瀝青路面的早期損壞與防護(畢業(yè)論文).doc

瀝青路面的早期損壞與防護摘 要: 針對瀝青混凝土路面的早期破壞的情況 ,簡單分析了瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象和產(chǎn)生原因，并提出了預防措施。關鍵詞:高速公路 瀝青路面 早期損壞 防護前 言隨著我國公路工程不斷網(wǎng)化，瀝青混凝土路面以其較好的耐久性和行車舒適性占有了我國公路的較大比重。瀝青混凝土路面有較好的力學性能。并且堅韌，平整，有良好的抗滑、抗?jié)B和耐疲勞的性能。瀝青混凝土路面有較好的溫度穩(wěn)定性，可以抵抗溫差大而產(chǎn)生的路面開裂。但是由于各種原因,瀝青混凝土路面早期破壞時有發(fā)生,有的產(chǎn)生橫、縱向裂縫，有的局部擁包，有的產(chǎn)生路面汲漿，路面邊部斷裂，局部的瀝青混凝土層剝落等。不僅影響了工程的觀感質(zhì)量，也影響了路面的整體性和行車的安全性。加之雨水的浸入滲透，使路面基層，路基遭到侵蝕，破壞和變行，瀝青混凝土的抗溫度裂縫能力、抗疲勞破壞能力、抗水破壞和抗松散能力逐漸減弱，瀝青面層的破壞現(xiàn)象逐漸增多，此時要采取養(yǎng)護措施來改善和恢復路面應有的使用性能。1 高速公路瀝青路面早期損壞情況1.1 幾種主要路面早期損壞現(xiàn)象 1.1.1軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面(含橋頭)沉陷花高價進行處理的軟土地基未得到應有效果的主要原因在于:采取處理措施后到鋪筑路面前允許軟土地基固結(jié)沉降的時間太短。我國高速公路除在構(gòu)造物頭上采用粉噴樁、攪拌樁、石灰粉煤灰土樁和碎石樁等樁基處理措施外，通常都采用袋裝砂井或塑料排水板與砂墊層、加載預壓相結(jié)合的排水固結(jié)法處理措施。即使是打穿軟土層的排水固結(jié)法，也需要有較長的時間供軟土層固結(jié)基本完成。我國高速公路的計劃施工期往往較短，而實際施工期則更短，導致不得不在軟土地基繼續(xù)明顯沉降的情況下鋪筑路面，這樣就造成了上述后果。造成軟土地段路面大量沉陷的另一個重要原因是，袋裝砂井或塑料排水板或粉噴樁、攪拌樁等沒有打穿軟土層，致使砂井底、排水板下端以及樁尖下部仍有一個層厚不一的軟土層。排水固結(jié)法不能使這個軟土層中的水較快排出，在上層荷載作用下此層中的水需要更長的時間才能逐漸排出并使土體固結(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。未打穿軟土層的各種樁實際是懸浮在軟土層中，只能靠樁周的摩擦力起支撐其上的路面荷載的作用。樁下的軟土層在上層荷載作用下，需要更長的時間才能逐漸固結(jié)穩(wěn)定。當前的施工技術(shù)要將塑料排水板或袋裝砂井打入深25m以上的軟土層是困難的，粉噴樁的有效深度也只有約15m。 1.1.2路基壓實度不夠?qū)е侣访娴脑缙趽p壞路基路面局部沉陷變形、構(gòu)造物相鄰接的填土路堤壓實度不夠以及對原地基(介于軟土地基和堅硬地基之間的地基)未做適當處理，使相鄰構(gòu)造物的路面明顯下沉，產(chǎn)生了俗稱的橋頭跳車。 1.1.3基層質(zhì)量不好造成的損壞基層是瀝青路面最重要的承重層，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響路面的早期破壞和壽命。半剛性材料層之間或半剛性層下部有一定厚度的素土夾層，素土夾層潮濕后使路面承載能力顯著下降。載重卡車通過產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象的路段，容易產(chǎn)生塊狀裂縫。半剛性基層厚度不足，而底基層又不是半剛性材料層的路面結(jié)構(gòu)，特別在土路基壓實度不夠和承載能力差的情況下，也會產(chǎn)生塊狀裂縫。這種塊狀裂縫的面積有時僅1m2左右。如果瀝青混合料在間歇式拌和機中拌的時間過長、拌和溫度過高或在貯料倉中貯存時間過長都會使瀝青氧化變硬，使瀝青對拉應變特別敏感，一旦拉應變超過瀝青混凝土抗拉能力就會產(chǎn)生塊狀裂縫。在冰凍地區(qū)，特別在重冰凍地區(qū)由于低溫作用會產(chǎn)生塊狀裂縫(長34m)。1.1.4水損壞瀝青路面(含半剛性路面和剛性組合式路面)水損壞現(xiàn)象十分普遍，使用一年以上的高速公路都會產(chǎn)生程度不同的水損壞。差別僅在于有的嚴重、有的較輕。水損壞來得快，情況嚴重，因此它是路基路面的大敵。降水進入瀝青面層后視水的滯留位置而異，在大量高速行駛車輛作用下，可能產(chǎn)生以下幾種不同情況的水損壞現(xiàn)象。 1)表面層產(chǎn)生坑洞。即降雨過程中雨水會進入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中，在大量快速行車的作用下，一次一次產(chǎn)生的動水壓力(孔隙水壓力)使瀝青從碎石表面剝落下來，局部瀝青混凝土變成松散，碎石被車輪甩出，路面產(chǎn)生坑洞。 2)表面層和中面層同時產(chǎn)生坑洞以及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。降水過程中如自由水滲入并滯留在表面層和中面層內(nèi)，大量快速行車使兩層瀝青混凝土部分碎石上的瀝青剝落，導致表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變(下陷)和向外側(cè)推擠，或產(chǎn)生坑洞。3)唧漿、網(wǎng)裂、坑洞同時發(fā)生。如水透過瀝青面層(兩層式或三層式)滯留在半剛性基層頂面，在大量快速行車作用下，自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料，形成灰白色漿，灰漿被行車壓唧到路表面。瀝青混凝土本身的空氣率大、壓實度不夠和不均勻性是導致瀝青面層產(chǎn)生水破壞的主要內(nèi)因。 1.1.5轍槽轍槽原定義為瀝青路面輪跡帶的凹陷(較輕的轍槽)，實際上嚴重轍槽處輪跡帶產(chǎn)生凹陷的同時，其兩側(cè)的瀝青混凝土常常臌起，此時的轍槽就是輪跡帶的凹陷深度與其兩側(cè)臌起高度之和，造成高速公路瀝青路轍槽的原因及影響因素有:一是車的數(shù)量及其軸重和輪胎壓力。重載卡車的數(shù)量愈多、軸重和輪胎壓力愈大，要求瀝青混凝土的抗轍槽能力愈大;二為行車速度，承受慢速交通或有停車情況的路面與承受快速交通的路面相比較而言，前者要求瀝青混凝土有較大的抗轍槽能力，即車速愈慢，要求瀝青混凝土的抗轍槽能力愈大。因此，用于交叉路口、公共汽車停車站等的瀝青混合料必須適應車輛的質(zhì)量、速度和數(shù)量。同理，在山區(qū)高速公路的上坡路段上，特別是行駛重載和超重載車輛的情況下往往車速緩慢，容易產(chǎn)生較嚴重的轍槽。用于這種上坡路段上的瀝青混凝土需要有較大的抗轍槽能力。 1.1.6泛油瀝青路面泛油是路表水侵入面層內(nèi)部并長期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復作用和動壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導致面層上部泛油而底部松散的瀝青遷移現(xiàn)象。路面泛油會造成三種直接后果：一是路面滑溜，對行車安全構(gòu)成嚴重威脅，特別是雨天。二是上面層混合料中的瀝青含量愈來愈高，而中面層及下面層的瀝青含量愈來愈低，直接損害中、下面層的低溫抗裂性能、抗疲勞性能。三是瀝青遷移造成路面空隙率的不利性改變，上面層空隙率愈來愈小而中、下層空隙率愈來愈大，中下面層空隙率的增大往往伴隨著負壓的產(chǎn)生及空隙的連通，路面的雨水極容易透過微觀裂紋或面層空隙進入基層，甚至擊穿上面層，形成水損害。其泛油現(xiàn)象分型為：1）空隙率過小型泛油的現(xiàn)象特征是高溫季節(jié)，整條路段地出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，不管是輪跡帶還是非輪跡帶，只不過程度輕重不同而已。路表如鏡面光滑，雨天車輛易打滑。鉆心取樣表明，空隙率過小型泛油的內(nèi)部空隙充滿了瀝青，表面層厚度方向不存在明顯瀝青含量差異。 2）壓密型泛油的表觀特征是伴隨有明顯的車轍病害，泛油只發(fā)生在輪跡帶，表面油膜分布較均勻。由于車轍的存在，車輛往往被迫變道行駛，而雨天容易形成積水，這些易對交通安全構(gòu)成威脅。3）動水作用型泛油有兩種表觀形式：一是點狀的油斑，由小到大發(fā)展；二是沿輪跡帶分布的帶狀泛油。點狀油斑的發(fā)展過程是，首先在某段輪跡帶上出現(xiàn)小塊油斑，直徑12cm左右；隨后，輪跡帶上的小塊油斑逐漸增多、增大，油斑的直徑增大到25cm不等，繼續(xù)沿輪跡分布；油斑發(fā)展的最后階段，油斑的直徑、面積和爆發(fā)密度進一步增大，直至各塊油斑逐漸聯(lián)通成片。帶狀泛油現(xiàn)象是沿輪跡帶分布的。外觀考察和鉆芯抽提試驗發(fā)現(xiàn)此類泛油的路段瀝青用量正常，不存在過量瀝青。4）施工不當型泛油一般表現(xiàn)為點狀油斑或片狀油膜，油斑或油膜的分布較隨機，不具規(guī)律性，油斑的發(fā)生與有無車轍無關。油斑處鉆心試驗表明僅該處的瀝青含量偏高。1.1.7松散松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發(fā)展的漸進過程，集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的原因。有多種情況可能導致松散: 1)集料顆粒被足夠厚的粉塵包覆，使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上，而不是粘結(jié)在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。 2)表面有離析，離析處缺少大部分細集料。 3)瀝青混凝土面層內(nèi)局部密實度低，需要有高密實度才能保證瀝青混合料的粘聚力。如混合料的壓實度不夠，集料就容易從混合料中脫落。1.1.8橫向裂縫橫向裂縫是瀝青面層發(fā)生最多的一種裂縫。每條瀝青路面道路和每條瀝青路面高速公路上都有或多或少的橫向裂縫，通常也把它看作是瀝青路面早期破壞現(xiàn)象之一。高速公路瀝青路面的橫向裂縫絕大部分是溫度裂縫。在冰凍地區(qū)溫度裂縫有兩種:一是冬季突然大幅度降溫引起瀝青面層產(chǎn)生低溫收縮裂縫;二是氣溫變化引起瀝青面層產(chǎn)生溫度應力，溫度應力的反復作用使瀝青面層產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。在冬季和氣溫低的地區(qū)，通常低溫裂縫是主要的。溫度裂縫起始于表面大風降溫過程中，面層表面的溫度最低，溫度變化時也是表面的溫度變化率最大。因此，表面產(chǎn)生的溫度拉應力最大以及溫度裂縫總是起始于表面并向下較快延伸。 溫度裂縫逐年增加由于瀝青隨時間增長而老化，瀝青面層的抗裂縫能力(或抗拉強度)會逐年降低，因此，溫度裂縫也是逐年增加。采用優(yōu)質(zhì)瀝青會明顯減少溫度裂縫，特別是減少早期溫度裂縫。瀝青較稀、粘度較高有利于減少溫度裂縫在其他條件相同的情況下，采用較稀(針入度較大)的瀝青有利于減少溫度裂縫。面層瀝青混凝土的強度大幅度降低時，面層表面產(chǎn)生的溫度應力大于表層瀝青混凝土的拉應力時，面層就會開裂。 瀝青混凝土的均勻性是瀝青路面溫度裂縫的重要影響因素。瀝青混凝土的均勻性包括礦料級配的一致性、拌和的均勻性、有無粗細集料離析和離析現(xiàn)象的輕重程度、瀝青混凝土壓實度或空氣率的一致性以及層厚的一致性。瀝青混凝土的均勻性愈好，其強度就愈均勻，面層表面的薄弱處也就愈少。因此，在其他條件相同的情況下，瀝青混凝土面層的均勻性愈好，表面產(chǎn)生溫度裂縫的時間可能愈晚，溫度裂縫的數(shù)量也會愈少。 瀝青路面的面層厚度是溫度裂縫的又一影響因素。面層愈厚并不意味溫度裂縫愈少，在其他條件相同的情況下面層愈厚，表面產(chǎn)生的溫度應力可能愈大，因此產(chǎn)生溫度裂縫的可能性愈大、情況愈嚴重。 2 瀝青路面早期損壞的原因分析和防護措施 鑒于上述早期損壞現(xiàn)象，提出如下的原因分析和防護措施。 2.1水損壞 2.1.1半剛性路面產(chǎn)生水損壞的內(nèi)因和外因瀝青路面產(chǎn)生水損壞的外因是降水量、交通量和交通組成以及行車速度。通常降水量大的地區(qū)，水損壞現(xiàn)象較降水量小的半干旱和干旱地區(qū)為嚴重。交通量大和載重車輛多的高速公路較交通量小和載重車輛少的高速公路更嚴重;產(chǎn)生水損壞的內(nèi)因:第一是羅型瀝青混凝土的空氣率較大和羅型瀝青混凝土的壓實度偏小，現(xiàn)場實際空氣率較大，以及瀝青混凝土不均勻造成的局部空氣率更大。第二是瀝青與碎石的粘結(jié)力不足。第三是我國的路面設計方法習慣上不考慮路面結(jié)構(gòu)層排水和不設置有效防水層。 2.1.2減少瀝青路面水損壞的措施瀝青混合料的壓實度不夠，使瀝青混凝土的空氣率變大，其結(jié)果是水容易侵入面層。瀝青混凝土礦料顆粒組成過大的變異性以及混合料的離析，都會使竣工后瀝青混凝土的密實度、空氣率和瀝青用量變異性大。瀝青混凝土的這種不均勻性在面上形成了許多小面積的孤立水容易侵入的通道。必須從設計和施工兩方面考慮采取多種措施，才能基本解決路面的早期水損壞，使水損壞現(xiàn)象降到最少。需要和可能采取的措施如下: 1)完善路面排水設計 由于路基路面排水設計不夠完善,對路面排水設施不夠重視,造成路面破損狀況較為普遍。因此在公路路面設計時,應進一步完善路面排水設計,在路面結(jié)構(gòu)層中設置防水層、基層頂面設置封層,在中央分隔帶處設置縱橫向排水滲溝,在土路肩處采用碎石填料進行填筑,并根據(jù)實際情況有針對性地進行排水設計,減少水在路面的停留時間,以減少其對路面的破壞。2)加強施工管理提高碾壓質(zhì)量 壓實度對瀝青路面的使用性能和使用壽命影響很大,它是保證瀝青混合料密實度與空隙率大小的關鍵。因此在施工過程中,進一步加強管理,提高壓實機具標準。根據(jù)試驗段得出的碾壓數(shù)據(jù),控制碾壓遍數(shù)、速度、時間、溫度。碾壓要均勻,派專人指揮負責,從輕到重、從慢到快、從兩邊到中間,輪跡要重疊,既要保證路面平整度、路拱橫坡度,又要保證壓實度。并根據(jù)施工規(guī)范要求的壓實度抽檢頻率。進行抽檢,發(fā)現(xiàn)壓實度不足的地方堅決返工,保證壓實度符合要求,降低混合料空隙率,減少水的侵入破壞。 3）嚴格控制集料規(guī)格 瀝青路面的材料、集料規(guī)格,直接影響瀝青與集料的粘附性能,直接影響到水損害的程度。所以應該加強對原材料的把關,每批瀝青進場都要進行試驗,保證瀝青的粘度、延度、針入度等各項指標符合要求,對每批集料進場都要嚴格進行抽檢、篩分。保證每批進場材料符合規(guī)格要求,堅決杜絕不合格材料進場,充分保證瀝青混和料的粘結(jié)性能,提高瀝青集料的粘結(jié)力,降低水對瀝青路面的破壞能力。4）采用新材料、新工藝 每一種瀝青混合料,必然有一定的空隙率存在,或多或少都會遭到一定水的破壞,因此應盡可能采用新型防水材料在瀝青面層表面涂上一層防水材料,形成不透水的薄膜封層,減少路面水在路面的滯留時間,使路面水盡快排到路基邊溝,從而大大減少路面水的侵入,減少水對路面的破壞。 5）加強公路養(yǎng)護管理公路建成后,養(yǎng)護是關鍵。要延長瀝青路面的使用壽命,必須加強路面的養(yǎng)護管理。雨后要及時補洞,補洞要規(guī)范、整齊,嚴格按照瀝青公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范要求及操作規(guī)程進行養(yǎng)護,把瀝青路面的病害消滅在萌芽狀態(tài),避免雨水從病害處滲入,造成路基彈簧路面大面積破壞。 此外,近年來隨著公路的迅猛發(fā)展,交通量日益增長,超限超載車輛非常嚴重,這直接影響到了公路的使用年限。因此,要加強反超限運輸管理執(zhí)法檢查力度,對超載車輛要強行卸載,減少超限超載運輸車輛對公路造成的損壞,延長公路使用年限。2.2泛油2.2.1瀝青路面泛油的主要原因 1) 空隙率過小型：該型泛油的機理是瀝青混合料的設計空隙率過小，油石比偏大，在高溫季節(jié)，瀝青受熱膨脹，在填滿混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此，泛油現(xiàn)象的內(nèi)因是空隙率過小，而誘發(fā)的直接外因是高溫?？障堵蔬^小型泛油的原因有二。一是規(guī)范標準的不合理導致設計空隙率過小。如我國剛開始推行SMA路面時，照搬國外規(guī)范，沒有考慮環(huán)境條件的差別，將設計空隙率的標準規(guī)定為2%-4%，而我國不論北方還是南方，夏季都十分炎熱，因此，路面出現(xiàn)泛油成為必然。二是瀝青混合料配比設計不當，經(jīng)驗不足，對規(guī)范理解不深，沒有考慮具體工程的實際情況而造成。2) 壓密型：該型泛油的機理是瀝青混合料由于壓實度標準偏低或壓實度不足，路面開放交通后在重載車輛的再次壓密作用下，瀝青混合料內(nèi)的集料不斷嵌擠而空隙率減少，最終瀝青膠漿被擠壓到路表而發(fā)生泛油。在高溫季節(jié)，瀝青受熱體積膨脹，會進一步加劇輪跡帶的泛油現(xiàn)象。壓實度標準偏低的原因通常是剛引進國外新技術(shù)時，對技術(shù)標準吃不透，加之缺乏經(jīng)驗造成；而壓實度不足是壓實功不夠造成。3) 動水作用型：該型泛油的機理是：路面積水在高速行駛的汽車輪胎下形成很高的動水壓，這種動水壓力隨車速的提高呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長。當車速較高時，所產(chǎn)生的動水壓足以擊穿表面層瀝青混凝土，進入面層底部；路表水侵入面層內(nèi)部并長期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復作用和動壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導致面層上部泛油而底部松散。 4）施工不當型：由于原因的復雜性和現(xiàn)象的多樣性，施工不當型泛油無法歸結(jié)為統(tǒng)一的泛油機理。常見的施工不當型泛油的原因有：骨料離析；混合料中礦料含水量超標；石油或柴油污染基層頂面；施工時改性瀝青結(jié)合料易聚積在施工機械上，機械碾壓過程中這些聚集的瀝青從機械掉落下來，從而導致油斑現(xiàn)象。2.2.1瀝青路面泛油的防治1) 空隙率過小型：該型泛油是系統(tǒng)性泛油現(xiàn)象，一旦發(fā)生，危害嚴重，影響范圍大。預防關鍵是做好兩方面的工作：一是國家主管部門要把好技術(shù)規(guī)范或標準關；二是國家應盡快實行行業(yè)準入制度，無資格認定的不準從事相關技術(shù)工作。2) 壓密型：壓實度標準偏低或壓實度不足，不僅造成車轍和壓密型泛油，還造成水損害等早期破壞，影響交通安全和路面耐久性。我國新規(guī)范明確指出：瀝青路面的成敗與否，壓實是最重要的工序，許多高速公路瀝青路面發(fā)生早期損壞，多與壓實不足有關，因此壓實度的評定至關重要。針對原規(guī)范在壓實度和壓實工藝方面的不足，新規(guī)范采取了兩項措施：一是將原來的壓實度標準提高了1%；二是對瀝青路面的壓實度采取重點對碾壓工藝進行過程控制，并適度鉆孔抽檢壓實度的方法。新規(guī)范在壓實度控制方面是觀念上的重大轉(zhuǎn)變，從原來的鉆孔試件測定壓實度改為以壓實工藝控制為主、鉆孔檢測作為抽檢校核的手段，將事后檢查轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程控制，即實行施工過程中的在線監(jiān)測。3) 動水作用型：由于大空隙率、高速行車和水的綜合作用是動水作用型泛油的主要原因。因此，在混合料設計上對不同空隙率的混合料不應使用相同的粘附性標準，應根據(jù)瀝青混凝土面層中各層孔隙率的不同，對瀝青與集料的粘附性要求應隨設計空隙率的變化而變化?；旌狭系目障堵试酱?，其內(nèi)部遭受水侵蝕的影響越大，瀝青與集料的粘附性要求應越高。對于孔隙率與路面水損害之間的關系，新規(guī)范認為孔隙率過大會造成“路面滲水情況嚴重，并造成嚴重的水損壞”，如“橋面瀝青昆合料的空隙率過大，殘余空隙率超過6%-8%，在汽車荷載作用下會產(chǎn)生很強的動水壓力，加速鋪裝層的水損害破壞”。因此，“瀝青混合料配合比設計時，最重要的指標莫過于空隙率”。新規(guī)范認為原規(guī)范的II型瀝青混合料空隙率普遍偏大，不適用于多雨潮濕地區(qū)的路面使用。對于設計孔隙率指標，新規(guī)范結(jié)合我國實際情況，規(guī)定一個空隙率范圍，以適應于不同的需要，這個范圍根據(jù)公路等級、氣候、交通條件不同而有所不同。4）施工不當型：防范施工不當型泛油的關鍵是觀念轉(zhuǎn)變，重點抓施工質(zhì)量過程控制，而不僅是傳統(tǒng)的最終質(zhì)量，在材料和施工工藝兩個方面嚴把質(zhì)量關。2.3 縱向形變和裂縫 2.3.1縱向形變產(chǎn)生原因 1)地基的固結(jié)形變。在未填筑路堤之前，地基上沒有任何荷載，地基處于平衡狀態(tài)，一旦填筑路堤后地基受到外加恒載的作用(未計行車荷載)，填土路堤愈高，地基受到的外加恒載愈大。1m高的路堤讓地基承受的恒載常達17kN/m218kN/m 2以上，外加恒載使地基原有的平衡狀態(tài)遭到破壞。地基土在路堤恒載作用下逐漸產(chǎn)生固結(jié)形變，直到達到新的平衡狀態(tài)為止。地基產(chǎn)生固結(jié)形變的大小，既與填土高度有關，又與地基內(nèi)部各層土的性質(zhì)(壓縮性)有關。即使是非軟土地基，在土的壓縮性大的情況下，在約10m高的路堤作用下，產(chǎn)生的固結(jié)形變可能高達50cm以上。 2)路堤的固結(jié)形變。路堤固結(jié)形變的大小與填土高度、土的性質(zhì)和壓實度密切相關。通常土的性質(zhì)不好，路堤產(chǎn)生的固結(jié)形變可能大;土的壓實度不好(偏小)，路堤產(chǎn)生的固結(jié)形變就大;路堤愈高，總的固結(jié)形變量就愈大。增加路基的壓實度可以顯著減少路堤的固結(jié)形變，同時增加路基的強度和穩(wěn)定性。 2.3.2減少早期縱向裂縫客觀上每條高速公路都有或多或少的縱向裂縫。路堤下的地基在橫向不可能是均勻一致的，路堤的壓實度在橫向也不可能均勻一致，因此細而短的縱向裂縫幾乎是不可避免的。但是，有的高速公路路面產(chǎn)生縱向裂縫過多、過早，裂縫的寬度過大和長度過長，嚴重影響路面的使用性能和使用壽命。路線設計和路基施工都應該盡力避免產(chǎn)生嚴重的早期路面縱向形變。產(chǎn)生嚴重早期縱向裂縫有下列多種不同情況: 1)路線從局部洼地通過，路堤位于洼地內(nèi)，洼地的土層上部往往土質(zhì)較細。 2)路堤位于坡面上。 3)路堤邊部壓實度不足，其實際密實度與路堤中部的密實度有顯著差異。 4)路堤外側(cè)有擋土墻，部分高速公路路堤外側(cè)有擋土墻。 為了預防或減輕這類縱向裂縫，可考慮或使用下述兩種方案之一: 1)需要設置較深的盲溝，或?qū)⒚吓c排表面水的邊溝相結(jié)合，即在邊溝下再設置盲溝，并將盲溝中的水設法引出到附近的河溝中。在無天然河溝的情況下，也可以在路堤附近設置一個集水蒸發(fā)池。這些預防措施宜盡早實施，愈早實施，愈有利。 2)靠近擋土墻的路堤寬度內(nèi)選用小型壓實設備(如小型振動壓路機，爆破夯等)進行壓實。同時要顯著減薄壓實層的厚度，盡可能達到要求的壓實度。在條件許可的情況下，在此寬度內(nèi)采用砂礫、砂或石屑等透水性較大的材料。 3)在上述寬度內(nèi)，用二灰、二灰土、石灰土或水泥土分層填筑和分層壓實。這些材料的強度不需要符合用做底基層時的強度標準，要求可以低得多。 2.4 優(yōu)質(zhì)基層 十多年的我國高速公路的使用經(jīng)驗表明，半剛性基層的設計通常沒有明顯的問題或不足。從設計厚度看，特別是近10年來往 往具有較大安全儲備，或者說一些高速公路的半剛性基層設計成兩層，通常是過厚的。在材料設計上唯一不足的是，有些高速公路設計文件中沒有針對本路的具體交通條件，對所采用的半剛性基層提出具體的強度要求，而是籠統(tǒng)照抄公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034)中針對多種不同交通狀況規(guī)定的強度范圍。 上述設計上的不足，一般不會導致路面早期破壞，在某種情況下可能影響路面的長期使用性能和使用壽命。因此，由基層質(zhì)量不好引起的多種瀝青路面早期損壞，通常是由基層施工質(zhì)量不好或基層施工管理不善和控制不嚴引起的。以下就基層施工中值得注意的幾個問題簡述如下: 2.4.1基層材料1)集料的最大粒徑。公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034)中規(guī)定用作高等級公路路面基層的集料的最大粒徑為31.5mm，大于26.5mm的顆粒最多可達10%。 2)集料級配。集料級配對混合料，特別是水泥混合料的強度有顯著影響。例如，對于級配不好的缺細集料的天然砂礫，要用7%8%水泥穩(wěn)定才能達到規(guī)定的強度。而添加部分細集料使其達到最佳級配后，只要用4%5%水泥穩(wěn)定就可以達到要求的強度。水泥穩(wěn)定最佳級配砂礫的強度比穩(wěn)定天然砂礫的強度高50%100%。為了滿足凍融試驗的要求，最佳級配砂礫只要用2%水泥，而天然砂礫要用5%6%水泥。 2.4.2半剛性材料拌和廠拌和廠的任務是根據(jù)室內(nèi)確定的各種不同粒級礦料的配合比，特別是規(guī)定的級配范圍、結(jié)合料劑量和最佳含水量拌制均勻的混合料。通常實際拌和時的含水量較最佳含水量大1%2%左右，以彌補混合料在運輸和攤鋪過程中的水分損失，使碾壓時混合料的含水量在最佳含水量與最佳含水量加1%之間(穩(wěn)定粒料)，對于水泥或石灰穩(wěn)定細粒土，碾壓時的含水量可較最佳含水量大1%2%。1)保持混合料級配的幾個重要環(huán)節(jié)。在拌和廠有多個環(huán)節(jié)會影響混合料的級配。一些拌和廠生產(chǎn)的混合料的級配往往有較大變化，與不注意控制這些環(huán)節(jié)有密切關系。(1)要建立不同規(guī)格集料的進場驗收制度。(2)不同粒級的集料要分別堆放應事先計算各種不同粒級集料的需要量，計劃進料的時間，并計算各種不同粒級集料所需堆放場地的面積。 (3)細集料要覆蓋。 (4)下料斗上口之間要用隔板隔開。 2)嚴格控制水泥劑量。 3)運料車裝料出廠時，車廂應該覆蓋，車廂覆蓋的目的是防止表層混合料含水量損失過多。特別在氣溫較高季節(jié)和陽光好和有風的氣候條件下，更應重視防止水分蒸發(fā)。常發(fā)現(xiàn)在一些工地水泥混合料運到現(xiàn)場時車廂內(nèi)表面的混合料已部分變干，粗集料顏色已變白。通過攤鋪機攤鋪，不會將混合料重新拌和均勻，只會將較干的混合料較集中的分布在含水量合適的混合料中，造成結(jié)構(gòu)層內(nèi)部局部混合料的含水量偏小和強度偏低，埋下開放交通后路面產(chǎn)生局部損壞的禍根。2.4.3鋪筑現(xiàn)場鋪筑現(xiàn)場的主要任務是將運到現(xiàn)場的半剛性材料及時鋪成符合設計要求的厚度和寬度，碾壓密實，使其壓實度符合規(guī)定的要求，同時具有良好的平整度，最后進行合適的養(yǎng)護。2.5 科學的高速公路運營管理有助于延長其使用年限隨著高速公路建設的蓬勃發(fā)展，我國的高速公路的運營管理也開始受到了人們的廣泛關注，人們普遍認識到，一條沒有卓越管理的高速公路是很難發(fā)揮其優(yōu)良使用性能的。 是“集中、統(tǒng)一、高效、特管”的系統(tǒng)管理，是多專業(yè)的綜合管理，是技術(shù)密集的現(xiàn)代化管理，是向用戶全面服務的社會化管理。這些基本認識以及我國高速公路運營管理部門多