半剛性基層瀝青路面病害分析及防治

王鳳民

隨著當(dāng)代中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,運輸業(yè)已經(jīng)成了國民經(jīng)濟不可缺少的組成部分,隨之而來的是我國的高等級公路技術(shù)的快速騰飛。目前,我國瀝青路面的主要的結(jié)構(gòu)形式是半剛性基層瀝青路面,半剛性基層瀝青路面的平整性好、強度大、行車平穩(wěn)、穩(wěn)定性好、噪音低等突出特點使其成為幾乎所有公路的結(jié)構(gòu)形式。據(jù)統(tǒng)計,在國內(nèi)的高等級公路中,半剛性基層瀝青路面的比例高達90%以上,在以后的高等級公路建設(shè)中半剛性基層瀝青路面仍將是占主導(dǎo)的路面結(jié)構(gòu)形式。然而,早期的瀝青路面基層的厚度普遍較薄,且近年來由于車輛超載的情況日益嚴重,瀝青路面開始出現(xiàn)一系列的病害問題,而經(jīng)濟發(fā)展則對公路的養(yǎng)護提出了更高的要求。基于以上矛盾,本文首先通過認識半剛性基層瀝青路面的基本特性,然后分析研究造成公路破壞的原因, 進而提出此結(jié)構(gòu)路面合理且經(jīng)濟的維修方案,并且提高維修質(zhì)量,為其科學(xué)且經(jīng)濟的合理養(yǎng)護提供依據(jù)。

1半剛性基層瀝青路面的特性

半剛性基層的主要類型分為:煤灰穩(wěn)定粒料、石灰粉以及水泥穩(wěn)定粒料三種。其中,水泥穩(wěn)定砂礫是目前國內(nèi)半剛性基層使用最為廣泛材料,在國外一般稱其為水泥處理層。

半剛性基層具有很多優(yōu)良的特性。首先,整體強度較一般材料高,并且還有抗彎拉的特性,這使瀝得青路面具優(yōu)良的承載能力;其次,該材料對低溫的適應(yīng)能力強,能夠在高寒地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用而不出現(xiàn)凍融翻漿;另外,該材料易取易得,降低了公路的修建成本,為普遍使用奠定了經(jīng)濟基礎(chǔ)。

然而,在國內(nèi),半剛性路面設(shè)計理論與國外相比還有差距,并且各地的施工水平的差異造成了公路質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的參差不齊,若路面基層不夠厚,就會在使用過程中出現(xiàn)路面裂縫等病害,加速其破壞,影響公路的使用性能。

2半剛性基層瀝青路面損壞體現(xiàn)以及原因

目前,我國修建的瀝青路面通常采用的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計是強基薄面,理論上來講,此種結(jié)構(gòu)的路面具有很強的整體抗壓能力,按照當(dāng)前的交通負荷量,短時間內(nèi)不易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞。然而,由于各地的施工水平不同,加上環(huán)境溫度變化和水損害等因素的出現(xiàn),我國半剛性基層瀝青路面很多病害問題,致使其承載能力顯著下降?？偟膩碚f,目前出現(xiàn)的病害問題主要可以總結(jié)為以下兩類:結(jié)構(gòu)性破壞和非結(jié)構(gòu)性破壞。其中結(jié)構(gòu)性破壞又可細分為翻漿、龜裂和結(jié)構(gòu)性轍槽。非結(jié)構(gòu)性破壞分為裂縫和變形。下面就其中的幾種常見的病害問題的體現(xiàn)及原因進行深入的分析解剖。

2.1 龜裂

半剛性基層瀝青路面龜裂現(xiàn)象一般表現(xiàn)為路面被一些相互小錯的小裂縫分割成外表似龜紋小塊,這些裂縫的寬度一般在3mm以上10cm以內(nèi)。龜裂可以歸結(jié)為局部網(wǎng)裂的延續(xù),當(dāng)路面由于整體強度不足而在大負荷行車的情況下出現(xiàn)疲勞裂縫時,這些裂縫并未得到及時護養(yǎng),在雨天行車時,路面上高速行駛的輪胎會產(chǎn)生很強的“泵吸”作用,雨水滲入基層而導(dǎo)致其材料損失,長此以往,逐漸使裂縫加劇,最終造成了龜裂。龜裂對交通的安全性影響很大,必須得到充分的重視。

2.2 車轍

半剛性基層路面的瀝青混合料屬于彈塑性材料,當(dāng)路面的荷載較高,氣候溫度較高時,兩者的共同作用會致使瀝青路面在沿車輪軌跡的方向產(chǎn)生變形,即縱向帶狀的轍槽,稱為車轍。由于瀝青材料的特殊性,使得車轍成為該路面特有的病害。目前,車轍已經(jīng)成為我國公路運輸中比較嚴重的病害。一旦出現(xiàn)較為嚴重的車轍,我們只能銑刨后重鋪瀝青面層。

2.3 裂縫

在瀝青路面的使用過程中由于負荷氣候等問題容易出現(xiàn)各種類型的的裂縫,較小的裂縫基本上對路面的使用功能不會產(chǎn)生很大影響,但是若不及時給予重視,就會使裂縫加劇,最終導(dǎo)致路面的使用壽命縮短。

常見的裂縫形式有以下幾種。

(1)橫向裂縫。橫向裂縫與道路的中線垂直,一般能夠貫穿路面,深度較大,可以貫通整個結(jié)構(gòu)層。

(2)縱向裂縫。相比橫向裂縫而言,縱向裂縫數(shù)量較少,他與道路的中線大致呈平行狀態(tài)。多出現(xiàn)在舊路加寬的結(jié)合部位,新舊路面的交錯等部位,且長度較長。

(3)塊狀裂縫。塊狀裂縫的外形與龜裂相似,形狀不規(guī)則。路面材料受到氣候溫度的變化而發(fā)生熱脹冷縮時常常會產(chǎn)生塊狀裂縫,在某些情況下,橫縱裂縫的交錯也可能引起塊狀裂縫。

引起半剛性基層瀝青路面病害產(chǎn)生的原因主要有幾點。

(1)從半剛性基層瀝青路面的材料方面來說,其基層中材料的顆粒較細,粗集料較少,且該材料具有熱脹冷縮的性質(zhì),當(dāng)溫度的變化范圍超出材料的拉力范圍時,路面容易受到溫度的影響而產(chǎn)生裂縫。目前,半剛性路面的施工工程中較多采用的是砂礫,且砂礫的配級缺少嚴格的控制,為提高路面的強度,在施工時傾向于提高水泥的含量,這雖然提高了路面的強度,但也使路面變脆,造成裂縫。

(2)瀝青路面的基層厚度較薄,容易引起反射裂縫。一般來說,當(dāng)瀝青路面基層厚度大于18cm時,將能有效地緩解路面的裂縫情況。

(3)施工質(zhì)量。施工碾壓時的壓實度以及護養(yǎng)情況都會影響裂縫的產(chǎn)生。

3如何防治半剛性基層瀝青路面的損壞

半剛性基層瀝青路面病害主要是由組成材料,施工質(zhì)量,層厚度等原因引起的,我們就針對以上幾點原因提出防止半剛性基層瀝青路面損壞護養(yǎng)的幾點措施。

3.1 做好交通管制工作

在半剛性基層末達到強度時,由于施工車輛及過往車輛荷載的作用而造成非結(jié)構(gòu)性破壞的產(chǎn)生,應(yīng)在施工時合理的進行交通管制組織設(shè)計。

3.2 提高施工質(zhì)量

在碾壓過程中,嚴格按照施工技術(shù)規(guī)范進行,保證路面的平整度。

3.3 嚴格控制施工材料

通過篩分試驗確定合理的材料級配,控制材料含水量。集料最好選

用性能優(yōu)良的材料,比如表面粗糙,堅硬,耐磨等。

3.4 適當(dāng)增加半剛性基層的厚度

加厚半剛性基層厚度能夠提高道路的荷載能力,從而減小車輛造成的裂縫進一步反射到瀝青面層。而且較厚的半剛性基層還能夠減緩溫度的變化造成的龜裂等病害。一般來說,半剛性基層厚度在30cm～40cm。

4結(jié)語

隨著我國公路運輸業(yè)的不斷發(fā)展,如何能夠延長公路的使用壽命,提高其使用安全性,進而促進運輸業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,已經(jīng)提上了日程。通過對半剛性基層瀝青路面主要病害的分析,我們提出了相應(yīng)的養(yǎng)護措施,希望能夠為公路養(yǎng)護維護方案的選擇工作提供幫助。

參考文獻

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