瀝青路面破損類型與成因分析報(bào)告

同濟(jì)大學(xué)道路與機(jī)場(chǎng)工程系

黃琴龍2006年06月瀝青路面早期破損成因與防治

瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

類

型

瀝青路面早期破損的形成原因

瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

防

護(hù)主

要

內(nèi)

容2瀝青路面的特點(diǎn)>使用性能好：路面平整無接縫，減震吸聲，行車舒適；

具有一定粗糙度，無強(qiáng)烈反光，行車安全>施工方便：機(jī)械化施工，控制質(zhì)量；不需養(yǎng)護(hù)、及時(shí)開放交通>再生利用：資源與環(huán)境保護(hù)>存在問題：§高溫穩(wěn)定性§低溫抗裂性§水穩(wěn)定性3瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

主

要

類

型1.橋頭跳車臺(tái)背填土壓實(shí)不足，導(dǎo)致填土在臺(tái)背后數(shù)十米范圍內(nèi)下沉

2.沉陷成

足，強(qiáng)度不夠，在行車載荷和自然因素3.裂縫橫向裂縫：荷載性裂縫和非荷載性裂縫縱裂縫：半填半挖處的裂縫,分幅攤鋪時(shí)縱縫龜裂：又稱網(wǎng)裂，路面整體強(qiáng)度不足，基層軟化，穩(wěn)定性不

良等引起的，瀝青路面老化變脆，也會(huì)成網(wǎng)狀裂縫。下局4瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

主

要

類

型4.車轍變形結(jié)構(gòu)性車轍：

由于荷載的作用，發(fā)生在瀝青面層以下包括

路基在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久變形。磨損性車轍：

由于車輛不斷地磨損路面，特別是大量重型

超載車輛渠化行駛在主車道上，磨損路面也會(huì)形成車轍。流動(dòng)性車轍：

在高溫條件下，車輪碾壓反復(fù)作用，荷載應(yīng)力超過瀝青混合料的穩(wěn)定度極限，使流動(dòng)變形不斷積累形成車轍。5瀝青路面早期破損的主要類型5.坑槽壓實(shí)不足性坑槽：

施工時(shí)混合料溫度太高，使瀝青老化，

粘結(jié)力降低，脆性增加，導(dǎo)致壓實(shí)不夠，粘結(jié)不牢，在行

車載荷作用下，形成坑槽；混合料溫度太低，攤鋪不均勻，

壓實(shí)不充分，導(dǎo)致壓實(shí)度不夠形成坑槽。厚度不夠性坑槽：

路面下面層局部標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致瀝

青上面層個(gè)別地方厚度不夠，在行車作用下，部分混合料易被“帶走”,形成坑槽。水損害性坑槽：

①開始影響瀝青與集料的粘附性，②瀝青

膜與集料開始剝離③路面開始麻面、松散、掉粒。最后形

成坑槽6瀝青路面早期破損的主要類型5.坑槽壓實(shí)不足性坑槽：

施工時(shí)混合料溫度太高，使瀝青老化，

粘結(jié)力降低，脆性增加，導(dǎo)致壓實(shí)不夠，粘結(jié)不牢，在行

車載荷作用下，形成坑槽；混合料溫度太低，攤鋪不均勻，

壓實(shí)不充分，導(dǎo)致壓實(shí)度不夠形成坑槽。厚度不夠性坑槽：

路面下面層局部標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致瀝

青上面層個(gè)別地方厚度不夠，在行車作用下，部分混合料易被“帶走”,形成坑槽。水損害性坑槽：

①開始影響瀝青與集料的粘附性，②瀝青

膜與集料開始剝離③路面開始麻面、松散、掉粒。最后形

成坑槽7瀝

青

路

面

早

期

破

損

的

主

要

類

型6.瀝青路面的表面功能衰減瀝青路面的表面功能是指瀝青路面的平整、抗滑、噪音、濺水和水霧等。主要說明路面抗滑性能的衰減。

面；第二是粗集料不耐磨，迅速磨光。路能的可滑量光用成青變?yōu)r到，直大構(gòu)造深度下降過大，針入度路面漸漸泛油第一是瀝青標(biāo)過多原因8瀝青路面的車轍現(xiàn)象9瀝青路面早期車轍損壞成因分析(1)結(jié)構(gòu)性車轍>施工時(shí)嚴(yán)重壓實(shí)不足>道路交通的影響>

水

損

害(2)失穩(wěn)性車轍>

瀝

青

粘

度

較

低瀝青混合料中瀝青用量過多>

馬歇爾密度標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代交通狀況不適應(yīng)

(3)磨損性車轍10瀝青路面早期車轍損壞成因分析施工時(shí)嚴(yán)重壓實(shí)不足理論計(jì)算：路面竣工時(shí)初始空隙率為10%,經(jīng)過行車壓實(shí)空

隙率降低到4%,10cm

厚的瀝青層的車轍深度6～7mm室內(nèi)試驗(yàn)：試驗(yàn)條件相同時(shí)瀝青混合料試件的車轍深度隨著

空隙率的增加而增大11接

觸

壓

力

(

M

P

a

)0.71.321.94動(dòng)

穩(wěn)

定

度

(

次

/

m

m

形率0.01920.02980.0851道路交通的影響大型、慢速、高溫12瀝

青

路

面

早

期

車

轍

損

壞

成

因

分

析馬歇爾密度標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代交通狀況不適應(yīng)馬歇爾試驗(yàn)得到的標(biāo)準(zhǔn)密度相對(duì)于現(xiàn)代交通偏低>擊實(shí)功小>路面在經(jīng)過行車壓實(shí)后很快地再次被壓密而出現(xiàn)車轍13瀝青路面早期車轍損壞成因分析瀝青混合料設(shè)計(jì)不良，

瀝青用量過多14提

高

瀝

青

路

面

抗

車

轍

能

力

的

對(duì)

策(1)材料設(shè)計(jì)的措施瀝青混合料高溫強(qiáng)度的構(gòu)成：

r=C+otgg>提高瀝青混合料的粘結(jié)力C嚴(yán)格控制瀝青用量選

擇

高

粘

度

瀝

青

(

使

用

改

性

瀝

青

)

>提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻角：▲選擇紋理粗糙，多棱角的集料采用適當(dāng)?shù)牡V料級(jí)配，增加粗骨料含量

選擇合適的級(jí)配、最大粒徑>設(shè)計(jì)時(shí)考慮交通組成和環(huán)境溫度的影響15提

高

瀝

青

路

面

抗

車

轍

能

力

的

對(duì)

策(2)提高施工質(zhì)量與管理水平，杜絕以下現(xiàn)象>不恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)平整度而忽視壓實(shí)度>

為避免攤鋪機(jī)停頓影響平整度，而不恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)連續(xù)

攤鋪，

以致等待時(shí)間過長(zhǎng)料溫下降而導(dǎo)致嚴(yán)重壓實(shí)不足16瀝青路面早期裂縫現(xiàn)象與成因裂縫類型：>

反

射

裂

縫>

溫

度

裂

縫>結(jié)構(gòu)承載力不足導(dǎo)致的各類裂縫>瀝青老化：路表形成微裂縫到塊裂17瀝青路面裂縫防治對(duì)策(1)反射裂縫的控制與延緩稱提高瀝青面層厚度改善

基

層

材

料性能·采用高強(qiáng)度瀝青混合料·設(shè)置應(yīng)力吸收層等(2)對(duì)瀝青與瀝青混合料的要求選擇應(yīng)變能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度高的瀝青和瀝青混合料

降低基層上方瀝青層的空隙率(3)控制基層施工條件。控制施工時(shí)的含水量18瀝青路面坑槽損害現(xiàn)象19(1)瀝青混合料的松散>損壞的直接原因：瀝青與集料的粘附性不足或?yàn)r青老化>松散損壞特征：坑洞損壞由上向下發(fā)展，多呈“口大底小”的特征。瀝

青

路

面

坑

槽

破

損

與

成

因

瀝青與集料的粘附性20(2)瀝青混合料的剝落>瀝青混合料強(qiáng)度降低、松散而逐漸向上發(fā)展為坑洞，常常具有“底大口小”或“平底鍋”的特征>表面征象：車轍、泛油、推擠、波浪、松散、坑槽和開裂等瀝

青

路

面

坑

槽

破

損

與

成

因21瀝青路面坑槽破損與成因

水對(duì)瀝青路面的作用,

瀝青混合料剝落瀝青在路面中的遷移

瀝

青混

合

料

強(qiáng)

度

下降路

面

空隙

率動(dòng)水壓力瀝

青

-

集

料的

粘附

性>

泛油

>

車

轍

>

推

擠

>

波

浪

>

坑槽

>

開

裂

>

翻

漿22瀝青路面坑槽破損與成因?yàn)r青混合料的離析：粗、細(xì)集料分離瀝青混合料的離析23瀝青路面坑槽破損與成因?yàn)r青混合料的離析24一個(gè)芯樣的兩面瀝

青

混

合

料

的

離

析

現(xiàn)

漿25提

高

瀝

青

路

面

抗

早

期

坑

槽

破

損

的

對(duì)

策(1)重視路面排水，防止瀝青面層的滯水目前的高等級(jí)道路的路幅較寬，路表橫向排水速度較慢。

半剛性基層相對(duì)較為密實(shí)，進(jìn)入瀝青面層的水分沿著橫

坡方向向道路外側(cè)車道遷移。這些水分被外側(cè)路緣石阻

擋，無法排除，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)集聚在外側(cè)車道的瀝青面

層中。當(dāng)進(jìn)入混合料空隙中的水分不能及時(shí)排出時(shí)，在

交通荷載尤其是在重載的作用下，所形成的水循環(huán)作用和水壓力作用，導(dǎo)致瀝青混合料強(qiáng)度進(jìn)一步降低直至松散破壞。因此，需要設(shè)置排水系統(tǒng)，及時(shí)地將進(jìn)入面層

中的水排除至道路結(jié)構(gòu)之外26提

高

瀝

青

路

面

抗

早

期

坑

槽

破

損

的

對(duì)

策(2)提高瀝青路面壓實(shí)密度，降低空隙率瀝青路面施工壓實(shí)不足是造成結(jié)構(gòu)性車轍的主要

原因，也是造成路面滲水導(dǎo)致水損害的主要因素。27提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對(duì)策(3)降低瀝青混合料的離析程度離析是大量存在的，

一且發(fā)生離析，瀝青混合料的設(shè)計(jì)形同虛設(shè)，失去意義，路面不能表現(xiàn)出預(yù)期的性能，28提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對(duì)策(4)重視組成材料設(shè)計(jì)>選擇適宜的級(jí)配組成>選擇潔凈集料>使用改性瀝青及抗剝落劑提高瀝青與集料的粘附性29提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對(duì)策(4)重視組成材料設(shè)計(jì)>選擇適宜的級(jí)配組成>選擇潔凈集料>使用改性瀝青及抗剝落劑提高瀝青與集料的粘附性30瀝青路面早期破損的形成原因1.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題路基路面應(yīng)作為整體進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)>結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)厚度太小2.路面原材料瀝

青

材

料

性

能

不

過

關(guān)>骨料的表面特性、形狀、磨耗值、級(jí)配不能滿足使用要求，

以及礦粉的質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致瀝青混合料的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力、粘

結(jié)力下降3.施工質(zhì)量問題攤鋪面層前基層不灑粘層油，或?yàn)⒉脊に嚳刂撇粐?yán)造成計(jì)量不準(zhǔn)、油膜不均勻、不連