沥青混凝土路面稳定性与耐久性的影响因素与防治措施分析
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沥青混凝土路面稳定性与耐久性的影响因素与防治措施分析
摘要:稳定性和耐久性是影响沥青混凝土路面使用寿命的两大基本问题,现代公路建设者和设计者们对公路的稳定性和耐久性给予高度重视。
近年来,随着我国交通运输业的高速发展,路基路面的工程投资巨大,因此,要保证沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性及行车舒适性,并适合于各种车辆的通行,其中耐久性就是一个重要的影响因素。
很多路面的沥青面层发生了大面积的损害,甚至影响到正常的营运,造成较大的经济损失和社会影响。
本文重点分析了影响公路沥青路面耐久性的重要因素—沥青混合料的稳定性与防护方式,沥青路面水损害的影响因素和防治措施等。
关键词:沥青路面水损害大气降水
影响一条公路路面的因素有很多。
随着我国近年来交通建设的飞速发展,公路建设取得了一些突破性的进展。
但同时沥青混凝土路面也存在着大量病害,必须要有严密的施工组织设计,严格的组织管理,还要保证合格的原材料和施工过程中的施工工艺和质量的管理与控制,才能确保公路工程施工的高效性。
对于沥青路面的公路,路基,材料,大气降水对于路面的稳定性和耐久性都有很大的影响。
影响沥青路面的因素
路基路面结构的主体裸露在大气中,并具有路线长,与大自然接触面广的特点。
其稳定性受到自然因素、人为因素和环境因素的极大影响。
地质和地理条件、气候条件及水文地质条件和土的类别与强度是影响路基路面稳定性的主要自然因素。
静载.动载的大小及重复作用次数、路基填土或填石的类别与性质、路基的断面形式、路面的等级与结构类型、排水构筑物的设置情况,路面表层是否渗水等,不同类别的土是否分层填筑。
路基压实方法及质量。
面层的施工质量与水平和养护措施及沿线附近的人为设施。
如水库.排灌渠道.水田及人为的活动等都是影响路基路面稳定性的因素。
路基路面结构内温度和湿度的变化则是影响路基路面结构稳定性的环境因素。
路基土和路面材料的力学性质随温度和湿度的变化而产生变化,使路基路面结构分析和计算复杂化。
如不能充分估计这种自然因素变化对路基路面结构产生的影响并在设计计算时加以考虑。
路基路面结构则有可能在车辆荷载和自然因素的共同作用下。
提前出现损坏。
从而缩短路面的使用寿命。
根据调查显示,造成沥青路面损害的原因非常复杂,主要有沥青混合料的空隙率过大,路面渗水严重,排水设施不完善,沥青抗水损害能力不足等。
首先,针对沥青混合料的公路,水损害是几年来的破坏力很强的一个因素。
水损害大多发生在雨季,也可能是冰雪消融的季节,导致路面大面积的严重破坏。
其次,大气降水对于沥青公路的路基的稳定性和寿命也有很大影响。
最后,大气温度的周期性变化对于沥青路面的路面结构的稳定性也有一定影响。
沥青路面水损害的影响和防治方法
首先我们要了解水损害的定义。
所谓沥青路面的水损害,指的是在沥青路面表面有孔隙水的条件下,由于交通或者膨胀或收缩的反复作用,进入路面的水不断产生动水压力或者真空负压轴的循环作用,导致水分逐渐侵入沥青与材料的表面造成沥青膜从表面剥落,产生松散等现象。
使路面结构的实用性下降。
在我国,沥青路面是公路的普遍路面,所以针对水损害这个普遍性问题,其成因,特点,控制和防治方法都要经过仔细研究。
2.1 水损害问题的易发地点
发生水损害的地点一般都是容易透水排水又不顺畅的地区,在一场大范围降水后,如果挖开的话,可以看见公路下面有积水和浮水。
产生水损害是由于沥青与集料间的粘附性问题。
因为沥青路面的强度,一方面来自沥青本身的粘性,因此沥青路面的水损害一般都被认为是粘性不足导致的。
第二,沥青与集料的粘聚力减小也是导致整个路面强度减小进而被损害的原因之一。
第三,沥青路面的空隙率也是一个重要影响因素,沥青路面的空隙率根据不同混合料类型会有不同要求。
而在我国,这个最佳比率往往达不到,现场施工的孔隙率不是过大就是过小,这就导致了沥青路面的压力不是过大就是过小,这都为渗水提供了条件。
其次,压力对于沥青路面的影响也不容小觑。
在施工中,施工的混合料对于压力和碾压有严格的要求,超过了一定限度,混合料的压实度不能保证,孔隙率会变大,使渗水变多,水损害就容易发生;然而,如果碾压的密实度过高,水将不能正常流入地下,积水,浮水的现象就会发生,这对公路的寿命也有严重影响。
我们通过实验和事实分析可以得知,水是沥青路面损害的主要内因,而交通荷载的过量则是损害达到的外部条件。
在预防时要同时考虑这两方面的原因。
2.2 沥青路面的防治措施
由于影响沥青路面水稳定的因素包括沥青混合料的性质,混合料的类型,施工的条件和施工后的环境条件变化,路面下的排水情况等,在考虑如何防治沥青路面受损的时候我们要考虑这几方面的因素。
2.2.1沥青面层采用优质沥青材料和矿料,防止沥青面层产生料质性病害。
首先,选用优质沥青材料,应选用符合重、中、轻交通道路石油沥青技术要求的优质沥青;其次,选用品质好的矿料。
骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好的集料。
,要保证沥青与矿料的良好粘结力,应改善沥青
混凝土的水稳性。
如骨料呈酸性,则应添加一些数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时尽量降低骨料的含水量;最后,合理选择沥青混合料类型,改善沥青质量与沥青混合料组成设计。
沥青混合料应具有高温稳定性和抗疲劳性能以及低温抗裂性能。
作为面层的沥青混合料,应具有一定的防渗水性能,要求其矿料级配应当细颗粒相当多。
2.2.2加强路面结构的研究,科学合理设计路面结构。
满足行车荷载要求,优化结构层厚度。
路面各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排,面层不宜太厚,而且基层厚度可以增加,以便各结构层材料和效能得到充分发挥,面层应具有足够的强度和变形能力,同时还要能承受车辆的磨耗作用,这样可有效防止温缩裂缝和车辙的产生,避免在行车荷载反复作用下,底部裂缝扩展到上部,使沥青面层产生开裂,以致雨水入浸开裂破坏。
’2.2.3强化施工管理,严格控制施工质量。
(1)严格控制沥青混合料拌和质量。
若在拌和过程中发现“糊料”、“离析”等异常情况,应立即进行处理,加大马歇尔试验频率,严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标。
(2)保证基层强度,控制好基层集料的最大粒径及集料级配。
改进基层现场施工的摊铺和碾压方法,充分压实,合适养生,铺筑出优质的基层,充分提高路面的整体强度。
(3)控制好沥青面层施工现场,提高面层摊铺质量。
摊铺混合料时,运距不能太远,,摊铺温度应控制,摊铺厚度均匀,压实设备数量应配套
(4)防治半刚性基层裂缝及其引起的路面反射裂缝
半刚性基层产生裂缝后,易辐射到沥青面层,引起反射裂缝。
要控制减少半刚性基层裂缝,不仅应从设计上合理确定路面各结构层的类型和厚度,满足路基路面的承载力和安全稳定性要求,而且应着重基层施工过程中的施工工艺和质量的管理与控制。
(5)合理洒布透层油、粘层油及进行封层,阻止雨水下渗破坏基层
(6)提高沥青面层施工过程中的压实度控制标准,增设现场压实后剩余空隙率检测指标。
碾压是沥青面层施工的最后关键工序。
碾压不充分,会使沥青混凝土面层在压实后剩余空隙率偏大,导致雨水渗入
沥青路面耐久性的因素和防治因素
影响沥青路面耐久性的因素分为内因和外因。
内因包括沥青混合料的性能和路面的结构,外因是气温和降雨。
要提高沥青路面的耐久性,首先要合理预防车辙。
混合料的配比要合理,这样可以有效预防车辙的产生。
因为车辙是沥青路面的病害之一,把车辙的产生可能减小到最小,搞好路基的排水,能够为沥青公路的耐久性提供可靠的保证。
采取新技术的改良材料或者在材料结构上进行改良,选择冲刷性良好的材料,效果比较明显。
应加强对路面的养护,任何材料都离不开维护和修补,有效的保养,特别是在雨天对路面进行修补。
有些材料,即使在雨天进行修补,也能立刻开放,不耽误交通运行。
在大雨天气,可以对渗水严重的路段立即全面封锁,进行微表处理。
总结:
从整体上来看,影响沥青路面公路的因素有很多,我们要投入更多资金来防护公路路面的稳定性和耐久性。
各级公路管理部门应引起足够重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工、前期维护等有针对性地采取一系列预防和改善措施。
同时必须建立和健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工、养护部门,层层重视,层层控制,层层落实。
采取行之有效的技术措施进行预防和治理,只有这样,才能从根本上减少沥青路面早期破坏现象的发生,使我国公路建设质量全面提高。
参考文献:
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【2】王刚梅中梁. 沥青路面水损害的影响因素及防治措施探讨【J】.现代商贸工业.2009.(12).
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