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1、2014/10/20 1 沥青路面维修与养护技术沥青路面维修与养护技术 长安大学长安大学张争奇张争奇 交流内容交流内容 1.沥青路面病害及其成因沥青路面病害及其成因 2.沥青路面病害维修与处治技术沥青路面病害维修与处治技术 3.沥青路面预防性养护技术沥青路面预防性养护技术-罩面罩面 第一讲第一讲：沥青路面常见病害现象沥青路面常见病害现象 及成因分析及成因分析 1.1.沥青路面常见病害现象及成因分析沥青路面常见病害现象及成因分析 沥青路面在交通荷载的作用下沥青路面在交通荷载的作用下，同时经受着持续变化的各种环境因素的综同时经受着持续变化的各种环境因素的综 合作用合作用，沥青混合料的材料性能随着时
2、间增长而逐步衰减沥青混合料的材料性能随着时间增长而逐步衰减，导致沥青路面导致沥青路面 使用性能逐渐降低使用性能逐渐降低，并出现并出现车辙车辙、裂缝以及水损害裂缝以及水损害等各种病害现象等各种病害现象。 1.1.沥青路面常见病害现象及成因分析沥青路面常见病害现象及成因分析 车辙车辙 松散松散 块裂块裂 我国沥青路面主要病害形式表现为我国沥青路面主要病害形式表现为车辙病害车辙病害、水损害和裂缝类水损害和裂缝类病害三大类病害三大类。 本章主要从以下四个方面分析上述三种病害现象本章主要从以下四个方面分析上述三种病害现象： 沥青路面病害的沥青路面病害的表现形式表现形式 病害对沥青路面的病害对沥青路面的危
3、害危害 沥青路面病害沥青路面病害成因成因 沥青路面沥青路面病害病害影响因素影响因素 1.1 1.1 沥青路面沥青路面车辙病害车辙病害 1998年通车的沈阳年通车的沈阳山海关高速公路山海关高速公路，2年后就出现了较严重车辙年后就出现了较严重车辙； 1999年年10月通车的北京月通车的北京秦皇岛高速公路秦皇岛高速公路，2000年年7月份就出现了断断续续的车辙月份就出现了断断续续的车辙； 在福建在福建，1997年年12月建成通车的某高速公路月建成通车的某高速公路，使用一年后部分路段即发现车辙现象使用一年后部分路段即发现车辙现象； 在广东在广东，2003年通车的某高速公路一年后也出现了明显的车辙年通车
4、的某高速公路一年后也出现了明显的车辙； 在河南在河南，2003年通车的郑少高速公路年通车的郑少高速公路，在通车不到半年就相继出现了车辙在通车不到半年就相继出现了车辙，在上坡路在上坡路 段最大车辙深度达段最大车辙深度达10cm. 2014/10/20 2 影响路面的平整度影响路面的平整度，导致行车舒适性降低导致行车舒适性降低； 使轮迹带沥青层使轮迹带沥青层厚度减薄厚度减薄，降低面层以及路面结构的整体降低面层以及路面结构的整体强度强度； 存在较大辙槽的路段存在较大辙槽的路段，车辆变向难以控制车辆变向难以控制； 雨天时路表排水不畅雨天时路表排水不畅，影响影响高速行车的安全高速行车的安全； 车辙病害难
5、处治车辙病害难处治。 车辙病害严重影响沥青路面的使用性能和使用寿命车辙病害严重影响沥青路面的使用性能和使用寿命 1.1 1.1 沥青路面车辙病害沥青路面车辙病害 1.1.1 1.1.1 车辙类型车辙类型 结构性结构性 车辙车辙 失稳性失稳性 车辙车辙 磨耗性磨耗性 车辙车辙 压密性压密性 车辙车辙 车辙类型车辙类型 沥青混合料面层施工压沥青混合料面层施工压 实不足实不足，在通车后混合在通车后混合 料继续被压密并逐渐趋料继续被压密并逐渐趋 于稳定而形成于稳定而形成 基层或路基软弱基层或路基软弱，各各 结构层发生永久变形结构层发生永久变形 沥青混合料抗剪切能力沥青混合料抗剪切能力 不足不足，沥青层
6、内发生剪沥青层内发生剪 切流动变形切流动变形 汽车轮胎磨耗汽车轮胎磨耗，表面表面 颗粒逐渐散失而形成颗粒逐渐散失而形成 1.1.2 1.1.2 车辙形成机理车辙形成机理 1962年美国年美国AASHO试验路研究期间试验路研究期间，Hofstra提提 出的报告认为产生车辙的出的报告认为产生车辙的主要原因是剪切应力主要原因是剪切应力 1987年年Eisenman的报告指出的报告指出，车辙表现出轮胎车辙表现出轮胎 下方的下方的下沉下沉以及同时出现的以及同时出现的两侧的隆起两侧的隆起，是压密是压密 变形和流动变形的综合作用引起的变形和流动变形的综合作用引起的。 1.1.2 1.1.2 车辙形成过程车辙
7、形成过程 路面开放交通后持续压密路面开放交通后持续压密 沥青混合料在高温条件下剪切流动沥青混合料在高温条件下剪切流动 矿质骨料重新排列矿质骨料重新排列 矿质骨料结构破坏矿质骨料结构破坏 1.1.2 1.1.2 车辙影响因素车辙影响因素 沥青混合料的组成成分沥青混合料的组成成分、组组 成结构成结构、交通荷载交通荷载、沥青路沥青路 面结构以及气候等因素都会面结构以及气候等因素都会 影响沥青路面车辙的形成和影响沥青路面车辙的形成和 发展发展，影响沥青路面车辙的影响沥青路面车辙的 因素主要有因素主要有： 1.1.3 1.1.3 车辙认识上的一些误区车辙认识上的一些误区 沥青层越厚沥青层越厚，车辙深度越
8、大车辙深度越大？ 美国的罗杰斯等人对美国道路性能进行调查美国的罗杰斯等人对美国道路性能进行调查，发发 现全厚式沥青路面的车辙深度的平均值为现全厚式沥青路面的车辙深度的平均值为4.6mm4.6mm， 并不比薄层沥青路面大并不比薄层沥青路面大； 英国英国TRLTRL研究认为研究认为，薄沥青层路面更易发生车辙薄沥青层路面更易发生车辙, , 当沥青层厚当沥青层厚180mm180mm时时, ,车辙深度较大车辙深度较大; ; 当沥青层厚当沥青层厚180mm180mm时时, ,车辙深度出现突变车辙深度出现突变, ,比前者比前者 小小2 2个数量级个数量级； 此外此外,Nunn,Nunn等人对沥青混凝土层厚度
9、超过等人对沥青混凝土层厚度超过200mm200mm的的 路面车辙进行分析路面车辙进行分析, ,发现厚沥青层路面车辙仅限于发现厚沥青层路面车辙仅限于 表面层几厘米内表面层几厘米内, ,即没有出现结构性的永久变形即没有出现结构性的永久变形。 2014/10/20 3 1.1.3 1.1.3 车辙认识上的一些误区车辙认识上的一些误区 柔性基层沥青路面车辙深度大柔性基层沥青路面车辙深度大？ 本世纪初重庆公路科研所利用室内环道设备对三种不同路面结构进行了加速本世纪初重庆公路科研所利用室内环道设备对三种不同路面结构进行了加速 加载试验加载试验，结果表明无论是半刚性基层还是柔性基层车辙变形结果表明无论是半刚
10、性基层还是柔性基层车辙变形主要局限于沥主要局限于沥 青层内青层内，并且柔性基层路面的永久变形略小于半刚性基层路面并且柔性基层路面的永久变形略小于半刚性基层路面。 0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 A方案B方案C方案 变形量(mm) 沥青层 水稳碎石或级 配碎石基层 土基 车辙变形主要产生在中面层车辙变形主要产生在中面层？ 调研表明调研表明, ,不同路段的路面车辙变形主要来源不不同路段的路面车辙变形主要来源不 同同，有的路段源自上面层过量的变形有的路段源自上面层过量的变形，有的源有的源 自中面层自中面层，也有路段是由于下面层混合料的抗也有路段是由于下面层混合料的抗 变形能力不
11、足引起变形能力不足引起。 1.1.3 1.1.3 车辙认识上的一些误区车辙认识上的一些误区 1.2 1.2 沥青路面水损害沥青路面水损害 水损害是我国许多高速公路沥青路面的主要损害形式水损害是我国许多高速公路沥青路面的主要损害形式，尤其是多雨尤其是多雨 潮湿地区的高速公路尤为严重潮湿地区的高速公路尤为严重。水损害主要表现为路面出现水损害主要表现为路面出现松散松散、坑槽坑槽、 辙槽辙槽、唧浆唧浆、沉陷沉陷等病害形式等病害形式，使路面平整度明显变差使路面平整度明显变差，路面使用质量路面使用质量 和服务水平显著降低和服务水平显著降低。 网裂网裂 麻面麻面 沉沉陷陷 唧浆唧浆 1.2.1 1.2.1
12、水损害的类型水损害的类型 中央分隔带渗水引起的水损害中央分隔带渗水引起的水损害 当路基填土为砂性土时当路基填土为砂性土时，透水性较大透水性较大 ，自然降水和用于浇灌绿化植物的水容易自然降水和用于浇灌绿化植物的水容易 自自中央分隔带路面结构层间渗入路面内部中央分隔带路面结构层间渗入路面内部 而引起沉陷而引起沉陷、龟裂等水损害现象龟裂等水损害现象 路表积水引起的水损害路表积水引起的水损害 水分水分对混合料长时间浸蚀导致矿料对混合料长时间浸蚀导致矿料 颗粒颗粒剥落剥落、松散松散、坑槽坑槽等等； 路面积水可能通过路面空隙路面积水可能通过路面空隙、路面路面 裂缝或破损处渗入路面结构当中而导致裂缝或破损处
13、渗入路面结构当中而导致 路面的水损害路面的水损害。 自然降水引起的水损害自然降水引起的水损害 水损害的程度和速度与公路沿线的降水损害的程度和速度与公路沿线的降 水量大小有密切关系水量大小有密切关系。 在其它条件相同的情况下在其它条件相同的情况下，多雨地区多雨地区 沥青路面水损害要比半干旱地区沥青路面水损害要比半干旱地区、干旱地干旱地 区严重得多区严重得多。 水损害水损害水损害水损害 2 2 1 1 3 3 4 4 挖方路段地下水引起的水损害挖方路段地下水引起的水损害 挖方路段挖方路段，路基两侧地下水水位较路基两侧地下水水位较 高高，岩层裂隙水及毛细水自下而上渗入岩层裂隙水及毛细水自下而上渗入
14、路面结构内部路面结构内部； 挖方路段的水损害比填方路段严重挖方路段的水损害比填方路段严重 许多许多，唧浆位置在挖方段与填方段交界唧浆位置在挖方段与填方段交界 处处，且接近纵坡的起坡点附近且接近纵坡的起坡点附近。 1.2.2 1.2.2 水损害的表现形式水损害的表现形式（1 1）麻面麻面、松散松散 沥青混合料在水分的浸湿作用沥青混合料在水分的浸湿作用 下细集料或下细集料或部分粗集料散失部分粗集料散失造成的造成的 路面病害路面病害，主要原因与采用了酸性主要原因与采用了酸性 集料或集料中的含尘量过大造成的集料或集料中的含尘量过大造成的 沥青沥青集料粘附性不足集料粘附性不足有关有关 麻面麻面 水分浸入
15、到沥青与集料的界面水分浸入到沥青与集料的界面， 使得使得沥青和集料之间的粘结力和粘沥青和集料之间的粘结力和粘 附附作用下降甚至完全丧失作用下降甚至完全丧失，导致强导致强 度急剧下降甚至完全丧失度急剧下降甚至完全丧失，混合料混合料 中的碎石成松散状中的碎石成松散状 松散松散 1.2.2 1.2.2 水损害的表现形式水损害的表现形式（2 2）坑洞坑洞、辙槽辙槽 坑洞是水损害的主要形式坑洞是水损害的主要形式，表表 现为集料局部脱落或基层和面层的现为集料局部脱落或基层和面层的 集料集料局部脱落而出现的路面洞穴局部脱落而出现的路面洞穴。 沥青路面坑洞引起行车颠簸沥青路面坑洞引起行车颠簸、振动振动， 影响
16、路面的功能性和安全性影响路面的功能性和安全性。 坑洞坑洞 自由水使沥青和集料的粘附性自由水使沥青和集料的粘附性 减弱减弱，粗集料表面的沥青膜逐渐剥粗集料表面的沥青膜逐渐剥 落落，使沥青混合料的强度逐渐丧失使沥青混合料的强度逐渐丧失。 在行车轮迹下松散的沥青混合料挤在行车轮迹下松散的沥青混合料挤 向两侧向两侧，形成辙槽形成辙槽 辙槽辙槽 2014/10/20 4 1.2.2 1.2.2 水损害的表现形式水损害的表现形式（3 3）唧浆唧浆、网裂网裂 在在动水压力动水压力的冲刷作用下的冲刷作用下，基基 层表面的粉质部分如水泥层表面的粉质部分如水泥、石灰石灰、 粉煤灰及土质变成为稀浆粉煤灰及土质变成为稀浆，在荷载
