高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及防護(hù)1

1、高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及防護(hù)摘要:本文結(jié)合工程實(shí)際，論述了高速公路瀝青路面病害的主要種類，對高速公路瀝青路面早期破壞的原因進(jìn)行了探討，并對高速公路瀝青路面早期破損提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:高速公路 瀝青路面 早期損壞 防護(hù)目錄第一章 緒論4頁第二章 高速公路瀝青路面早期破壞情況6頁2. 1 軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面(含橋頭)沉陷 6頁2. 2 路基壓實(shí)度不夠?qū)е侣访娴脑缙趽p壞6頁 2. 3 基層質(zhì)量不好造成的損壞6頁2. 4 水損壞6頁2. 5 轍槽7頁2. 6 泛油7頁2. 7 松散9頁2. 8 橫向裂縫9頁第三章 瀝青路面的早期損壞的原因分析10頁3. 1 路面設(shè)計(jì)方面的原因1

2、0頁3. 2 路面施工和養(yǎng)護(hù)管理方面的因11頁3. 3 原材料方面12頁3. 4 外部作用13頁第四章 高級公路瀝青路面早期破壞的防護(hù)措施 14頁4.1 地基沉降預(yù)防措施14頁4.2 路基及路面基層施工的預(yù)防措施14頁4.3 面層施工的預(yù)防措施14頁4.4 原材料質(zhì)量的控制15頁4.5 重視防排水系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與施工的量16頁4.6 泛油及縱向形變和裂縫的預(yù)防措施18頁4.7 加強(qiáng)預(yù)防性、及時(shí)性養(yǎng)護(hù),延長路面使用壽命 19頁4.8 加深技術(shù)研究和引進(jìn)工作19頁第五章 總結(jié)21頁參考文獻(xiàn)22頁 第一章 緒論高速公路的路面工程量大、牽涉面廣，一條高速公路長數(shù)十公里甚至數(shù)百公里，沿線遇到的土壤、水文、

3、氣候等環(huán)境條件有顯著差別。瀝青路面具有平整、堅(jiān)實(shí)、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路中得到廣泛應(yīng)用。但由于設(shè)計(jì)、原材料的質(zhì)量及材料品種多、要求嚴(yán)格，每層都有各自要求的工藝水平等方面的原因，近幾年全國建成的多條瀝青混凝土高速公路，通車一段時(shí)間后都不同程度的存在路面早期破損的現(xiàn)象，同一條路上往往又由多個(gè)甚至十多個(gè)機(jī)械水平、管理水平和技術(shù)熟練程度各不相同的承包單位實(shí)施工程。因此不同高速公路，甚至同一條高速公路不同標(biāo)段的新建路面質(zhì)量都會有顯著差異。路面質(zhì)量的不均勻性遠(yuǎn)遠(yuǎn)比工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品要大得多，實(shí)際上任何工廠產(chǎn)品很難百分之百都是優(yōu)質(zhì)品，路面產(chǎn)品更是如此。同一條高速

4、公路的不同路段上的交通量和交通組成有顯著差異，開放交通后路面原先的缺陷就會各種程度不同的路面早期損壞。 因此高速公路開放交通的初期（12年內(nèi)），產(chǎn)生路面早期損壞是完全可以理解的。隨著路齡增長，瀝青逐漸老化，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。 高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)使用壽命一般為15 年, 如果通車后3 5 年出現(xiàn)嚴(yán)重病害或較大面積損壞, 則屬于早期破壞。目前瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生, 已經(jīng)成為公路工程的質(zhì)量通病。為了提高瀝青路面的路用性能, 需對瀝青路面早期破壞進(jìn)行深入研究。第二章 高速公路瀝青路面早期破壞情況2. 1 軟

5、土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面(含橋頭)沉陷 花高價(jià)進(jìn)行處理的軟土地基未得到應(yīng)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(shí)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(yù)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(shí)間供軟土層固結(jié)基本完成。我國高速公路的計(jì)劃施工期往往較短，而實(shí)際施工期則更短，導(dǎo)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(gè)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

6、軟土層，致使砂井底、排水板下端以及樁尖下部仍有一個(gè)層樁實(shí)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(shí)間才能逐漸固結(jié)穩(wěn)定。當(dāng)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。2. 2 路基壓實(shí)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(shí)度不夠以及對原地基(介于軟土地基和堅(jiān)硬地基之間的地基)未做適當(dāng)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。 2. 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

7、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(shí)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(shí)僅1m2左右。如果瀝青混合料在間 歇式拌和機(jī)中拌的時(shí)間過長、拌和溫度過高或在貯料倉中貯存時(shí)間過長都會使瀝青氧化變硬，使瀝青對拉應(yīng)變特別敏感，一旦拉應(yīng)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)。2. 4 水損壞 瀝青路面(含半剛性路面和剛性組合式

8、)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(yán)重、有的較輕。水損壞來得快，情況嚴(yán)重，因此它是路基路面的大敵。降水進(jìn)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(jìn)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(shí)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

9、凝土部分碎石上的瀝青剝落，導(dǎo)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(shí)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(xì)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(shí)度不夠和不均勻性是導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生水破壞的主要內(nèi)因。 2. 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(shí)際上 嚴(yán)重轍槽處輪跡帶產(chǎn)生凹陷的同時(shí)，其兩側(cè)的瀝青混凝土常常臌起，此時(shí)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)

10、 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(yīng)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(yán)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。 2. 6 泛油 高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)象與以往渣油路面的泛油現(xiàn)象有明顯差別。高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)

11、象主要產(chǎn)生在行車道上，超車道上的泛油現(xiàn)象很少。行車道上的泛油現(xiàn)象主要是間隔式和條片狀，而且間隔距離往往大于泛油條片的長度。連續(xù)泛油和整個(gè)行車道全面泛油的現(xiàn)象不多。早期使用LH-20和LH-20或AK-13B型瀝青混凝土做表面層的高速公路都有這種泛油現(xiàn)象，但并未引起大家重視。隨后建成通車的其他高速公路也有類似現(xiàn)象。實(shí)際上，每條高速公路的瀝青路面都有泛油現(xiàn)象，只是數(shù)量多少和程度輕重的差別。有的路段泛油嚴(yán)重且連續(xù)，有的路段間隔式條片狀較嚴(yán)重的泛油和中等泛油都有。近幾年來鋪筑的SMA試驗(yàn)路段和正式工程也都有輕重不一的泛油現(xiàn)象。某高速公路部分路段的改性瀝青SMA也有泛油現(xiàn)象。 2. 7 松散 松散是由于

12、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(jìn)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(dǎo)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(xì)集料。 3)瀝青混凝土面層內(nèi)局部密實(shí)度低，需要有高密實(shí)度才能保證瀝青混合料的粘聚力。如混合料的壓實(shí)度不夠，集料就容易從混合料中脫落 2. 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

13、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(yīng)力，溫度應(yīng)力的反復(fù)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(fēng)降溫過程中，面層表面的溫度最低，溫度變化時(shí)也是表面的溫度變化率最大。因此，表面產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力最大以及溫度裂縫總是起始于表面并向下較快延伸。 半剛性路面的裂縫率與柔性路面的裂縫率沒有明顯差別，德國對170個(gè)路段進(jìn)行了長達(dá)18年的跟蹤觀察后得出結(jié)論，半剛性路面的裂縫率與柔性路面的裂縫率沒有明顯差別。 溫度裂縫逐年增加由于瀝青隨時(shí)間增長而老

14、化，瀝青面層的抗裂縫能力(或抗拉強(qiáng)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(qiáng)度大幅度降低時(shí)，面層表面產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于表層瀝青混凝土的拉應(yīng)力時(shí)，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(xì)集料離析和離析現(xiàn)象的輕重程度、瀝青混凝土壓實(shí)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(qiáng)度就愈均勻，面層表面的薄弱處也就愈

15、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(shí)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(yīng)力可能愈大，因此產(chǎn)生溫度裂縫的可能性愈大、情況愈嚴(yán)重。 第三章瀝青路面的早期損壞的原因分析造成瀝青路面早期破壞的根本原因, 有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)的原因, 也有通車后使用及養(yǎng)護(hù)管理方面的原因, 以及其它原因, 如工程所在地的環(huán)境因素( 水、溫度) , 設(shè)計(jì)及施工規(guī)范本身的原因等。瀝青路面早期破壞的直接原因一般都與水有關(guān), 破壞大多發(fā)生在雨季, 一場大雨或是

16、連陰雨過后, 路面先是出現(xiàn)小面積網(wǎng)裂、冒漿, 進(jìn)而翻漿松散或坑槽, 行車道特別是車輛輪跡處破損面積較多, 程度較重, 可見與車輛超重超載有關(guān); 破壞常發(fā)生在路面透水嚴(yán)重而排水不暢的路段, 可見與面層施工的不均勻性及通車后養(yǎng)護(hù)排水不及時(shí)有關(guān)。3. 1 路面設(shè)計(jì)方面的原因我國瀝青路面的開發(fā)、研究及大規(guī)模設(shè)計(jì)、施工是近10 年來伴隨高速公路建設(shè)發(fā)展起來的, 還有不少設(shè)計(jì)問題值得研究。公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范( JTJ 014 ! 97) 有待結(jié)合工程實(shí)踐不斷完善, 各地區(qū)也有待根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、水文、材料情況對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配合比進(jìn)行試驗(yàn)研究及鋪筑試驗(yàn)路, 以便積累經(jīng)驗(yàn)。此外, 由于近年來公路建設(shè)飛速發(fā)展,

17、 設(shè)計(jì)施工時(shí)間緊迫, 設(shè)計(jì)中調(diào)查、研究不夠, 使一些瀝青路面設(shè)計(jì)存在諸多不合理, 從而導(dǎo)致早期破壞。 設(shè)計(jì)問題主要有:1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。如基層厚度不夠, 面層分層及材料配合比設(shè)計(jì)不當(dāng), 面層厚度不合理。2) 路面、基層、底基層排水設(shè)計(jì)考慮不周。3) 路面所處地段土質(zhì)和水文勘察情況與實(shí)際出入大, 致使路面設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際。4) 地基處理設(shè)計(jì)不合理, 致使地基沉降未達(dá)到允許的工后沉降等。5) 其它設(shè)計(jì)方面的原因。3. 2 路面施工和養(yǎng)護(hù)管理方面的原因 混合料面層施工中的設(shè)備因素 壓實(shí)度不足,瀝青面層空隙率過大受水浸入而產(chǎn)生破損。 壓實(shí)是瀝青混凝土面層施工的最后一道工序,其目的是提高混合料的強(qiáng)

18、度、穩(wěn)定性以及抗疲勞特性。壓實(shí)質(zhì)量的檢測要按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。壓實(shí)質(zhì)量主要檢測項(xiàng)目有壓實(shí)度、厚度、平整度、粗糙度,并要求面層外觀密實(shí)均勻。瀝青混凝土混合料碾壓成型后,其缺陷一般很難修整。對一些較大缺陷,如厚度不足,平整度太差、松散、泛油等應(yīng)及時(shí)返工,即使是已成型變硬也要返工。對松散、泛油往往是局部返工;厚度不足或平整度太差則要求全面返工。返工所造成的經(jīng)濟(jì)損失較大,因此現(xiàn)場壓實(shí)過程中,壓實(shí)后質(zhì)量的檢查及出現(xiàn)問題后的及時(shí)補(bǔ)救是十分重要的,這可將缺陷率降低到最低限度,盡量避免返工現(xiàn)象。實(shí)踐證明,瀝青面層破損的一個(gè)很重要的原因是水引起的。瀝青面層中水的來源有地表水和地下 水,但主要是地表水。在

19、汽車荷載及溫度變化作用下,瀝青面層產(chǎn)生早期破損。 瀝青面層顆粒離析。集料大小顆粒組成不均勻以及在運(yùn)輸和攤鋪過程中造成粗細(xì)顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析使局部粗集料偏多,細(xì)集料偏小,不易壓實(shí),導(dǎo)致礦料與瀝青的粘結(jié)力偏小,抗剪強(qiáng)度降低,容易使瀝青路面出現(xiàn)松散。局部細(xì)集料偏多,粗集料偏少,使瀝青路面熱穩(wěn)定性差,在高溫季節(jié)容易出現(xiàn)車轍、擁包等病害。 基層施工中的設(shè)備因素 基層是承擔(dān)面層傳遞荷載的主要承重層,基層質(zhì)量的好壞,直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。在施工各個(gè)環(huán)節(jié)中,稍有疏忽,會給瀝青路面的使用質(zhì)量造成隱患。 拌和與攤鋪過程中粗細(xì)集料集中引起基層材料的不均勻,進(jìn)而造成基層強(qiáng)度的穩(wěn)定性的不均勻。

20、選用的基層材料塑性指數(shù)或含泥量偏大 由于水份的進(jìn)入使基層含水量增加,基層強(qiáng)度大幅度降低,從而導(dǎo)致瀝青路面早期破損。 施工中不注意控制細(xì)集料的含量(小于0.075毫米)。 壓實(shí)度不足。雖然在施工中,嚴(yán)格按最大干密度控制施工壓實(shí)度,但卻忽略了基層的壓實(shí)度與混合料中粗細(xì)集料的比例特 征,特別是粗集料的比例特征密切相關(guān),當(dāng)測定點(diǎn)的粗粒料含量偏大時(shí),即使壓實(shí)度達(dá)到100%,并不表示該基層密實(shí),致使瀝青路面產(chǎn)生坑槽、松散等病害。 3.2.3 養(yǎng)護(hù)管理及其他原因 (1)日常養(yǎng)護(hù)中壓實(shí)設(shè)備及壓實(shí)工藝的影響 在目前的養(yǎng)護(hù)作業(yè)中,受資金因素影響,壓實(shí)設(shè)備沒有配套 成龍,初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)工序在養(yǎng)護(hù)實(shí)踐中難以實(shí)現(xiàn)

21、,達(dá)到 壓實(shí)混合料的必需的壓實(shí)度的壓實(shí)設(shè)備條件不具備,是造成路面早期損壞的一大原因。同時(shí),由于養(yǎng)護(hù)中施工面積小,難以碾壓 密實(shí),用油量不好控制。瀝青含量低會使空隙率更大,表面水容 易下滲。一下雨就會前功盡棄。瀝青含量高就形成油包、車轍等病害。因此,現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)單位很少采用貫入式,而多是采用拌和法。但在拌和法修補(bǔ)路面病害時(shí)大多數(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn),不注意混合料是否級配,而盲目修補(bǔ),壓實(shí)又難以達(dá)到要求,所以前補(bǔ)后壞 現(xiàn)象是必然發(fā)生的。 (2)排水設(shè)施排水不暢 混合交通量的公路一般都是穿村過鎮(zhèn),村鎮(zhèn)街道大多排水不暢,每次降雨,都使大量地表水積聚在公路路面及路基范圍內(nèi),使公路成了排水溝,導(dǎo)致大量水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層和

22、路基中,使路面結(jié)構(gòu)和路基處于潮濕或過分潮濕狀態(tài),在行車荷載作用下,致使瀝青路面早期破損。 (3)超限運(yùn)輸 引起瀝青路面早期破壞的后天原因中最主要的原因是超限運(yùn)輸。超限運(yùn)輸亦稱為公路“殺手”,現(xiàn)在超限車輛的增加對公路的路面破壞程度以幾何級數(shù)增長,使瀝青面層的使用年限縮短50-60%.。3. 3 原材料方面 瀝青的質(zhì)量高速公路路面所用瀝青應(yīng)具有優(yōu)良的粘結(jié)力、抗老化性能、高低溫穩(wěn)定性能。隨著國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，公路運(yùn)輸超載現(xiàn)象日益嚴(yán)重，對瀝青路面的破壞也日益加劇，瀝青材料的某些性能已不能適應(yīng)日益增長的交通量的需要是造成瀝青路面早期破損的主要原因之一。 碎石的質(zhì)量3.3.3 礦粉(填料)的質(zhì)量礦粉粒度

23、小，比表面積大，其比表面積約占礦料比表面積的80%，當(dāng)?shù)V粉較目標(biāo)配合比時(shí)的礦粉平均粒徑增大一倍時(shí)，則礦粉比表面積是原比表面積的1/4。這樣，就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面交互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青，而形成了較多的自由瀝青，礦粉粗細(xì)不均勻，潮濕結(jié)團(tuán)，降低了瀝青與礦料之間的粘結(jié)力，影響路面的成型質(zhì)量3. 4 外部作用1) 交通量大、重車多、超載現(xiàn)象嚴(yán)重, 是路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞的直接原因。路面破壞是一個(gè)累積的過程, 與作用荷載的強(qiáng)度有直接關(guān)系, 超載現(xiàn)象嚴(yán)重縮短了路面的使用年限。2) 全球性氣候變暖, 特別是持續(xù)高溫時(shí)間過長。3) 水對路面結(jié)構(gòu)的破壞。路面各種裂縫是水滲入路面結(jié)構(gòu)的重要途徑, 雨水通過

24、裂縫滲入兩側(cè)的路面結(jié)構(gòu)層, 特別是裂縫附近土基的含水量加大,甚至飽和其結(jié)果是產(chǎn)生2 種情況: ( 1) 路面強(qiáng)度明顯降低, 在大量行車荷載作用下, 產(chǎn)生沖刷和唧漿現(xiàn)象, 在面層與基層之間形成一層軟弱夾層。通過路面結(jié)構(gòu)分析, 認(rèn)為軟弱夾層的存在, 引起路面計(jì)算彎沉和層底彎拉應(yīng)力迅速增加, 在行車荷載的不斷作用下, 導(dǎo)致路面的疲勞破壞。( 2) 當(dāng)水進(jìn)入面層后, 基層為不透水層, 因此面層與基層形成層間滑動。由于層間條件由層間連續(xù)變?yōu)閷娱g滑動, 層底彎拉應(yīng)力陡然增大, 導(dǎo)致路面破壞。第四章高級公路瀝青路面早期破壞的防護(hù)措施4.1 地基沉降預(yù)防措施軟土地基的排水固結(jié)是一個(gè)比較長的過程，因此，對軟土地

25、基，一方面要根據(jù)軟基情況采用可行方案進(jìn)行認(rèn)真的加固整治；一方面要留有比較長的沉降時(shí)間，可將軟土地段瀝青路面施工安排在最后，特別是對采用砂墊層、打塑料排水板等方法進(jìn)行軟基處理的地段，填土后要埋設(shè)沉降觀測設(shè)備，定期進(jìn)行觀測，待地基的沉降基本穩(wěn)定后進(jìn)行施工。4.2 路基及路面基層施工的預(yù)防措施保證路基壓實(shí)度符合規(guī)范要求，為消除橋頭沉陷，對橋頭部分填土，可用整體性好的材料如石灰土、天然砂礫料填筑。確保路面基層的施工質(zhì)量，半剛性基層要確保達(dá)到足夠的齡期后才能進(jìn)行瀝青面層的施工。4.3 面層施工的預(yù)防措施（1）施工前的準(zhǔn)備工作應(yīng)充分在瀝青路面施工前，監(jiān)理對拌和廠、攤鋪、壓實(shí)等施工機(jī)械設(shè)備的配套情況、性能、

26、計(jì)量精度等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對不符合要求的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)要求施工單位抗旱進(jìn)行更換，直至符合要求。高度重視配合比試驗(yàn)和試驗(yàn)段試鋪工作，根據(jù)試驗(yàn)段結(jié)果，調(diào)整確定合理的生產(chǎn)配合比。（2）嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量采用自動化程度高、計(jì)量準(zhǔn)確、產(chǎn)量大的強(qiáng)制性間歇式拌和樓，并在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對拌和樓穩(wěn)定性的控制，拌合過程中發(fā)現(xiàn)“糊料”或“離析”等異常情況應(yīng)立即進(jìn)行處理；加大馬歇爾試驗(yàn)頻率，嚴(yán)格控制瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)。（3）確保混合料運(yùn)輸、攤鋪及碾壓的質(zhì)量瀝青混合料裝車時(shí)先裝運(yùn)輸車的前部，再裝運(yùn)輸車的后部，最后裝運(yùn)輸車的中部，防止混合料離析。攤鋪混合料時(shí)，運(yùn)距不能過遠(yuǎn)，攤鋪溫度應(yīng)控制在130

27、160為宜，嚴(yán)格控制攤鋪寬度，攤鋪厚度要均勻，壓實(shí)設(shè)備要配足，控制好壓實(shí)工藝，速度控制在2m/min 左右，碾壓遍數(shù)以68 遍為宜，確保瀝青面層的壓實(shí)度。（4）在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時(shí)，按規(guī)定灑布粘層瀝青。（5）嚴(yán)禁施工機(jī)械在已鋪好的瀝青路面上停留，確需停留時(shí)應(yīng)在機(jī)械下面鋪墊塑料薄膜或采取其他防油措施，防止油漏到路面上。4. 4 原材料質(zhì)量的控制 優(yōu)質(zhì)基層 十多年的我國高速公路的使用經(jīng)驗(yàn)表明，半剛性基層的設(shè)計(jì) 通常沒有明顯的問題或不足。從設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成 兩層，通常是過厚的。在材料設(shè)計(jì)上唯一不足的是，有些高

28、速公路設(shè)計(jì)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(qiáng)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(qiáng)度范圍。上述設(shè)計(jì)上的不足，一般不會導(dǎo)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(yán)引起的。以下就基層施工中值得注意的幾個(gè)問題簡述如下: （一）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(dá)10%

29、。 2)集料級配。集料級配對混合料，特別是水泥混合料的強(qiáng)度有顯著影響。例如，對于級配不好的缺細(xì)集料的天然砂礫，要用 7%8%水泥穩(wěn)定才能達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度。而添加部分細(xì)集料使其達(dá)到最佳級配后，只要用4%5% 水泥穩(wěn)定就可以達(dá)到要求的強(qiáng)度。水泥穩(wěn)定最佳級配砂礫的強(qiáng) 度比穩(wěn)定天然砂礫的強(qiáng)度50%100%。為了滿足凍融試驗(yàn)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。 （二）半剛性材料拌和廠 拌和廠的任務(wù)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(shí)際拌和時(shí)的含水量較最佳含水量大1%2%左 右，以彌補(bǔ)混合料在運(yùn)輸和攤鋪

30、過程中的水分損失，使碾壓時(shí)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(xì)粒土，碾壓時(shí)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(gè)重要環(huán)節(jié)。在拌和廠有多個(gè)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(guān)系。(1)要建立不同規(guī)格集料的進(jìn)場驗(yàn)收制度。(2)不同粒級的集料要分別堆放應(yīng)事先計(jì)算各種不同粒級集 料的需要量，計(jì)劃進(jìn)料的時(shí)間，并計(jì)算各種不同粒級集料所需堆 放場地的面積。(3)細(xì)集料要覆蓋。(4)下料斗上口之間要用隔板隔開。 2)嚴(yán)格控制水泥劑量。 3)運(yùn)料車裝料出廠時(shí)，車廂應(yīng)該覆蓋，車廂覆

31、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(fēng)的氣候條件下，更應(yīng)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(yùn)到現(xiàn)場時(shí)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(jī)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(qiáng)度偏低，埋下開放交通后路面產(chǎn)生局部損壞的禍根。 （三）鋪筑現(xiàn)場 鋪筑現(xiàn)場的主要任務(wù)是將運(yùn)到現(xiàn)場的半剛性材料及時(shí)鋪成符合設(shè)計(jì)要求的厚度和度，碾壓密實(shí)，使其壓實(shí)度符合規(guī)定的要求，同時(shí)具有良好的平整度，最后進(jìn)行合適的養(yǎng)生。（1）瀝青的選擇應(yīng)按照公路等級、氣候條件、交通組成、路

32、面結(jié)構(gòu)類型及層位、施工方式等并結(jié)合當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)論證后確定。（2）嚴(yán)格控制粗細(xì)集料和礦粉的質(zhì)量集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。粗集料必須嚴(yán)格控制針片狀顆粒含量、壓碎值和含泥量,同時(shí)應(yīng)盡量降低骨料的含水量。如果集料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確?；旌狭系目箘兟湫阅?。（3）加強(qiáng)瀝青混合料配合比的控制瀝青混合料集料的篩分試驗(yàn)必須滿足規(guī)范要求或設(shè)計(jì)要求，其他材料的用量也必須滿足規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，不斷地調(diào)整目標(biāo)配合比，使生產(chǎn)配合比更符合實(shí)際。4. 5 重視防排水系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量水是造成路面損壞的主要原因之一。要高度重視路基路面防排水綜

33、合設(shè)計(jì)，尤其挖方路段及中央分隔帶、土路肩等部位的排水問題，按照“以防為主，防排結(jié)合”的原則，做好路基、基層、面層的防排水綜合設(shè)計(jì)。中央分隔帶需要植樹綠化時(shí)要認(rèn)真做好防排水層，對防排水難以做好的路段，可采用表面封閉的中央分隔帶形式。 減少瀝青路面水損壞的措施瀝青混合料的壓實(shí)度不夠，使原本空氣率較大的羅型瀝青混凝土的現(xiàn)場空氣率更大，也使羅型瀝青混凝土的空氣率偏大，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(shí)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(shè)計(jì)和施工兩方面考慮采取多種

34、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: （一）防治滲水 各層（三層式或兩層式）都用密實(shí)式瀝青砼，防止或減少路面透水。（密實(shí)式粗集料斷級配瀝青砼，高溫抗永久變形能力強(qiáng)：將SMA改性瀝青用在表層）少量的路面雨水不可避免地通過結(jié)構(gòu)孔隙下滲，在瀝青混凝土表面層下設(shè)置防水層；封閉中央分隔帶，綠化改為大盆栽，防止由中央分隔帶透水；防止中央分隔帶兩側(cè)路緣石與面層瀝青砼聯(lián)接處透水，或取消路緣石?；蛘咴O(shè)計(jì)時(shí)中央分隔帶排水采用凸型中央分隔帶使大部分雨水自行排至路面外，但仍有部分水會滲入中央分隔帶內(nèi)。為防止這部分水滲入路面基層、底基層和土基，在中央分隔帶內(nèi)的路面兩端部分

35、及中央分隔帶底部用水泥沙漿抹2cm，然后涂瀝青，再鋪防滲土工布，中央分隔帶底部采用縱向碎石盲溝和設(shè)橫向排水管的排水系統(tǒng)。在縱向碎石盲溝內(nèi)埋設(shè)軟式透水管，每隔5070m設(shè)置一個(gè)集水槽，再經(jīng)橫向排水管排出路基外。在路面水破壞部位對應(yīng)的硬路肩位置上設(shè)置盲溝排水?；蛘咴诼访娼Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，底基層采用20cm級配碎石或沙礫碎石，兼作調(diào)平層與排水層。路肩上設(shè)置橫向盲溝，在路肩邊緣的石砌鑲邊中，按34m的間距橫向埋設(shè)5cm硬塑料排水管，排除路肩部分的碎石盲溝積水。 （二）提高瀝青與礦料的粘結(jié)力表層應(yīng)不低于5級 （三）提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，并增加現(xiàn)場空隙率檢驗(yàn)指標(biāo) （四）把好施工質(zhì)量 瀝青混凝土施工質(zhì)量的好壞是防止或減少

36、瀝青路面出現(xiàn)水害的重要因素。水損害是瀝青路面的一種主要病害形式，它將導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)松散、坑洞、擁包、縱橫向裂縫以及雨水沿縫下滲形成的啃邊、局部沉陷、翻漿等病害現(xiàn)象，已形成公路行業(yè)關(guān)注的重要問題。河南高遠(yuǎn)作為國內(nèi)領(lǐng)先的公路養(yǎng)護(hù)企業(yè)，積極投身于此項(xiàng)技術(shù)的研究與攻關(guān)，經(jīng)過多年的試驗(yàn)、施工、檢測、評價(jià)分析，終于率先在國內(nèi)提出LTC技術(shù)（瀝青路面透水性處治技術(shù)），該項(xiàng)技術(shù)于2008年獲得 “中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎”、河南省交通廳科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，同時(shí)被評定為國際先進(jìn)水平。4. 6 泛油及縱向形變和裂縫的預(yù)防措施 泛油瀝青用量過大是瀝青面層泛油的最根本原因，而瀝青用量過大的主要原因有：1)瀝青混合料設(shè)

37、計(jì)時(shí)的擊實(shí)功不夠。我國在設(shè)計(jì)瀝青混合料 時(shí)通常采用馬歇爾試驗(yàn)方法。當(dāng)初在開發(fā)和確定馬歇爾試驗(yàn)方法時(shí)，選定室內(nèi)試驗(yàn)的壓實(shí)功是要使室內(nèi)產(chǎn)生的密度等于野外行車荷載作用下最終達(dá)到的密度。如果室內(nèi)所用擊實(shí)功產(chǎn)生的密度小于使用過程中所達(dá)到的最終密度，所選定的瀝青用量就會偏多。布朗(Brown)和克勞斯(Cross)指出，熱拌瀝青混合料的實(shí)際(路上的)密度常超過室內(nèi)的密度。 2)施工控制不嚴(yán)和管理不善。礦料級配常有明顯變化，而 瀝青用量保持不變。 3)少數(shù)施工單位習(xí)慣于使用瀝青用量較大的混合料?？v向形變和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(shí)度在橫向也

38、不可能均勻一致，因此細(xì)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(yán)重影響路面的使用性能和使用壽命。路線設(shè)計(jì)和路基施工都應(yīng)該盡力避免產(chǎn)生嚴(yán)重的早期路面縱向形變。產(chǎn)生嚴(yán)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(xì)。 2)路堤位于坡面上。 3)路堤邊部壓實(shí)度不足，其實(shí)際密實(shí)度與路堤中部的密實(shí)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(yù)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(shè)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

39、下再設(shè)置盲溝，并將盲溝中的水設(shè)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(shè)置一個(gè)集水蒸發(fā)池。這些預(yù)防措施宜盡早實(shí)施，愈早實(shí)施，愈有利。 2)靠近擋土墻的路堤寬度內(nèi)選用小型壓實(shí)設(shè)備(如小型振動壓路機(jī)，爆破夯等)進(jìn)行壓實(shí)。同時(shí)要顯著減薄壓實(shí)層的厚度，盡可能達(dá)到要求的壓實(shí)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(shí)。這些材料的強(qiáng)度不需要符合用做底基層時(shí)的強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)，要求可以低得多。4. 7 加強(qiáng)預(yù)防性、及時(shí)性養(yǎng)護(hù),延長路面使用壽命高速公路養(yǎng)護(hù)管理單位要按照高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評方法規(guī)定的

40、頻率，定期對路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗滑性能、平整度和路面破損狀況等進(jìn)行檢測，加強(qiáng)超限、超載運(yùn)輸管理, 嚴(yán)格限制超載、超限車駛?cè)敫咚俟?。并采用路面管理系統(tǒng)對路面使用狀況進(jìn)行評價(jià)，科學(xué)制訂養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，針對路面早期損壞加強(qiáng)預(yù)防性、及時(shí)性養(yǎng)護(hù)工作，延長路面使用壽命。4. 8 加深技術(shù)研究和引進(jìn)工作推廣采用較先進(jìn)的路面結(jié)構(gòu), 如瀝青路面采用SBS 改性瀝青或SMA 面層, 以提高抗永久變形能力和抗磨耗能力; 中面層和下面層采用FAC- 20 結(jié)構(gòu), 以路面的抗疲勞和抗車轍能力; 改善基層的類型, 如采用大粒徑碎石( LSM) , 減少路面的反射裂縫等。推廣應(yīng)用較先進(jìn)的路面設(shè)計(jì)成果。如高性能瀝青路面( Super

41、pave) 的研究成果提出了一個(gè)新觀點(diǎn), 即以使用性能為基礎(chǔ)的瀝青分等方法, 用新指標(biāo)、新試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法來檢驗(yàn)瀝青; 以體積配合比法進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)。參照國外成功的路面設(shè)計(jì)概念來指導(dǎo)瀝青路面設(shè)計(jì)。如國外采用較多的永久性路面結(jié)構(gòu), 面層具有抗車轍、不透水和抗磨耗的能力, 中間層要具有良好的耐久性, 基層要具有抗疲勞和耐久的能力。為了提高路面結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力, 可提高基層的瀝青含量或增加路面結(jié)構(gòu)的總厚度降低拉應(yīng)變水平。通過選擇適宜的材料和級配類型( 骨架型) ,提高中間層的抗車轍能力和耐久性。磨耗層要求具有抗車轍、不透水、抗溫度裂縫和耐磨等方面的能力, 可以采用SMA 或Superpave 混合

42、料來修筑。隨著高速公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，我國的高速公路的運(yùn)營管理也開始受到了人們的廣泛關(guān)注，人們普遍認(rèn)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。采用新技術(shù)、新材料、新方法和新工藝，是防治高速公路瀝青路面早期損壞的基礎(chǔ)。高速公路管理部門要針對本地區(qū)高速公路瀝青路面損壞的特點(diǎn)及自然環(huán)境條件，組織有關(guān)單位和人員結(jié)合工程建設(shè)進(jìn)行研究和攻關(guān)，提出防治措施和方法，成熟經(jīng)驗(yàn)要及時(shí)總結(jié)推廣。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(wù)的社會化管理。這些基本認(rèn)識以及我國高速公路運(yùn)營管理部門多年來在實(shí)踐中形成的諸多成熟經(jīng)驗(yàn)，對推動高速公路管理起到了積極