瀝青路面破損類型與成因分析

1、1,瀝青路面早期破損成因與防治,同濟(jì)大學(xué)道路與機(jī)場工程系 黃琴龍 2006年06月,2,主要內(nèi)容, 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),3,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,4,瀝青路面早期破損的主要類型,1.橋頭跳車 臺背填土壓實(shí)不足，導(dǎo)致填土在臺背后數(shù)十米范圍內(nèi)下沉 2.沉陷 由基層局部成形不足，強(qiáng)度不夠，在行車載荷和自然因素等作用下形成的。 3.裂縫

2、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，也會成網(wǎng)狀裂縫。,5,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，磨損路面也會形成車轍。 流動性車轍：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，使流動變形不斷積累形成車轍。,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 ：施工時混合料溫度

3、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 ：開始影響瀝青與集料的粘附性 ，瀝青膜與集料開始剝離路面開始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽,7,瀝青路面早期破損的主要類型,5.坑槽 壓實(shí)不足性坑槽 ：施工時混合料溫度太高，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，

4、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 ：開始影響瀝青與集料的粘附性 ，瀝青膜與集料開始剝離路面開始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽,8,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。 原因：第一是瀝青標(biāo)號過大，針入度偏大，瀝青用量可能過多，路面漸漸泛油，構(gòu)造深度下降，直到變成光滑的路面；第二是粗集料不耐磨，迅速磨光。,9,瀝青路面的車轍現(xiàn)象,10, 結(jié)構(gòu)性車轍 施工時

5、嚴(yán)重壓實(shí)不足 道路交通的影響 水損害 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) 磨損性車轍,11,理論計(jì)算： 路面竣工時初始空隙率為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67mm 室內(nèi)試驗(yàn)： 試驗(yàn)條件相同時瀝青混合料試件的車轍深度隨著 空隙率的增加而增大,施工時嚴(yán)重壓實(shí)不足,12,道路交通的影響,大型、慢速、高溫,13,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,14,瀝青混合料設(shè)計(jì)不良，瀝青用量過多,15, 材料設(shè)計(jì)的措施 瀝

6、青混合料高溫強(qiáng)度的構(gòu)成：C+tg 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料級配，增加粗骨料含量 選擇合適的級配、最大粒徑 設(shè)計(jì)時考慮交通組成和環(huán)境溫度的影響,16, 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，以致等待時間過長料溫下降而導(dǎo)致嚴(yán)重壓實(shí)不足,17,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,18,瀝青路面裂縫防治對策, 反射裂縫的控制與延緩 提高瀝青面

7、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 對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 控制基層施工條件 控制施工時的含水量,19,瀝青路面坑槽損害現(xiàn)象,20, 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。,瀝青與集料的粘附性,21, 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,22,泛油 車轍 推擠 波浪 坑槽 開裂 翻

8、漿,路面空隙率 動水壓力 瀝青-集料的粘附性,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,23,瀝青混合料的離析：粗、細(xì)集料分離,24,25,一個芯樣的兩面,26, 重視路面排水，防止瀝青面層的滯水 目前的高等級道路的路幅較寬，路表橫向排水速度較慢。 半剛性基層相對較為密實(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，在較長時間內(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排出時，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)，及時地將進(jìn)入面層

9、中的水排除至道路結(jié)構(gòu)之外,27, 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。,28, 降低瀝青混合料的離析程度 離析是大量存在的，一旦發(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，,29, 重視組成材料設(shè)計(jì) 選擇適宜的級配組成 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,提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策,30, 重視組成材料設(shè)計(jì) 選擇適宜的級配組成 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,提高瀝青路面抗早期坑槽破損的對策,31, 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 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 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、不連續(xù)稠度；基層清掃不凈，殘余浮土、碎石、油污等形成隔離層。 面層鋪筑過程中易出現(xiàn)