀝青路面的裂縫
瀝青路面的裂縫包括:橫向裂縫:這種裂縫與路面中線近于垂直,裂縫起初大多出現于路面兩側的硬路肩,逐漸發展而貫通全路幅,貫通的裂縫沿路面大致呈均勻分布;縱向裂縫,大多在半填半挖路基或路面加寬處產生,產生的主要原因是路基壓實度不足,出現不均勻沉降;龜裂,相互交錯的疲勞裂縫,形成一系列多邊形小塊組成的網狀開裂。
1.2 瀝青路面的車轍
瀝青路面表面沿輪跡的縱向凹陷,是瀝青路面特有的一種損壞現象,是在與時間有關的荷載因素和氣候因素共同作用下,輪跡帶逐漸產生下洼形變并形成兩條縱向的凹槽。車轍的深度常以輪跡帶外側凸起部分的峰頂到槽的谷底的距離表示。
1.3 瀝青路面的松散
集料和瀝青逐漸脫開并散失。松散可能出現在整個路面表面,也可能在局部區域出現。
1.4 瀝青路面的水損害
指瀝青路面在存在水分的條件下,經受交通荷載和溫度漲縮的反復作用,水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,瀝青膜漸漸地從集料表面剝離,并導致集料之間的粘結力喪失而發生的路面破壞過程。
1.5 凍脹和翻漿
由于冰凍的作用,路基上層積聚的水分引起路面脹起并開裂,春融時在行車的作用下產生翻漿。路基的翻漿必然會導致路面的破壞。
1.6 瀝青路面的沉陷
路面出現沉陷主要是由于路基變形引起,路基壓實度不足,路基強度和路面承載力差。
2 瀝青路面常見病害原因分析及預防措施
2.1 瀝青路面裂縫
瀝青路面建成后,都會產生各種形式的裂縫。并且隨著表面雨水的侵入,導致路面強度下降,在大量行車荷載作用下,使瀝青路面產生結構性破壞。就其開裂的主要原因而論,可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫。
非荷載型裂縫,即不是由行車荷載引起的裂縫,主要是溫度裂縫。溫度裂縫主要表現為橫向裂縫,在冬季氣溫驟降時,瀝青混合料的應力松弛趕不上溫度應力的增長,同時勁度急劇增大,超過混合料的極限強度或極限拉伸應變,便會產生開裂。
非荷載型裂縫的另一種類型是縱向裂縫,縱向裂縫主要是由于路基不均勻沉降引起的。還有一種原因就是在冰凍地區的瀝青路面上,由于路基凍脹引起的裂縫。
荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產生的裂縫。龜裂、網裂均屬這種類型。龜裂是由于路面結構的強度不足而產生的。另外,基層排水不良,低溫時瀝青混合料變硬或變脆,也可能造成龜裂。
2.2 瀝青路面水損害
瀝青路面的水損害是指瀝青路面在存在水分的條件下,經受交通荷載和溫度脹縮的反復作用,一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時由于水動力的作用瀝青膜漸漸地從集料表面剝離,并導致集料之間的粘結力喪失而發生的路面破壞過程。水損害一般發生在雨季,破壞之前一般先有小塊的網裂等。
2.3 凍脹和翻漿
瀝青路面產生凍脹和翻漿主要是在凍融時期,道路翻漿是多種因素綜合作用的結果。這些因素主要指水、土質、溫度、路面和行車荷載五個主要因素。其中水、土、溫度構成翻漿的三個自然因素,缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。
2.4 瀝青路面的沉陷
在一些高填方和半填半挖路段,碾壓機械很難達到需要壓實的位置而使填方路堤的下部無法壓實,導致沉陷,有些橋梁橋臺的后部填土壓實不夠,導致橋頭跳車現象。地基在其上路堤和路面恒載長期作用下逐漸產生沉降,主要是地基內部各個不同土層在其上恒載長期作用逐漸產生的固結變形。為了減少橋頭填土沉降,在橋臺臺背填土采用石灰土或水泥土。
2.5 瀝青路面的表面功能衰減
瀝青路面的表面層直接承受車輛行走,它經受車輪對它的撞擊、磨耗,所以,瀝青面層應具有良好的抗滑性能和優良的平整度。使瀝青路面抗滑性能迅速下降的原因主要有:
瀝青標號過大,瀝青用量過多,路面漸漸泛油,構造深度下降,甚至變成光滑的油面;粗集料不耐磨,迅速磨光。
2.6 橋面鋪裝的破壞
橋面瀝青混凝土與橋面水泥混凝土鋪裝逐漸脫開,路面材料在車輪的反復作用下松散脫落,產生脫落的主要原因是,水泥混凝土橋面的平整度不好,使局部瀝青混凝土鋪裝層過薄難以抵抗車輪水平力的作用逐漸剝落形成坑洞。橋面瀝青混凝土鋪裝損壞,其原因如下:
橋面清理不干凈,橋面瀝青混凝土鋪裝層與水泥混凝土橋面間有泥土等雜物隔離層,粘結油撒布數量不足或被施工車輛帶走,使瀝青混凝土鋪裝層與橋面不能粘結成一個連續的整體結構,在行車荷載的作用下瀝青混凝土產生剪切變形。
瀝青混凝土鋪裝過薄,結構強度不足以承受重荷載的反復作用,在輪跡帶處出現網狀裂縫,水沿裂縫進入路面中,加劇了網裂的擴展破壞。
防水層抗滲能力、抗剪強度不足。
防止橋面瀝青混凝土鋪裝層損壞的措施如下:橋面應嚴格控制標高和縱、橫向平整度,以保證瀝青混凝土面層均勻的鋪裝厚度;提高橋面水泥混凝土鋪裝層的抗滲、抗腐蝕和抗凍融性能。應對水泥混凝土鋪裝層明確提出抗滲和抗凍融指標,并摻入適量的抗鹽腐蝕劑;水泥鋪裝層上設防水層;采取措施解決原材料質量和顆粒組成變易性大的問題,提高瀝青混凝土的均勻性。加強施工管理,消除拌和、運輸和現場攤鋪中的集料離析。
結論
本文結合本人的工作經歷,總結了瀝青路面常見的病害,即裂縫類、松散類、變形類等,并且針對具體類型的裂縫、水損害、凍脹和翻漿、沉陷、表面功能衰減,并且重點介紹了橋面鋪裝的破換與防治措施等,這些經驗總結對以后的公路工程實踐應比較有意義。
參考文獻
[1]曹克平,王樹行.瀝青路面裂縫的機理及其防治對策,國外公路,1998(5).
[2]張西農.路面裂縫的修補技術及其設備,筑路機械與施工機械化,1996(5).
[3]吳贛昌著.半剛性路面的溫度應力分析,北京:科學出版社,1995.10.
作者簡介:鄭教弄:本科,畢業于北京交通大學土木工程專業(公路與橋梁)。