高速公路沥青路面破坏机理分析与防治措施

高速公路沥青路面破坏机理分析与防治措施摘要:近年来,我国高速公路建设发展迅猛,但是大部分路面还没达到设计年限就需要大修,并普遍发生了早期病害.本文对高速公路沥青路面出现的路面病害进行了归纳分类,从设计、施工、管理及材料等方面对路面病害进行了深入的分析,总结出病害产生的原因和影响因素,并提出了病害防治的有效措施.关键词:高速公路;沥青路面;破坏机理;防治措施HighwayasphaltpavementfailuremechanismanalysisandpreventionandcontrolmeasuresLvYueLanAbstract:inrecentyears,China'shighwayconstructiondevelopingrapidly,butmostofthepavementarenotuptodesignfixednumberofyearisareinneedofmajorrepair,andgenerallyhappenedearlydiseases.Inthispaper,thehighwayasphaltpavementappearedroadsumdiseaseclassification,fromdesign,construction,managementandmaterialsofpavementdiseasesofthein-depthanalysis,sumsupthecausesofthediseaseandtheinfluencingfactors,andputforwardtheeffectivemeasuresofdiseasecontrol.Keywords:highways;andTheasphaltpavement;Failuremechanism;Preventionandcontrolmeasures1引言现代公路建设中,沥青路面由于诸多优点而获得了越来越广泛的应用,在已通车的高速公路中,沥青路面占80%以上.随着高速公路的迅猛发展,沥青路面的设计、施工与理论研究水平有了极大的提高,沥青路面使用性能有了很大改善.但由于种种原因,仍有许多路面出现破损的现象.如何改善高速公路沥青路面使用性能,防止路面早期破坏,仍是公路建设者们不断探寻研究的课题.2.高速公路沥青路面损坏机理沥青路面破损原因很复杂.本文主要从设计、施工以及气候因素等方面对沥青路面破损的原因进行分析.2.1路面结构设计不合理路面结构设计在我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一.如AC、AK结构都具有很强的优缺点:AC结构虽有良好的密水性,但表面较细,在行车荷载作用下,容易出现材料重分配,而出现车辙现象.AK结构具有很好的抗车辙能力,粗糙的表面满足了抗滑要求,但空隙率偏大,透水严重,这是造成路面破损的主要原因之一.此外,设计时对交通量和车辆轴载质量的发展估计不足.一些设计单位为了计算方便,一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一车型的非标准车交通量,然后将确定车型的非标准车的轴次换算成标准车轴载的当量轴次,最后用设计年限内的当量轴次,计算路面设计弯沉及结构厚度.但是,设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次.这是现阶段新建路面早期破坏情况较多的症结之一.2.2气候因素对路面的影响沥青路面长期暴露于自然环境之中,受气候条件影响显著.气候因素影响沥青路面主要有以下几个方面:太阳辐射.太阳辐射是沥青结合料老化的重要影响因素之一.沥青在太阳辐射作用下(以紫外线的影响最大),会发生自由基反应,导致分子聚合,粘度增大.光老化后,沥青结合料的温度敏感性、延展性均有明显的下降,劲度模量则显著增大.热量条件.沥青是一种对温度非常敏感的材料,其各方面性能随温度有很大变化,这是热量条件对沥青混凝土路面产生影响的本质原因.路面裂缝、车辙、老化、水损害等均与热量条件的影响密切相关.水分条件.沥青混凝土路面水损害的产生主要有两方面的原因:一方面,沥青混合料空隙中的水与沥青相互作用,使沥青的粘结力降低,导致沥青混合料的强度和刚度降低;另一方面,进入沥青薄膜与矿料之间的水,破坏了沥青与矿料的粘附作用,导致沥青从矿料上剥落.2.3施工质量对路面的影响路面施工过程是其质量形成的关键环节.直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基层施工及路基施工质量.对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现松散、露骨、坑槽等.此外,施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响.施工一线熟练技术工人数量不足,对沥青路面施工要求心中无数;机械操作人员对设备性能不够熟悉,对如何才能保证施工质量不够了解;对试验路段确定的施工工艺不能很好地执行,只是凭以往的经验和习惯在施工,同时在日常工作中缺乏及时总结.施工的均匀性、稳定性很差,路面施工质量不能稳步提高.基层、底基层表面清除不干净.在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净,在雨水作用下,浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面.另外,基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层,因二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,因而极易松散,进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏.3.防止沥青路面破损的几点措施高速公路沥青路面的损坏,不仅带来了巨大的经济损失,而且也造成了不良的社会影响.对此,各级交通主管部门和研究机构花了大量的精力和物力,采取了许多措施来提高道路的运营水平,下面简单谈几点:3.1路面合理的设计目前我们应加强对路面受力机理的定性定量分析.在完善路面设计理论的同时.更应重视对已有路面使用性能的评价,分析什么样的路面结构不容易出现裂缝,什么样的路面结构早期水损害会更少,什么样的路面更耐久,进而从全寿命、投资少的角度选择路面方案.在尽量减少前期建设投资的同时,还要考虑到后期养护投资的增加和影响交通造成的经济损失等问题.要以科学发展观为指导,用全寿命周期成本理念选择路面建设方案.同时,还应加强对半刚性基层路面、柔性基层路面、典型路面等的研究.现场施工质量控制是一个复杂的控制过程,控制施工过程应注意抓好以下几点:严格控制材料质量.对进场的所有材料必须进行严格检验,每一批、每一车都必须抽样,特别是对进场的地方材料更应加大检验密度.经检验凡不合格者一律不准使用,不准随意更换生产厂家、品牌、规格和型号;把好试验关.保证现场实验数据的完整和准确,杜绝弄虚作假,特别是沥青材料、砂石料的实验数据,必须做到抽样合理,数据真实,保证沥青路面材料的路用性能;严格控制施工的不均匀性.养护维修的实践证明:凡是出现病害的地方,都是由于施工的不均匀性出现薄弱环节造成的.因此,在施工控制中,对工程的每道工序和工艺,必须严格把关,凡不符合要求的,必须纠正.3.3加强养护管理,提高养护管理水平道路建成后,养护是关键.要延长沥青路面的使用寿命,必须加强路面的养护管理.雨后要及时补洞,补洞要规范、整齐,严格按照《沥青道路养护技术规范》要求及操作规程进行养护,把沥青路面的病害消灭在萌芽状态.经验表明,科学有效的养护不但保证了公路沥青路面的服务性能,也是防止病害的进一步发展,节省养护资金的有效手段.4.结语高速公路沥青路面破坏原因很复杂,本文仅从设计和施工等几个方面简要阐述了损坏机理及其防治问题.沥青路面质量的提高是一项具有重大意义的系统工程,通过树立全寿命周期成本的理念,完善管理体系,提高管理水平,提高技术,完善制度等措施可以有效地防治公路路面损坏,从而使得沥青路面得到越来越广泛的应用,加快我国公路事业的发展.参考文献[1]李志华.沥青混凝土路面裂缝原因及处理措施[J].山西建筑,2005,31(3):90-92.[2]高建立.高速公路沥青路面养护关键技术与工程实例[M].北京:人民交通出版社,2006.[3]刘成海.沥青混凝土路面早期病害浅析[J].山西建筑,2005,31(4):95-96.[4]胡振华.工程项目管理[M].长沙:人民出版社,2001.[6]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001.[7]汤少珍.浅谈高速公路路面预防性养护的应用[J].西部探矿工程,2008(3):167-169