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摘 要:文章针对新建高速公路沥青砼路面早期出现的损坏,结合所属单位高速公路沥青砼养护路段特点,对沥青路面早期破坏的形成原因、早期病害预防措施进行了分析和论述。
关键词:高速公路;沥青路面;早期破坏;防治措施
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0066-02
1 沥青路面早期破坏的原因
沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便且适宜于分期修建等优点,现已在公路与城市道路修建中广泛应用,但仍存在设计年限内发生的早期破损现象。本文主要从下述4方面研究沥青路面早期破坏:
1.1 设计方面
中国沥青路面的真正开发、研究及大规模设计、施工,还是近10多年来伴随着高速公路建设而发展起来的。因此,还有不少设计问题有待研究,再加之近年来公路建设飞速发展,设计施工时间紧迫,设计中调查、研究不够,使得一些沥青路面设计存在诸多不合理,从而导致早期破坏。根据调查及多年来的工作实践存在设计问题如下:①结构设计不合理。如基层厚度不够,面层、分层及材料配合比设计不当,面层厚度不合理;②路面、基层、底基层排水设计考虑不周;③路面所处段土质和水文情况与实际出入大,使得路面参数不符合实际;④地基处理设计不合理,使得地基沉降未达到允许的工期后沉降等。
1.2 施工方面
中国近10年来随着高速公路建设,沥青路面才得以大发展,但因施工队伍经验不足,施工设备不强,再加多数工程施工时间紧,使得由于施工质量而造成路面早期破损的情况较为普遍。根据调查主要有:
1.2.1 软土地基沉降
在软土地基上修筑路基,若不加处理失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用,为了保证公路路基的稳定性,必须对公路经过地段的软土进行加固处理,使软土排水固结,使路基的沉降逐渐减小。中国目前普遍存在工程赶工期、抢进度、搞献礼工程等现象,因此,软土地基处理后,没有足够的时间修筑路面,从而引起路面出现早期的网裂、唧泥、坑洞、纵裂和横裂等破坏。如据资料记载:京石高速公路涿州段,由于局部路段过去曾经是河道,后淤平,在1992年施工时没有进行处理,在施工过程中,路面全部下沉,当年做完路面底基层后,在该段上填土预压,1993年3月份发现最大下沉量达26 cm,路面底基层返工,增加石灰土底基层和二灰碎石基层找平。
1.2.2 路基压实度不足
路基压实度是路基施工过程中的重要工序,亦是提高路基路面强度与稳定性技术措施之一。土是三相体,土料为骨架,颗料之间的孔隙为水分和气体所占据,压实的目的在于使土料重新组合、彼此挤紧、孔隙缩小、土的密度提高、形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。由于路基压实度不足,会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝(局部路段压实不足),据参考资料,沪宁高速公路于1996年通车,1997年春镇江段发生多处纵裂,修补后其裂缝又反射上来,出现新的纵向裂缝。再者由于局部路段路基压实度不足出现的路面坑洞、横裂多发生在桥头路段,桥台与路基衔接处由于压路机碾压不到位,出现桥头沉陷、桥头跳车等现象。
1.2.3 路面基层施工质量低劣
由于抢工期、赶进度,造成料源紧缺,原材料质量难以保证,不能按照施工规范的要求施工。半刚性基层没有合理的龄期,放松对工程质量的控制,使得基层质量低劣,造成基层网裂,反射到面层,面层出现网裂。水从裂缝下渗到路基中,在行车荷载作用下出现唧泥。资料显示,京石高速公路,从1994年8月底-10月底,2个月的时间修筑100余km的路面和部分路基。二灰碎石基层才3天龄期就允许铺筑沥青砼面层,实际施工中有的还小于3天龄期。面层施工时,重型车辆在上面碾压并转弯,使基层被压坏、松散。1995年5月,保定段就发生了网裂、唧泥、坑洞等破坏,唧泥为黄色泥浆,这主要是由于基层发生破坏,路基中含水量大,在行车作用下泥浆上冒所致,到6~7月份坑洞严重,1995年进行修补,修补面积占该段总面积的9.1%。
2 沥青面层本身的破坏
2.1 由于水产生的破坏
由沥青面层本身的原因引起路面早期破坏有沥青面层松散、坑洞、泛油等。沥青面层破坏的一个很重要的原因是水所引起的,沥青面层中水的来源有地面降水和路基中挤上来的水,大气降水渗到沥青面层中而排不出去,这样在汽车荷载及温度变化的作用下,沥青面层产生破坏。
2.2 沥青面层颗料离析
沥青面层集料大,局部粗集料偏多,细集料偏少,不易压实。矿料与沥青的黏结力小,抗剪强度低,容易出现松散。局部细集料偏多,粗集料偏少,热稳定性差,容易出现车辙、拥包等破坏。
2.3 沥青砼铺装层偏薄
在水泥砼桥面上加铺沥青砼铺装层时,有的设计桥面铺装层厚度偏薄,有的厚度小于5 cm,加上基层间不按规定洒布黏层油,黏层油洒布不均匀,在汽车高速行驶时,轮胎后产生真空吸力,这样在行车荷载作用下,容易出现坑洞。
2.4 沥青被油溶解
在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油,造成沥青被柴油溶解,使沥青在矿料之间黏绳索力降低,产生剥离、松散、出现坑洞。因此,施工机械在路面上停留,应在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。
2.5 沥青面层的压实度偏低
沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要,压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。
3 沥青路面材料方面
沥青路面所铺筑沥青混合料主要由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的复合材料,在混合料组成中,由于材料质量的差异和数量的多少,可形成不同的组成结构,表现为不同的物理力学性能。
3.1 沥青
众所周知,沥青混合料质量的好坏是受沥青结合料影响的,沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有密切关系,直接影响到沥青路面的使用性能,由于近10年来公路上的交通量剧增,一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要。从大量路面结构损坏原因的调查分析来看,路用沥青品质不良是主要原因之一,中国目前生产和最常用的是石油沥青。石油沥青在道路建筑中使用最广,经合理的组成设计,可以用它在不同地区和不同等级的道路上铺筑各种沥青面层和沥青基层。
3.2 矿料
矿料质量的好坏质量直接影响到沥青混合料的强度,是沥青路面早期破损的主要因素。碎石的压碎值、摩耗值不符合要求,或使用酸性矿料,造成沥青混合料的稳定度偏低,引起沥青路面早期的剥落。
3.3矿料的级配及空隙率
认真选择面层矿料级配非常重要,最主要的指标是混合料的设计空隙和设计空隙率和路面的实际空隙率。
4 管理方面
近年,中国公路建设为了加强质量控制,制订了一系列法规,推行招投标及监理制度,制订了质量评定标准,加强了政府监理,使施工质量大有改变。但在一些地方仍存在管理的不足,具体如下:①按基本建设程序办事,前期工作滞后,路面设计方案研究、试验不够;②未严格实行招投标,一些无路面施工经验,无路面施工设备和技术力量的施工队伍承担路面施工,监理也未严格监理;③工期紧迫,搞献礼工程,不能科学地按施工技术规范要求施工;④发生质量问题,不能认真总结经验,严肃对待;⑤施工技术管理,质量管理不严;⑥对采用技术、新工艺、新设备开发研究不够;⑦重建轻养,只管通车献礼,不重视养护管理。
作者简介:黄云飞,男,1965年10月13日出生,内蒙人,毕业于西安公路交通大学交通土建工程专业,高级工程师。杨波,男,1964年5月出生,内蒙人,毕业于河北工业大学,工程师。
Early Time Destruction Reason of Highway Bituminous Pavement
Huang Yunfei, Yang Bo
Abstract: This paper in view of early time destruction reason of highway bituminous pavement, union the highway asphalt to maintain the road section characteristic, analysis and discussion the reason and preventive measure.
Key words: highway; bituminous pavement; early time destruction; preventive measure
关键词:高速公路;沥青路面;早期破坏;防治措施
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0066-02
1 沥青路面早期破坏的原因
沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便且适宜于分期修建等优点,现已在公路与城市道路修建中广泛应用,但仍存在设计年限内发生的早期破损现象。本文主要从下述4方面研究沥青路面早期破坏:
1.1 设计方面
中国沥青路面的真正开发、研究及大规模设计、施工,还是近10多年来伴随着高速公路建设而发展起来的。因此,还有不少设计问题有待研究,再加之近年来公路建设飞速发展,设计施工时间紧迫,设计中调查、研究不够,使得一些沥青路面设计存在诸多不合理,从而导致早期破坏。根据调查及多年来的工作实践存在设计问题如下:①结构设计不合理。如基层厚度不够,面层、分层及材料配合比设计不当,面层厚度不合理;②路面、基层、底基层排水设计考虑不周;③路面所处段土质和水文情况与实际出入大,使得路面参数不符合实际;④地基处理设计不合理,使得地基沉降未达到允许的工期后沉降等。
1.2 施工方面
中国近10年来随着高速公路建设,沥青路面才得以大发展,但因施工队伍经验不足,施工设备不强,再加多数工程施工时间紧,使得由于施工质量而造成路面早期破损的情况较为普遍。根据调查主要有:
1.2.1 软土地基沉降
在软土地基上修筑路基,若不加处理失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用,为了保证公路路基的稳定性,必须对公路经过地段的软土进行加固处理,使软土排水固结,使路基的沉降逐渐减小。中国目前普遍存在工程赶工期、抢进度、搞献礼工程等现象,因此,软土地基处理后,没有足够的时间修筑路面,从而引起路面出现早期的网裂、唧泥、坑洞、纵裂和横裂等破坏。如据资料记载:京石高速公路涿州段,由于局部路段过去曾经是河道,后淤平,在1992年施工时没有进行处理,在施工过程中,路面全部下沉,当年做完路面底基层后,在该段上填土预压,1993年3月份发现最大下沉量达26 cm,路面底基层返工,增加石灰土底基层和二灰碎石基层找平。
1.2.2 路基压实度不足
路基压实度是路基施工过程中的重要工序,亦是提高路基路面强度与稳定性技术措施之一。土是三相体,土料为骨架,颗料之间的孔隙为水分和气体所占据,压实的目的在于使土料重新组合、彼此挤紧、孔隙缩小、土的密度提高、形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。由于路基压实度不足,会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝(局部路段压实不足),据参考资料,沪宁高速公路于1996年通车,1997年春镇江段发生多处纵裂,修补后其裂缝又反射上来,出现新的纵向裂缝。再者由于局部路段路基压实度不足出现的路面坑洞、横裂多发生在桥头路段,桥台与路基衔接处由于压路机碾压不到位,出现桥头沉陷、桥头跳车等现象。
1.2.3 路面基层施工质量低劣
由于抢工期、赶进度,造成料源紧缺,原材料质量难以保证,不能按照施工规范的要求施工。半刚性基层没有合理的龄期,放松对工程质量的控制,使得基层质量低劣,造成基层网裂,反射到面层,面层出现网裂。水从裂缝下渗到路基中,在行车荷载作用下出现唧泥。资料显示,京石高速公路,从1994年8月底-10月底,2个月的时间修筑100余km的路面和部分路基。二灰碎石基层才3天龄期就允许铺筑沥青砼面层,实际施工中有的还小于3天龄期。面层施工时,重型车辆在上面碾压并转弯,使基层被压坏、松散。1995年5月,保定段就发生了网裂、唧泥、坑洞等破坏,唧泥为黄色泥浆,这主要是由于基层发生破坏,路基中含水量大,在行车作用下泥浆上冒所致,到6~7月份坑洞严重,1995年进行修补,修补面积占该段总面积的9.1%。
2 沥青面层本身的破坏
2.1 由于水产生的破坏
由沥青面层本身的原因引起路面早期破坏有沥青面层松散、坑洞、泛油等。沥青面层破坏的一个很重要的原因是水所引起的,沥青面层中水的来源有地面降水和路基中挤上来的水,大气降水渗到沥青面层中而排不出去,这样在汽车荷载及温度变化的作用下,沥青面层产生破坏。
2.2 沥青面层颗料离析
沥青面层集料大,局部粗集料偏多,细集料偏少,不易压实。矿料与沥青的黏结力小,抗剪强度低,容易出现松散。局部细集料偏多,粗集料偏少,热稳定性差,容易出现车辙、拥包等破坏。
2.3 沥青砼铺装层偏薄
在水泥砼桥面上加铺沥青砼铺装层时,有的设计桥面铺装层厚度偏薄,有的厚度小于5 cm,加上基层间不按规定洒布黏层油,黏层油洒布不均匀,在汽车高速行驶时,轮胎后产生真空吸力,这样在行车荷载作用下,容易出现坑洞。
2.4 沥青被油溶解
在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油,造成沥青被柴油溶解,使沥青在矿料之间黏绳索力降低,产生剥离、松散、出现坑洞。因此,施工机械在路面上停留,应在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。
2.5 沥青面层的压实度偏低
沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要,压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。
3 沥青路面材料方面
沥青路面所铺筑沥青混合料主要由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的复合材料,在混合料组成中,由于材料质量的差异和数量的多少,可形成不同的组成结构,表现为不同的物理力学性能。
3.1 沥青
众所周知,沥青混合料质量的好坏是受沥青结合料影响的,沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有密切关系,直接影响到沥青路面的使用性能,由于近10年来公路上的交通量剧增,一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要。从大量路面结构损坏原因的调查分析来看,路用沥青品质不良是主要原因之一,中国目前生产和最常用的是石油沥青。石油沥青在道路建筑中使用最广,经合理的组成设计,可以用它在不同地区和不同等级的道路上铺筑各种沥青面层和沥青基层。
3.2 矿料
矿料质量的好坏质量直接影响到沥青混合料的强度,是沥青路面早期破损的主要因素。碎石的压碎值、摩耗值不符合要求,或使用酸性矿料,造成沥青混合料的稳定度偏低,引起沥青路面早期的剥落。
3.3矿料的级配及空隙率
认真选择面层矿料级配非常重要,最主要的指标是混合料的设计空隙和设计空隙率和路面的实际空隙率。
4 管理方面
近年,中国公路建设为了加强质量控制,制订了一系列法规,推行招投标及监理制度,制订了质量评定标准,加强了政府监理,使施工质量大有改变。但在一些地方仍存在管理的不足,具体如下:①按基本建设程序办事,前期工作滞后,路面设计方案研究、试验不够;②未严格实行招投标,一些无路面施工经验,无路面施工设备和技术力量的施工队伍承担路面施工,监理也未严格监理;③工期紧迫,搞献礼工程,不能科学地按施工技术规范要求施工;④发生质量问题,不能认真总结经验,严肃对待;⑤施工技术管理,质量管理不严;⑥对采用技术、新工艺、新设备开发研究不够;⑦重建轻养,只管通车献礼,不重视养护管理。
作者简介:黄云飞,男,1965年10月13日出生,内蒙人,毕业于西安公路交通大学交通土建工程专业,高级工程师。杨波,男,1964年5月出生,内蒙人,毕业于河北工业大学,工程师。
Early Time Destruction Reason of Highway Bituminous Pavement
Huang Yunfei, Yang Bo
Abstract: This paper in view of early time destruction reason of highway bituminous pavement, union the highway asphalt to maintain the road section characteristic, analysis and discussion the reason and preventive measure.
Key words: highway; bituminous pavement; early time destruction; preventive measure