高等级公路沥青路面病害与养护
2014-03-20晏红莲
晏红莲
(嘉峪关公路管理局,甘肃 嘉峪关735100)
随着交通量的剧增,各种道路病害也随之出现,并有恶化的趋势。现在各行各业发展速度普遍加快,对交通的需求就更大,车流量的增加,超载现象日趋严重,加之恶劣天气的影响,使得路面结构承载力大大降低,出现不同程度的损坏。就仅仅对道路的维修费用,国家都要拨出一大笔资金。 道路的损坏不仅不能保证车辆的行驶安全,而且还带来了经济负担。 如何才能降低公路养护维修的资金,提高公路的使用年限成为我们深思的问题。
1 高等级公路沥青路面常见病害
1.1 裂缝
从路面材料到路面结构经过综合分析得出,沥青路面在使用早期容易出现裂缝的原因主要有如下几点:
1.1.1 行车荷载的原因
裂缝病害在长期受车辆作用的行车道上的数量明显要比路面上其他地方的数量要多很多。 而且,裂缝的形状一般是沿着路面表面往下延伸的,这也说明发生在沥青路表面的裂缝病害受车辆荷载作用比较明显。
1.1.2 温度变化
沥青路面的上层表面产生的裂缝一般是受温度变化的影响而造成的。 道路长期处在外界的环境中,随着季节的变化,昼夜温差的变化,混凝土面层会发生横向裂缝,横向裂缝在没有分割带的情况下会贯通整个路面。在夜间,随着温度的降低,热胀冷缩会导致路面产生收缩裂纹。 当沥青混合料的抗拉强度不足以抵抗收缩时产生的拉应力,路面就会出现裂缝。 若温度长期变化,虽然收缩的拉应力没有超过沥青混合料的抗拉强度,但是长期的温度变化,会引起温度疲劳裂缝,降低了沥青混合料的抗拉强度,从而引起路面的开裂。
1.2 水损害
所谓水损害是指在沥青路面工程完成后,路面残留的水等与空气一同进入混合料存在的缝隙中,并逐渐深入混合料的内部。 当水分没有被及时排出,残留在混合料中的水分,通过来往车辆荷载压力和温度等的作用下,就会向沥青和集料中蔓延,沥青会因为水的深入使其粘附性大大降低,不能很好的与集料粘合,甚至发生脱落现象,最终造成强度达不到标准值。如果没有对水损害进行及时的补救,久而久之,就会引起其他不同形式的病害出现,如松散、车辙、推挤变形等。 要确保沥青路面抗水损害的能力, 就要在施工时注重矿料的质量控制,以及沥青和矿料间的相互作用是否符合要求,同时,还要注重沥青混合料的空隙率和沥青膜的厚度,防止水分和空气有缝可钻,这些都是确保路面水稳定性的关键因素。
1.3 车辙病害
1.3.1 气候原因
气候因素是沥青路面产生车辙的外部因素之一,气候因素主要指的是风、雨、日照、气温、热流以及辐射等。这些因素的变化都可能会对沥青路面产生病害。 在这些因素中,只有温度对沥青混合料高温性能的影响机理不同,其它的因素都间接的归纳到温度变化上来。
据统计研究,我国高速公路发生车辙现象主要集中在夏季高温季节,有时候出现车辙就仅仅在温度最高的那几天里。 这也表明了温度很大程度上影响着沥青路面的性能,因为沥青劲度会随着温度的升高而下降。 车辙早期损坏不大可能是重复载荷作用频繁造成的,其主要原因是温度以及应力有关的应变,因为温度越高,塑性变形的比例越大,而弹性变形的比例越少。已经研究出,车辙现象快速增长是在气温超过38℃时,当气温超过40℃时,路面出现车辙损害的时间将更快,有时甚至只需几天的时间。 由此可见,温度的变化对车辙的影响是非常大的。
1.3.2 沥青原因
选用不同的沥青品种对沥青路面的抗车辙能力是有影响的。改性沥青路面抗车辙能力要高于普通沥青路面。
1.3.3 集料原因
集料对路面抗车辙能力的影响主要指的是集料级配的影响。集料级配的不同,则沥青混合料的受力性能就不一样。 通常集料的类型分为三种:骨架密实型、悬浮密实型和骨架疏松性,常用的主要是前两种级配类型。 现主要对悬浮密实型集料进行讨论。 悬浮密实型是指粗骨料镶嵌在细集料中而形成混合料的主要受力部分,并且沥青含量比较多。这种结构的集料拌制成的沥青混合料虽然承受荷载作用的能力比较强,抵抗水损害能力较好,低温性能也不错,但是正因为沥青含量相对比较多,其高温稳定性一般都没法满足要求,其抵抗车辙的能力也比较弱。
2 高等级公路沥青路面的养护
面临高等级公路沥青路面出现的多种病害, 针对不同的产生原因,其处理方式也是不相同的。 然而,很多病害产生的原因都是在施工时对材料,施工技术等不够严格,使得路面存在很多病害隐患,最终导致各种病害的出现。 因此,做好预防性养护是最有效的病害预防措施。
2.1 路面病害的预防
路面病害的外观往往比较易于识别, 通过对完工后仔细的检查,就可以比较容易确定病害的原因, 从而采取合理的预防或处治措施。路面病害的主要防止措施,一是要重视路面层的设计和施工,若不注重,就会为日后的早期损坏埋下隐患;二是要加强对来往车辆载重的控制,降低超载车辆通行率;三是要重视日常的巡查保养工作,这能及时的发现问题,并解决问题。
2.2 路基病害的预防
路基病害中,地基不均匀沉降多出现在公路建设完工以后,所以路基病害的防治措施应该是以防为主。 在进行工程设计之前,首先应该对施工地段进行认真详细的地质勘探,然后根据地基的地质情况和建设的实际要求, 全面分析然后确立合理的工程布局和结构类型,并在需要的部分设置沉降缝;
在对路堤基底进行填筑前,要对基底的土质、植物等情况进行详细了解,并做出相应措施,要按照技术规范的要求认真做好基底填筑的前期工作。 一般会在施工场地先开通一条施工专用道,并将专用道上的杂物清理干净,以便施工运输通畅。用挖掘机、推土机等对填筑地面进行清理,表面的土壤清除厚度一般在10cm-30cm 之内,清理的杂物不能随意堆放,而妨碍到工程施工,应对其进行合理的处理和堆放。选用级配良好的粗粒土作为填筑材料,不同填料填筑路基时,应按规范要求控制好松铺厚度、最佳含水量、填料粒径等,然后进行分层填筑。 在使得每层的压实度达到规定后, 再继续进行上一层的填筑;路基填料的含水量应均匀,控制在最佳含水量两个百分点之内,在填筑上层土时,应对下层填土的压实度和含水量进行技术排查,合格后方能填筑上层土。
3 结语
随着交通的迅速发展,它给人们生活带来越来越多的便利,在多方面影响着人们的生活。 而大部分高等级公路主要是以沥青为原料,而且在使用早期容易出现各种病害。 通过对各种常见病害进行分析,得出了导致各种病害的原因。为确保高等级公路沥青路面的有效使用寿命,最好的方法就是做好预防性养护,加强路面结构层的施工,保证路面质量,减少路面病害。
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