沥青路面损坏及养护

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1、沥青路面的损坏及养护我国的高速公路的路面结构主要是以半刚性基层、沥青混合料面层为主 , 其 底基层多采用石灰土、 石灰粉煤灰稳定土、 水泥砂砾等； 基层大多为水泥稳定砂 砾、水泥稳定碎石、 石灰粉煤灰碎石、 碾压混凝土等。 沥青面层厚度多为 15 cm 18 cm, 分为3 层。下面层为粗粒层 , 厚6 cm 8 cm; 中面层为中粒层 , 厚5 cm 6 cm；表面层为细粒层 , 种类较多 , 差别较大 , 厚4 cm5 cm。 沥青混凝土中，不同粒径的碎石是沥青混合料骨架, 沥青是结合料 ( 黏结 剂) , 石粉则作为填充料填充于集料之间, 使沥青不易从碎石表面流失, 以增加 它们的黏结力

2、和强度。 此外, 由于石粉的性质不因温度而改变, 所以能减少温度 对沥青性能的影响 , 提高黏结的稳定性 , 亦即提高了沥青混合料 ( 沥青路面 )的 质量。沥青在集料表面形成的防湿薄膜层, 防止水分浸入 , 可延长沥青路面的使 用寿命。 因沥青路面相对于水泥混凝土路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、 施工期短、养护维修简便、 适宜分期修建等优点 , 故在我国公路建设尤其是高等 级公路中获得广泛应用。 然而沥青路面自身也存在较大的缺点。由于沥青路面对 气温、降水和日照等自然因素十分敏感, 经过自然气候的长期侵蚀 , 沥青材料会 不断老化 , 加之交通量的逐年增加和行车荷载的加大, 路面易

3、产生疲劳开裂 , 而 路面的透水 , 又将引起路基变软和路面坑洼, 从而导致路面的急剧破坏 , 增加 车辆的磨损和油耗 , 降低行车舒适性。路面养护对于道路的使用寿命有着至关重 要的影响 , 并且随着通车里程的增加和行驶速度的提高, 这一作用还将更加明 显。 沥青路面结构在行车荷载和环境因素的反复作用下的损坏现象形式多种样， 原因也很复杂，在我国的公路养护技术规范JTJ073-96将沥青路面的损坏归 纳为裂缝、松散、变形和泛油及修补损失等四类。 (1) 裂缝。裂缝损坏主要是指龟裂、不规则裂缝及纵、横向裂缝。裂缝出现 的原因有很多， 一般认为龟裂及不规则裂缝属于荷载型裂缝，也就是主要是由于 行车

4、荷载作用产生的裂缝， 主要原因是基层强度不足或面层材料结构组合设计不 合理等综合因素。如果路面整体强度不足 , 延度低、 抗裂性差、沥青面层老化 , 则 沥青路面容易形成龟裂、网裂。 横向裂缝多数为非荷载型裂缝， 它是由于温度引起的收缩裂缝或由基层引起 的反射裂缝， 对应裂缝及纵向裂缝形成的原因，其一为重复荷载的作用， 其二是 因路基施工时填土压实度不足, 在使用过程中产生不均匀沉降或冻胀作用产生 的，另外，施工中纵向接缝处理不好也将导致纵向裂缝的产生。 需要注意的是初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响。但随 着表面雨水的浸入 , 导致路面基层承载能力下降, 在大量行车荷载作用下

5、, 使 沥青路面产生结构性破坏。 （2）松散。松散类损坏主要指坑槽、啃边、松散、脱皮、麻面等现象。造成 这类损坏的主要原因是材料质量及用量、现场施工管理等因素。 例如沥青混合料 中沥青偏少， 油石比偏低，以及寂寥含泥量超标等使得沥青与集料间粘结性差会 导致沥青出现松散类损坏； 沥青面层内部空隙率过大， 在车辆的载荷作用下也会 造成的沥青面层松散。 （3）变形。变形类损坏主要指沉陷、车辙、波浪、拥包等现象、沉陷是路面在轮荷载的作用下表面产生的较大凹陷变形，有时伴有两侧隆起 的现象。路面沉陷涉及的结构层次深, 特点是面积大 , 主要出现在高路堤和填挖 方交界处 , 是路面变形中最普遍的一种。 当沉

6、陷严重时 , 在结构层受拉区产生开 裂, 由于土质路堑排水不通畅 , 路基过于湿润而产生不均匀沉降, 引起局部下 沉, 路基或路面基层强度不足或填挖路基强度不一致, 路基土的承载力较低 , 不 能承受从路面传至路基表面的车轮荷载, 在日益增长的交通车辆碾压下易发生 疲劳开裂 , 产生较大的垂直变形。 车辙则是路面受重复荷载的作用下的塑性累积变形，主要出现在行车道上。 沉陷和车辙现象主要是路面受到垂直荷载作用时，由于结构层整体强度不足而出 现的垂直变形。路面结构层及土基在行车重复荷载作用下, 材料侧向位移所产生 的累积永久变形造成沥青路面车辙。 一般是在夏季温度较高的季节, 伴随沥青面 层压缩沉

7、陷的同时 , 出现侧向隆起 , 二者组合起来构成 , 高等级公路渠化交通 使得行车道被重载车辆重复碾压, 行车轮迹处纵向带状凹陷。 虽然每一次行车荷 载作用产生的残余变形量很小, 但多次重复作用累积起来的残余变形总和却会 很大, 主要原因有沥青混合料油石比过大, 表面磨损过度 , 雨水浸入 , 基层含 不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。 波浪和拥包在沥青路面承受较大的垂直荷载及水平荷载的共同作用，产生较 大的剪应力时产生，一半多发生在汽车停靠站、交叉口和陡坡路段。 （4）泛油及修补损失 沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动, 使表面有过多沥青的现象称 作泛油。新建沥青混凝土路面在通车

8、后的第一个高温季节, 特别在连续多天高温 后, 在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实, 易导致沥青混凝土内部过 多的自由沥青向上移动 , 产生泛油现象 , 油石比偏大地段表现得尤为明显。 高温 季节雨水侵入沥青混凝土内部后, 如沥青与矿料的黏结力不足, 沥青很快就会 从集料表面剥落并向上移动, 产生更严重的泛油现象。 此外，沥青路面的损坏具有时间特征。沥青路面的设计寿命为 15年，但是国 外的工程实践中，沥青路面在使用了510年就发生了损坏，国外习惯上将这种 为达到设计寿命就出现的各种非正常损坏统称为早起损坏。我国的沥青路面的损 坏时间比国外更早， 整体结构在发挥其整体抗疲劳作用之前就已

9、经损坏，即初期 损坏。沥青路面使用时间小于年出现的损坏为初期损坏，主要损坏类型有新型 泛油、内部松散、新型泛浆新型沉陷、剥落和坑洞。使用时间在到间出现 的损坏为早起损坏，主要损坏类型有各类开裂、变形、表面损坏、水损坏。使用 时间大于十年出现的损坏为正常损坏，其主要损坏类型和早起损坏类似。 沥青路面出席那损坏后， 会降低路面强度、 缩短使用寿命， 更严重的会影响 使用，因此，要加强沥青路面的养护和维修。在展开路面养护工作之前，需要进 行路面调查， 也就是运用各种仪器设备对路面状况进行检测，并据以评定路面的 使用功能， 确定养护工程的类别和工程量的大小，为进行养护工程设计， 制定养 护生产计划和养

10、护处置方案提供依据，并为建立路面管理系统积累数据，以便进 行科学的管理。 沥青路面的养护技术根据路面病害种类及养护目标可以分为两类，一类是恢 复沥青路面表面功能的养护技术， 另一类是恢复或提高沥青路面原设计标准的养 护技术。 恢复沥青路面表面功能的养护技术一般是指沥青路面的中修工程，主要是针 对基层基本完好、强度系数在以上、路面只有网裂等矫情病害的路段。此类养护技术有以下几种常见技术： 、热沥青混合料罩面。 这是最常见的养护技术之一，当决定采用罩面技术 之后，还必须做出如下选择：罩面层厚度、混合料类型、沥青品种等。这些选择 都要根据路况、交通量、当地材料和经济能力等综合因素来确定。 、稀浆封层

11、。 主要发展方向是采用慢裂快凝型和改性的稀浆封层。该技术 在高等级公路路面的养护工程中有着广泛的应用前景。 、 表面处治。该技术在一般公路上经常使用， 它的特点是密封路面的裂缝， 防水性能好，表面粗糙度大、抗滑性能好，施工方便，速度快，造价低等。表面 处治要做好的主要有以下几大因素：（）要有好的沥青洒布和石屑撒铺设备； （）要有合格的石料，规格尺寸单一且干净；（）施工季节和温度的控制， 多雨季节和温度太低都会影响表处质量；（）施工工艺控制，要严格控制撒油 量，石料用量，胶轮压路机碾压、初期养护等关键工艺。 、组合式处理。根据上述几种技术的不同特点，结合路面的不同情况，采 用组合式处理方式，可收

12、到最佳效果。如表处稀浆封层，表处罩面等。经过 对比发现沥青表面处治对路面的平整度无明显改善，对路面的防止透水、 延缓反 射裂缝和提高抗滑性能效果较好，沥青混凝土罩面对改善路面的外观质量、提高 平整度效果明显。 通过观测对比， 这种组合处理技术更有利于高速公路的路面养 护，既可以防止路面透水、延缓反射裂缝，又可保证外观质量和行车舒适性。 对于沥青路面的技术状况下降到一定程度，仅靠小修小补进行表面处治已经 不能满足要求， 必须进行补强处理， 来恢复或提高沥青路面的原设计标准，一般 指路面的大修或改建工程。 半刚性基层的补强。半刚性的基层种类主要有水泥稳定砂砾、二灰碎石、 水泥稳定碎石等。 水泥稳定

13、碎石的性能更优越， 该结构的主要特点是强度高、水 稳定性好，抗冲刷能力强，施工工艺简单等。但存在易出现收缩裂缝的缺点。解 决的方法是，不追求过高强度和保证施工工艺是控制收缩裂缝的最有效的方法。 控制强度快速增长也是非常必要的。 （）大碎石沥青混合料柔性基层补强。半刚性路面补强的缺陷：（）老 沥青路面的功能丧失殆尽（）不可避免的会出现收缩裂缝（）无法防止老路 面的裂缝反射； （）渗入新路面的水无法排出。利用“大碎石沥青混合料柔性 基层”补强技术可以弥补这一缺陷。 （）再生技术。 利用专用路面再生机械对原沥青路面进行冷却再生，将大 大提高旧路面材料的利用率， 并且将沥青路面中碎石经粉碎后作为水泥稳

14、定碎石 或面层中的集料应用，这对于“贫石”区显得尤为重要。而且经找平后，彻底解 决旧路“调拱、调坡”问题，对于交通量较小的道路，“再生层”可作为基层、 面层，其上直接铺筑路面表面层， 如交通量大或公路等级提高， 也可将“再生层” 作为基层或底基层使用。 此外，现在国内外针对沥青路面小面积早期损坏的养护（修补）技术出现一 些新的养护技术。 传统的修补方法是用风镐、 液压镐或铣刨机去除沥青路面的损 坏部分，然后采用灌入法将碎石热沥青等新填料填入修整好的坑槽内，或利用综 合养护车在现场拌制沥青混合料并将其填入坑槽，摊平后用压路机压实。 新出现 的技术有热辐射加热修补法、红外加热修补法和微博加热修补法等。