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1、我国高速公路沥青路面 损坏类型及原因分析 沙迪 王文聪 祝捷 孙重静 黄云飞 王施 凯 颜思寒 韩宇 季松平 张怡然 于淼 卢洁 庞钰琪 陈俊晶 赵灵吟 金菁 小组成员 课题研究背景 随着我国经济的快速发展 交通领域面临 的压力也越来越大 公路运输交通量的快速增 长 超载超限车辆的增多 等等 都对公路的 使用状况提出了更高的要求 但是 仍然沿用传统建设方法的沥青公路在这一现 状下却出现了各种各样的损害及问题 因此 对沥 青路面的损害类型及原因进行研究 并采取有效措 施进行防治 对提升公路服务质量 构建畅通 快 捷 安全 舒适的公路交通条件 具有重要意义 损坏类型分类 按照损坏出现时间 损坏时间
2、分类 出现损坏时间 年主要损坏类型 初期损坏 5 新型泛油 新型泛 浆 新型沉陷等 早期损坏5 10 各类裂缝 变形 表面损坏等 正常损坏 10 各类裂缝 变形 表面损坏 坑槽 冻胀与翻浆等 损坏类型分析及防治措施 一 初期损坏 新型泛油 新型泛浆 新型沉陷 损坏类型分析及防治措施 一 初期损坏 1 新型泛油 形式 点状油斑由小到大发展 沿整条轮迹带分布的带状油斑 等级 轻度 中度 高度 原因 沥青混合料的水温性不足 路面的二次压密 防治措施 改变落后施工观念 重点把好技术关 规范化施工 注重沥青路面的压实 根据沥青混凝土面层中各层孔隙率的不同 制定对 沥青与集料的粘附性要求 损坏类型分析及防
3、治措施 2 新型泛浆 指强大的有压水通过沥青层的空隙 穿透 结构完整的沥青面层 基层顶面的浆液通过相 同途径被挤压到路表面 泛浆的可能范围是沥 青路面的所有透水处 原因 沥青面层透水 路面结构内部排水不畅 导致长期滞留 在基层顶面 形成灰浆 被挤压到路表 防治 做好路基排水 提高路基填土高度 设置隔离层 换土 注意路槽排水 加强路面结构 加强防护层 铺设隔温层等 损坏类型分析及防治措施 3 新型沉陷 指基层结合料被不断溶蚀 并被挤压到路表 面 造成基层顶面不断脱空 沥青面层随着基层 材料的流失而沉陷 常与泛浆现象同步发生 原因 沥青层面的空隙率过大导致的面层透水和 行车荷载的反复作用 防治 仅
4、由于面层不均匀造成的沉陷 可对沉陷部分拉毛 扫 净 撒粘层沥青后把沉陷部分填起来至与原地面平齐 因土基或基层结构遭破坏而引起的沉陷 应先将土基和 基层修补好后 再修复面层 因路基沉陷导致路面严重损坏 矿料已经松动 脱落形 成坑槽的 应按照坑槽的修补方法进行处治 损坏类型分析及防治措施 二 早期损坏 1 裂缝 1 横向裂缝 由于地基或填土路基纵向不均匀沉降或由于沥青混合 料摊铺时横向接缝处理不当 会产生横向裂缝并伴有 错台现象出现 裂缝的分类 2 纵向裂缝 产生原因一般为路基加宽处理不当或不良地质沉降所 致 个别为沥青混合料摊铺时 由于纵向接缝处理不 密实 造成路面早期渗水 在行车作用下会在纵向
5、接 缝处形成纵向裂缝 损坏类型分析及防治措施 横向裂缝纵向裂缝 损坏类型分析及防治措施 3 龟裂 路面受交通荷载作用 其变形和挠度过大 在沥青路面的柔性不够及在重载车辆的 反复碾压下 由于路面材料的疲劳而形成 的一种裂缝 也称疲劳裂缝 4 块裂 由于铺设沥青路面的沥青混合料采用了大量 的低针人度沥青和亲水性集料 或沥青发生 老化去其弹性 在交通荷载作用下导致裂缝 或由于在低温作用下沥青混凝土产生缩 裂 损坏类型分析及防治措施 5 反射裂缝 在沥青面层铺设处理不当导致沥青面层产生 与基层裂缝相似的裂缝 另外 在新建的半 刚性沥青路面上 半刚性基层受天长日久的 温度变化引起的温度裂缝 也向路表面扩
6、 展 延伸 并穿透整个面层 形成下宽上窄 的裂缝 6 滑移裂缝 由于沥青路面表面层与底面层或面层与基层的粘结 性不好 同时面层又受到较大的水平外力时无法有 效的传递给底层 而使表面单独承受 造成路表面 被的撕裂破坏 损坏类型分析及防治措施 反射裂缝龟裂 损坏类型分析及防治措施 裂缝的产生原因 路面疲劳 路面结构的收缩变形 路基变形 路面结构设计不合理或路面结构施工不当 老化和环境因素 材料因素沥青的品种和质量 损坏类型分析及防治措施 裂缝的防治 合理组织施工 摊铺作用连续进行 减少 冷接缝 原材料质量和混合料质量严格按 沥青路 面施工及验收规范 的要求进行选择 拌 制和施工 路面结构设计应做好
7、交通量调查和预测工 作 使路面结构组合与总体强度满足设计 作用期限内交通荷载要求 重视施工后的路面养护 损坏类型分析及防治措施 2 变形 1 车辙 车辙的分类 磨损型车辙 结构型车辙 失稳型车辙 压密性型车辙 损坏类型分析及防治措施 预防轻微车辙发展的措施 当夏季高温到来之时 对路面进行洒 水降温 以减轻高温造成的车辙损害 在高温出现时段采取交通控制的方式 减少车辙的出现 治理超限载的车辆 较少路面的负荷 采用微表处填补技术 铣刨加铺技术 等新兴技术治理车辙病害 损坏类型分析及防治措施 2 沉陷 产生原因 软土地基不均匀沉陷导致沥青路面沉陷 路基压实度不够导致沥青路面沉陷 防治措施 从设计方面
8、考虑 在设计图中 除明确专 业管线的性能指标 合格标准外 还应明 确回填土的质量标准 从建设单位考虑 应监督好各道工序的质量 并尽可能地提前软土地基路段的施工时间 尤 其是桥台地段的施工时间 争取更长的预压时 间 以减少软基工后沉降量 损坏类型分析及防治措施 3 波浪 波浪是路面表面沿纵向形成成片的有规则的凸 凹起伏的一种变形 特征包括路表面出现轻微 连续的接近等距离 的起伏状 形似洗衣搓板和路面出现局部隆 起 按波峰大小应分为轻 中 重三类 损坏类型分析及防治措施 波浪成因 机械作用 自然因素 施工过程不当 损坏类型分析及防治措施 波浪的防治 对于轻微波浪 可在高温季节路面发 软时 利用重型
9、压路机沿与路中心线 成45 角的方向反复进行碾压 以适 当改善路面的平整度 波峰与波谷高差起伏较大时 应对突 出部分进行铣刨削平 然后扫匀 找 平 并压实 严重的 大面积波浪或搓板 应将面 层全部挖除 然后重铺面层 利用松散保护层和水来养护路面 以 防出现波浪 损坏类型分析及防治措施 3 表面损坏 1 抗滑性能衰减 泛油表面磨光 损坏类型分析及防治措施 A 泛油 路表水侵入面层内部并长期滞留在 沥青层底部 在行车荷载的反复作 用和动压水冲刷下 集料表面的沥 青膜剥落成为自由沥青 并在水的 作用下被迫向上部迁移的现象 按其成因不同可分为以下几类 空隙率过小型 压密型 动水作用型 损坏类型分析及防
10、治措施 泛油的防治 针对空隙率过小型泛油 应从施工方 面严格把好质量关 针对压密型泛油 可适当提高压实度 标准 并对碾压工艺进行过程控制 针对动水作用型泛油 应在混合料设 计上对不同空隙率的混合料使用不同 的粘附性标准 根据沥青混凝土面层 中各层孔隙率的不同制定沥青与集料 的粘附性要求 损坏类型分析及防治措施 B 表面磨光 指路表外露的集料颗粒在形象和轮 胎的摩擦作用下表面逐渐变光滑的 现象 主要原因 集料的硬度和耐 磨性差 表面磨光的防治 磨光值越高的石料 在轮胎的长期作用下 越能长时间保持其粗糙的微观构造 路面的 抗滑能力也就越好 所以 选用磨光值大的 石料铺筑沥青面层是提高路面抗滑性能的
11、主 要措施之一 应用新兴抗滑技术减轻表面磨光造成的危 害 损坏类型分析及防治措施 2 水损坏 A 松散与剥落 所谓沥青路面松散 是指沥青路面粗细集 料散失 路面结合料失去粘结力 而在沥 青路面表面形成的脱皮 麻面 露骨 表 面剥落 有小坑洞等现象 所谓沥青路面剥落 是指沥青从矿料表面 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 损坏类型分析及防治措施 松散 剥落 损坏类型分析及防治措施 松散剥落的原因 主要是由于沥青与矿料之间的粘附性较差 在 水或冰冻的作用下 沥青从矿料表面剥离所 致 产生此现象的原因可能为路面排水不合适 压实度不够 集料表面有灰尘 集料表面质 地光滑
12、 不够粗糙 沥青混合料的设计 生 产 摊铺质量不够合理等 松散剥落的防治 采用优质沥青材料和矿料 防止沥青产生料质性病害 严格控制沥青面层的施工匀质性 防止沥青面层发生 局部施工质量性病害 提高沥青面层施工过程中的压实度控制标准 合理设置中央分隔带和路肩的防 排水设施 损坏类型分析及防治措施 松散与剥落的治理 损坏类型分析及防治措施 B 泛浆与唧浆 泛浆现象 漂浮的水泥粒子在沉降的同 时 类似于压密现象中的体积减少 即过剩 空隙水压的消散过程 唧浆 在路面裂缝处 外界水可以不断地 渗入并积存于基层顶面 此处的基层结合 料被侵入的水溶解成泥浆 在行车荷载的 反复挤压下 泥浆从裂缝中被挤压而出的
13、现象 损坏类型分析及防治措施 唧浆 损坏类型分析及防治措施 产生原因 皆因水侵入基层 并使基层的泥浆被挤压至路面 唧浆现象泛浆现象 水侵入途径是路面上已 有的裂缝 范围仅限于 裂缝的周围 水侵入途径是通过空隙 穿透完好的沥青面层 范围是所有沥青面层透 水处 但二者也有区别如下 损坏类型分析及防治措施 泛浆与唧浆的防治 加铺沥青石屑上封层 喷洒乳化沥青 局部基层补强处理 加铺一层面层 损坏类型分析及防治措施 三 正常损坏 1 坑槽 在长期荷载作用下 路面破坏而形成的坑 洼 沥青路面的坑槽往往都有一个形成过程 起初是出现局部的龟裂松散 在行车荷载 和雨水等自然因素综合作用下进而逐步形成 的坑槽 按
14、其形成原因的不同可分为 压实不足型坑 槽 厚度不足型坑槽 水损坏型坑槽 其中 水损害引起的坑槽是沥青混凝土路面 破坏中最常见的病害 损坏类型分析及防治措施 坑槽 坑槽的维修 损坏类型分析及防治措施 坑槽修补方法 常规法修补 圆洞方补 斜洞正补 热补法修补 采用热修补养护车 用加 热板加热坑槽处的路面 翻松被加热软 化铺装层 喷洒乳化沥青 加入新的沥 青混合料 然后搅拌摊铺 压路机压实 成型 深层挖补式坑槽修补 应先处治基层 再修复路面面层 喷射式坑槽修补 坑槽机械化修补的新 工艺 目前美国已广泛应用 利用高强 空气流实现坑槽内部的清洁 利用喷管 喷射的沥青混合料直接填补坑槽 损坏类型分析及防治措施 2 冻胀和翻浆 由于冰冻的作用 积聚的水冻结后体积增 大 使路基隆起而造成面层开裂 即冻 胀 春融季节路基土以泥浆的形式从胀裂的路 面缝隙中冒出 形成翻浆 损坏类型分析及防治措施 产生原因 冰冻季节因为大气负温的影响 土粒中水分冻 结后就形成为冻土 在冻土产生过程中 某些 细粒土层在冻结过程中往往会发生土层体积的 膨胀 即形成了冻胀 损坏类型分析及防治措施 防治措施 提高路基高度 选择好路面类型 换填水温性好的填土 搞好排水设施 规范施工 谢谢 损坏类型分析及防治措施
