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摘要:首先对公交停靠站沥青路面的病害进行调查,调查显示:此类易损路段病害主要表现为裂缝、拥包、坑槽、车辙等。然后对病害产生原因以及路面破坏机理进行分析,路面结构、材料性能以及防水特性很大程度地决定着路面寿命。最后,根据重庆某实体工程,对已损坏的公交停靠站路面结构进行优化设计,采用抗车辙性能较好的沥青混合料进行修复处治。
关键词:公交停靠站;沥青路面;病害;机理分析;处治
城市路面的好坏直接影响到一个城市的形象,也是一个城市是否是宜居城市的前提,在现在的城市道路中,大部分是以沥青混凝土为主,所以在城市市政设施的管理上,沥青混凝土路面的维修与养护是一项及其重要的内容。但已建成的城市沥青道路中,过早出现裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等病害严重影响使用性能的路段也为数不少,这些病害的出现影响行车速度、行车安全,并且严重影响了一个城市的形象。
红绿灯停车道占城市道路很短的一段,且仅仅设立于特定的线路上,但它是城市交通正常运行的重要组成部分。车辆停止过程就给路面施加了更为复杂的作用力。车辆转弯的侧向力、停车时的摩阻力、起步时的摩擦力等等。因此红绿灯停车道沥青路面成为沥青路面中易损路段之一。针对这些问题,提出了一些治理思路及维修方法。
一、典型病害调查与分析
沥青路面病害种类很多,各个类型的代表病害不同,诱发原因也各有所异。主对于红绿灯停车道而言,裂缝、拥包、车辙等病害最为突出,因此分别介绍如下:
(一)裂缝
城市道路沥青混凝土路面裂缝主要分为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝。由于城市道路要满足相应的服务功能,沿道路方向敷设有较多的综合管线,管线沟槽回填土压实质量差而发生沉陷是产生纵向裂缝的主要原因。尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。随着城市车辆的增多,对旧路进行拓宽改造时新旧路面交界处沉降不均匀也是造成路面纵向裂缝的两个重要因素。另外,在摊铺沥青混凝土路面时,前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开也可能发生纵向裂缝。市政道路沥青路面横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青老化,沥青面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。现在城市道路的基层多采用半刚性基层,其收缩裂缝也多以横向裂缝的形式出现。面层裂缝产生后,一旦有水渗人表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。初期裂缝对使用性能几乎没有影响,但随着雨水的侵入,引起路面强度下降,在荷载作用下,沥青路面会产生结构性破坏。其形式多样主要包括横向裂缝、纵向裂缝以及网状裂缝三种,裂缝病害会造成路面水下渗,降低路面的承载能力,产生唧泥和沥青混凝土剥落。
(二)拥包
拥包是路面在行车荷载的重复作用下结构层材料发生某一固定方向位移或者两侧往中间挤压累积作用所产生的变形。当拥包达到一定高度时,行驶车辆驶入站内时会严重颠簸,极其容易造成司机对汽车的控制力降低,最终导致交通事故。
(三)车辙
车辙是沥青路面具有的一种特殊损坏类型。车辙的形成不仅受到行车荷载、气候条件等外部因素的影响,也取决于路面结构和材料本身的抗车辙能力。车速变化频繁,车辆慢行,经常刹车与起动,也易形成车辙[3]。在水的作用下,沥青与集料之间粘结力减小。荷载作用使滞留于材料中的水使矿料表面包裹的沥青膜剥落,沥青混凝土的强度降低,直至松散脱落,形成严重辙槽。轮迹带状辙槽加剧了病害的负面影响。
(四)坑洞
对于沥青路面而言,存在水分的条件下,经受温度伸缩以及交通荷载的反复作用,使得水分逐渐进入到沥青和集料的接触界面上,同时由于动水压力的作用,沥青膜慢慢从矿料表面剥离,并且导致集料与集料之间的粘结力丧失而产生破坏。坑洞是沥青受到水作用损害的最终结果。随着时间推移和荷载的不断作用,坑洞面积逐渐扩大,内外因素共同作用不断剥蚀已损坑洞的周围,如果不及时处理和修复最终可能将会造成路面大面积破损。
二、破坏机理分析
(一)裂缝类破坏
对于红绿灯停车道的沥青路面而言,由于车辆轮迹和停靠位置基本一致,而且制动时给路面施加不同大小和方向的作用力。在持续不断的重复荷载作用下,路面结构材料容易产生疲劳损伤性网状裂缝。在车辆荷载反复作用下,沥青混凝土面层某一部位首先引起弯曲变形,变形过大的时候,面层与基层衔接部位的张拉应力过大就会导致损伤裂缝,裂缝首先由中间产生,随着时间的推移,从横向看,裂缝会两侧不断发展,同时也会沿着纵向轮迹延伸。
(二)变形类破坏
红绿灯停车道的车辆速度变化较大、车速变化快、起步与停车频繁。致使路面受到更为复杂的应力作用。车辆长期停靠在同一位置时,随着作用次数的增加,行车道轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的车槽或者拥包变形。当基层的厚度不足或材料、施工、养生不当导致整体强度不足的时候,荷载作用容易超过路面各层的强度,导致路表形变过大进而形成车辙和推移。除此之外,由于沥青混合料是弹塑性材料,如果沥青、集料的选择不当或配合比设计不合理,会导致混合料的高温性能差,抵抗塑性变形的能力低。在夏季高温条件下,荷载反复作用,沿着某一方向的应力超过沥青混合料的稳定极限,使路面材料的流动变形不断积累形成车辙和拥包。
(三)损坏类破坏
由于轮胎与路面接触部位压力的复杂性,在这局部接触范围内的受力情况就显得相当复杂。沥青混凝土损坏类破坏主要是水的作用外加荷载反复冲击引起的。水分通过路面结构材料的空隙、裂缝以及车辆轮胎滚动过程产生的真空压力进入结构层,并且浸入集料与沥青的接触连接位置。这样就会形成孔隙水压力,到夏季温度较高的时候,由于热胀冷缩引起的膨胀力就会进一步促使结构层破坏。一旦存在某一小部位的剥落破坏,这种破坏将会迅速增加,不断发展,形成较大面积的损坏。
三、结语
对于红绿灯停车道这样的易损路段而言,在使用过程中产生各种病害虽然无法避免,但是,良好路用性能的沥青混合料、合理的路面结构设计、规范的施工以及后期的保养维护可以减少病害的发生,这些都应该引起足够的重视。这样路段还是在工程建设中,认真选材,精心设计,保证施工质量,做好养护工作,加强变通管理,可以在很大程度上降低病害的破坏力。
参考文献:
[1]张京锋,周新涛.沥青路面易损路段病害分析及防治[J].钦州学院学报,2007,22(3),77-80
[2]王凤先.沥青路面裂缝病害分析与防治[J]. 山西建筑,2008,34(10),300-301
[3]张立华.沥青路面病害分析及處理[J]. 公路与汽运,2001,(1),58-60
[4]谢水友,郑传超.轮胎接触压力对沥青路面结构的影响[J].长安大学学报(自然科学版),2004,24(1),12-16
关键词:公交停靠站;沥青路面;病害;机理分析;处治
城市路面的好坏直接影响到一个城市的形象,也是一个城市是否是宜居城市的前提,在现在的城市道路中,大部分是以沥青混凝土为主,所以在城市市政设施的管理上,沥青混凝土路面的维修与养护是一项及其重要的内容。但已建成的城市沥青道路中,过早出现裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等病害严重影响使用性能的路段也为数不少,这些病害的出现影响行车速度、行车安全,并且严重影响了一个城市的形象。
红绿灯停车道占城市道路很短的一段,且仅仅设立于特定的线路上,但它是城市交通正常运行的重要组成部分。车辆停止过程就给路面施加了更为复杂的作用力。车辆转弯的侧向力、停车时的摩阻力、起步时的摩擦力等等。因此红绿灯停车道沥青路面成为沥青路面中易损路段之一。针对这些问题,提出了一些治理思路及维修方法。
一、典型病害调查与分析
沥青路面病害种类很多,各个类型的代表病害不同,诱发原因也各有所异。主对于红绿灯停车道而言,裂缝、拥包、车辙等病害最为突出,因此分别介绍如下:
(一)裂缝
城市道路沥青混凝土路面裂缝主要分为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝。由于城市道路要满足相应的服务功能,沿道路方向敷设有较多的综合管线,管线沟槽回填土压实质量差而发生沉陷是产生纵向裂缝的主要原因。尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。随着城市车辆的增多,对旧路进行拓宽改造时新旧路面交界处沉降不均匀也是造成路面纵向裂缝的两个重要因素。另外,在摊铺沥青混凝土路面时,前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开也可能发生纵向裂缝。市政道路沥青路面横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青老化,沥青面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。现在城市道路的基层多采用半刚性基层,其收缩裂缝也多以横向裂缝的形式出现。面层裂缝产生后,一旦有水渗人表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。初期裂缝对使用性能几乎没有影响,但随着雨水的侵入,引起路面强度下降,在荷载作用下,沥青路面会产生结构性破坏。其形式多样主要包括横向裂缝、纵向裂缝以及网状裂缝三种,裂缝病害会造成路面水下渗,降低路面的承载能力,产生唧泥和沥青混凝土剥落。
(二)拥包
拥包是路面在行车荷载的重复作用下结构层材料发生某一固定方向位移或者两侧往中间挤压累积作用所产生的变形。当拥包达到一定高度时,行驶车辆驶入站内时会严重颠簸,极其容易造成司机对汽车的控制力降低,最终导致交通事故。
(三)车辙
车辙是沥青路面具有的一种特殊损坏类型。车辙的形成不仅受到行车荷载、气候条件等外部因素的影响,也取决于路面结构和材料本身的抗车辙能力。车速变化频繁,车辆慢行,经常刹车与起动,也易形成车辙[3]。在水的作用下,沥青与集料之间粘结力减小。荷载作用使滞留于材料中的水使矿料表面包裹的沥青膜剥落,沥青混凝土的强度降低,直至松散脱落,形成严重辙槽。轮迹带状辙槽加剧了病害的负面影响。
(四)坑洞
对于沥青路面而言,存在水分的条件下,经受温度伸缩以及交通荷载的反复作用,使得水分逐渐进入到沥青和集料的接触界面上,同时由于动水压力的作用,沥青膜慢慢从矿料表面剥离,并且导致集料与集料之间的粘结力丧失而产生破坏。坑洞是沥青受到水作用损害的最终结果。随着时间推移和荷载的不断作用,坑洞面积逐渐扩大,内外因素共同作用不断剥蚀已损坑洞的周围,如果不及时处理和修复最终可能将会造成路面大面积破损。
二、破坏机理分析
(一)裂缝类破坏
对于红绿灯停车道的沥青路面而言,由于车辆轮迹和停靠位置基本一致,而且制动时给路面施加不同大小和方向的作用力。在持续不断的重复荷载作用下,路面结构材料容易产生疲劳损伤性网状裂缝。在车辆荷载反复作用下,沥青混凝土面层某一部位首先引起弯曲变形,变形过大的时候,面层与基层衔接部位的张拉应力过大就会导致损伤裂缝,裂缝首先由中间产生,随着时间的推移,从横向看,裂缝会两侧不断发展,同时也会沿着纵向轮迹延伸。
(二)变形类破坏
红绿灯停车道的车辆速度变化较大、车速变化快、起步与停车频繁。致使路面受到更为复杂的应力作用。车辆长期停靠在同一位置时,随着作用次数的增加,行车道轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的车槽或者拥包变形。当基层的厚度不足或材料、施工、养生不当导致整体强度不足的时候,荷载作用容易超过路面各层的强度,导致路表形变过大进而形成车辙和推移。除此之外,由于沥青混合料是弹塑性材料,如果沥青、集料的选择不当或配合比设计不合理,会导致混合料的高温性能差,抵抗塑性变形的能力低。在夏季高温条件下,荷载反复作用,沿着某一方向的应力超过沥青混合料的稳定极限,使路面材料的流动变形不断积累形成车辙和拥包。
(三)损坏类破坏
由于轮胎与路面接触部位压力的复杂性,在这局部接触范围内的受力情况就显得相当复杂。沥青混凝土损坏类破坏主要是水的作用外加荷载反复冲击引起的。水分通过路面结构材料的空隙、裂缝以及车辆轮胎滚动过程产生的真空压力进入结构层,并且浸入集料与沥青的接触连接位置。这样就会形成孔隙水压力,到夏季温度较高的时候,由于热胀冷缩引起的膨胀力就会进一步促使结构层破坏。一旦存在某一小部位的剥落破坏,这种破坏将会迅速增加,不断发展,形成较大面积的损坏。
三、结语
对于红绿灯停车道这样的易损路段而言,在使用过程中产生各种病害虽然无法避免,但是,良好路用性能的沥青混合料、合理的路面结构设计、规范的施工以及后期的保养维护可以减少病害的发生,这些都应该引起足够的重视。这样路段还是在工程建设中,认真选材,精心设计,保证施工质量,做好养护工作,加强变通管理,可以在很大程度上降低病害的破坏力。
参考文献:
[1]张京锋,周新涛.沥青路面易损路段病害分析及防治[J].钦州学院学报,2007,22(3),77-80
[2]王凤先.沥青路面裂缝病害分析与防治[J]. 山西建筑,2008,34(10),300-301
[3]张立华.沥青路面病害分析及處理[J]. 公路与汽运,2001,(1),58-60
[4]谢水友,郑传超.轮胎接触压力对沥青路面结构的影响[J].长安大学学报(自然科学版),2004,24(1),12-16