沥青路面水损害的研究
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沥青路面渗水的试验检测方法和原因分析及预防摘要:对于我国当前的沥青路面来讲,损坏较为严重的就是水损害,主要的原因就是当前的沥青路面原材料大部分是半刚性基层建材,导致路面的水直接从表面渗透到路面中下层,如果渗入路面下层的水无法及时排除,在其表层的压力下,水体产生压力直接作用在沥青层,使其出现脱落、松散以及网裂的问题。
为了能够将渗水问题进行有效控制,就需要对其进行渗水试验,从而确保路面的质量和延长其使用寿命。
关键词:沥青路面;渗水原因;试验检测一、沥青路面的渗水原因对于沥青路面而言,水损害是造成路面质量下降以及使用寿命减少的重要原因之一。
一般在通车之后的第一个雨季,沥青路面往往出现很多病害,比如,龟裂、坑槽、表面松散等。
通过研究发现,出现的这些现象基本上都是由水损因素导致的。
沥青路面主要就是利用沥青将结合料和集料有效的粘结在一起形成的,路面的水损主要就是对沥青的粘结性能的破坏,以致于沥青剥落。
导致性能降低的因素有多种,主要有以下几方面。
(一)水力冲刷在路面产生渗水时,通行的车辆很可能降水挤压到混合材料的空隙内部,车辆过后水又从轮胎被戏曲出,如此循环,导致出现剥落情况。
在其空隙的开口处以及连接位置,通常都能出现冲刷问题。
其中比较严重的就是其压实度不够,车载行使过后,水进入孔隙后被压实,从而加大了孔隙内部压力。
当温度升高后,水体膨胀对路面造成影响;当温度降低后,水体出现结冰问题,也将破坏路面结构。
(二)置换作用因为水具有较强的极性,而集料与沥青的黏结性相对较弱,在常温下,沥青的黏结性低于水体的渗透性。
尽管沥青可以将集料全部包裹住,但是其粗糙的位置以及尖角处,也易使其沥青的薄膜变薄,从薄膜处水分就可以渗透到集料当中,以致于沥青与集料的黏结性在一定程度上造成破坏,并且也对沥青的薄膜造成破损。
若是路面出现渗水,水进入缝隙内就很难流出,因此就造成停留在路面内的水分在集料的表面产生置换,损害沥青路面质量,导致使用年限下降。
浅析沥青路面水损害原因及防治摘要:本文对沥青路面水损害的形成原因进行了分析,指出沥青里面水损害是来源于沥青膜从集料表面的剥离,其条件是水分介入沥青与集料界面上,改变了沥青、集料与水分的关系。
它的破坏机理是在水动力的作用下,沥青膜逐渐从集料表面剥离,导致集料之间粘结力丧失。
在此基础上,提出三种防治途径。
关键词:水损坏;剥离;sma近几年来,许多高速公路、一级公路建成不久,沥青路面的早期破坏便时有发生。
这些损害主要表现在:里面混合料透水和蓄水的情况相当普遍,在不少地区的雨季或春融季节,路面唧浆、松散、坑槽成为严重的破坏形式。
因此有效的分析并制订措施防治水损害,具有重要意义。
一、原因分析所谓沥青路面的水损害,是指沥青路面在存在水分的条件下,经受交通荷载的反复作用,一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上,同时由于水动力的作用,沥青膜渐渐从集料表面剥离,并导致集料之间的粘结力丧失而使路面破坏。
由于在沥青路面的材料选择上,一般选择坚硬的优质石料,采用较粗的途径,适当减少沥青用量等措施,带来了某些隐患,造成沥青路面的水稳定性不足,在春融季节及雨季,路面逐渐出现麻面、松散乃至坑槽。
沥青路面水损害的机理和特征,可以从破坏的发展历程上看出:水损害有可能是从沥青面层的下面层开始的。
由于水分进入沥青路面,滞留在基层上面,沥青面层的下面层又往往是空隙率较大的沥青碎石或ⅱ型沥青混合料,空隙中充满着水分,给沥青路面水损害造成了潜在的威胁。
所以在集料与沥青膜剥离、发生松散后,沥青混合料不再成一个整体,集料在荷载作用下对基层表面产生撞击,基层的粉质部分如水泥、石灰、粉煤灰以及土质部分便成为稀浆,通过路面的缝隙向上挤出,在沥青路面上可以看到白色的唧浆,面层可见局部的龟甲状裂缝,这是沥青路面水损害最明显的标志。
二、防治途径如上所述,沥青路面的水损害是来源于沥青膜从集料表面的剥离,其条件是水分介入到沥青与集料界面上,改变了沥青、集料与水分的关系所造成的。
M AINTENANCE养护天地本栏目由高远路业集团独家协办由于具有表面平整无接缝、行车振动小、噪声低、开放交通快、养护维修方便等优点,沥青路面成为我国路面的主要结构形式。
沥青路面早期损坏的现象,如松散、坑槽、车辙等,严重影响了公路的服务水平和行车安全。
路面的早期破坏多与汽车的重载和超载有关,水损害也是造成沥青路面早期破坏的主要模式之一。
有的沥青路面在竣工通车后不久就发生了严重的水损害,严重危及路面的行驶质量和行车安全。
水损害的表现形式水损害是指水由沥青路面孔隙、裂缝进入路面内部后,在冻融、车辆轮胎动荷载产生的动水压力或真空负压抽吸的反复作用下,水分逐渐渗入沥青与矿料的界面或沥青内部,使沥青与矿料之间的黏附性降低并逐渐丧失黏结能力,沥青膜逐渐从矿料表面剥离,沥青混合料掉粒、松散,造成沥青路面结构整体性的破坏。
较为普遍的水损害现象有麻面、松散、掉粒、坑洞、唧浆、网裂、辙槽等。
松散类:路表麻面、松散、掉粒、坑洞。
沥青面层在孔隙水压力的反复作用下,使沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料相互之间丧失粘结力而逐渐变软直至松垮,导致麻面、松散现象。
在局部松散处,松散的集料颗粒逐渐掉粒、流失进而形成大小不一的坑洞。
裂缝类:唧浆、网裂、坑洞。
半刚性基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合,在行车荷载的反复作用下,产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象。
随着基层结合料的逐渐流失,面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂,进而发展成坑洞。
变形类:辙槽。
在行车荷载作用下,滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,沥青混合料强度不断损失直至完全松散。
行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象,而且产生了严重的剪切破坏现象,轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起,在轮迹带下形成车辙。
辙槽内有时还伴随着唧浆和网裂现象。
水损害机理分析造成沥青路面水损害的因素很多,可分为外部因素和内部因素。
第37卷第18期2021年9月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.37No.18Sep.2021浅析沥青路面水损害成因及防治措施冯铎(甘肃省交通科学研究院集团有限公司,甘肃兰州730000)摘要:沥青路面水损害指沥青路面因孔隙及水的交互作用及交通荷载和气候因素的反复作用下,造成沥青膜从粒料表面剥落,进一步诱发唧浆、结构松散、坑洞等次生病害发生。
文章通过对沥青路面水损害成因进行了分析探讨,及沥青路面水损害机理系统分析的基础上,从原材料选择、路面结构设计、施工工艺、防排水系统等方面提出了具体的防治措施,为公路工程水损害治理提供参考。
关键词:沥青路面;水损害;防治措施中图分类号:U416沥青路面水损害现象影响路面使用性能及行车安全,近年来受到越来越多的关注。
沥青路面早期破坏大多与水有关,在各种早期破坏类型中,水损害是最主要也是危害最大的。
沥青路面的水损害,是指沥青路面因孔隙及水的交互作用及交通荷载和气候因素的反复作用下,使进入路面孔隙的水不断产生水压力或积水的循环作用,致使水分逐渐侵入沥青与粒料的接口,造成沥青膜从粒料表面剥落,从而导致沥青混凝土内部黏结力逐渐衰退,路面结构功能下降。
此外,由于沥青膜剥落进一步诱发唧浆、结构松散、坑洞等次生病害发生。
因此,采取有效措施减轻并解决水损害问题,是当前沥青路面早期病害研究所面临的主要问题UF。
1沥青路面水损害成因分析水侵害对沥青路面影响中最具代表性的表现是剥落,所谓剥落是沥青混合料在受外力作用(如水分、温度、交通量、空气)下,使得沥青黏结料界面与矿料之间的粘附性损失或沥青胶结料本身的凝聚力降低,造成沥青与矿料分离,进而降低沥青混合料的结构强度,而沥青混合料的强度主要来自沥青与矿料之间的粘附性与矿料之间的嵌挤作用,若发生剥落现象则会使沥青与矿料间丧失黏结力,对路面的结果、使用性能及服务年限会产生极大的负面影响。
造成沥青路面水损害的因素很多,且不是单一成因或机理可以解释,通常由多种不同因素构成,主要成因分述如下:1.1材料因素1.1.1沥青沥青胶结料的吸附特性及抗剥能力受到沥青等级、质量、化学成分、黏度、酸性物质含量、蜡含量及与粒料的接触面积等因素,这些性质会影响沥青和粒料在拌合中的吸附能力及裹附能力。
沥青路面水损害的研究
发表时间:2017-10-19T17:47:14.140Z 来源:《电力设备》2017年第15期作者:李永川
[导读] 摘要:水损害是我国高速公路沥青路面最严重的早期损坏原因之一。
文章主要以高速公路为实体依托,对其进行了水损害调查,通过调查分析,拟提出解决水损害的处治措施和实施方案,以期消除或降低水损害对路面结构稳定产生的不利影响。
(天津市辰兴城市建设开发有限公司)
摘要:水损害是我国高速公路沥青路面最严重的早期损坏原因之一。
文章主要以高速公路为实体依托,对其进行了水损害调查,通过调查分析,拟提出解决水损害的处治措施和实施方案,以期消除或降低水损害对路面结构稳定产生的不利影响。
关键词:沥青路面;病害;措施
在对路面早期破坏现象广泛调查的基础上,各国道路科研工作者发现,沥青路面的早期破坏现象或多或少,或直接或间接的都与水有关,即水的破坏作用是关键因素之一。
为此,加强沥青路面水损害问题的研究是具有现实意义的。
1、道路常见病害分析
1.1沥青路面的裂缝
沥青路面建成后,都会产生各种形式的裂缝。
初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响,但随着表面雨水的侵入,导致路面强度下降,在大量行车荷载作用下,使沥青路面产生结构性破坏。
沥青路面裂缝的形式是多种多样的,裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。
1.2沥青路面的车辙
车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实,以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。
影响沥青路面车辙深度的主要因素是沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素,以及气候和交通量及交通组成等的外界因素。
1.3沥青路面的水损害
沥青路面在存在水分的条件下,经受交通荷载和温度涨缩的反复作用,一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上,同时由于水动力的作用。
沥青膜渐渐地从集料表面剥离,并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。
2、沥青路面水损害分析
2.1裂缝
裂缝病害有纵向裂缝,横向裂缝和网裂三种形式,以下将分别介绍。
(1)纵向裂缝:纵向裂缝一般有两种:一种主要发生在紧急停车带或路肩部位,其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形,这种裂缝容易使路基发生滑移,危险性很大;另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状,裂缝两端未延伸到路堤边缘。
(2)横向裂缝
横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。
贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。
横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的。
2.2网裂
网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。
一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。
2.3坑槽
在开始阶段,雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下动水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。
在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大,最后形成坑槽。
3、沥青路面水损害的处治
3.1路面裂缝的处治方法
对于路面裂缝面积比较集中,但无明显变形,可用乳化沥青稀浆封层,或热沥青封层罩面,当然裂缝较严重时可先铺设土工布,再在其上进行热沥青封层罩面。
对于路面基层或路基强度不足而引起的裂缝,一般根据基层的破坏和路基的实际情况,采用挖补法先治理基层、路基的病害,密实稳定后,再处治面层。
3.2路面松散处治方法
对于由沥青结合料散失或脱落,集料之间失去粘结力而出现松散、掉粒等现象,当松散的面积较小时,可以考虑采用喷洒沥青撒料压入的方法;而当面积较大时,应考虑进行乳化沥青封层,或者铣刨一定厚度的面层,重新铺筑热拌沥青混凝土面层。
(2)对于由路面基层强度不足,在行车荷载和雨水的共同作用下导致路面形成较大的坑槽或者大片相互连接的坑槽,先将原有的破损基层挖除,清除干净基层底面上存在的软弱夹层,并超挖5-10cm,再用与原有基层相同的材料或强度和水稳性更好的材料对基层进行修补。
3.3路面变形处治方法
针对此类病害,应结合调查数据及现场取芯分析,采取有效的维修对策;维修的宗旨是把破损的路面从上到下,从面层到基层逐层修理,使面层和基层的强度达到原有设计标准,彻底根治病害,恢复路面正常行驶功能。
3.4沥青路面车撒的治理措施
如果路面受横向推挤形成的横向波形车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分削除,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料并找平、压实。
如果由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应先处治基层。
将面层和基层完全挖除。
4、结论
作为沥青路面而言,在世界各国推广采用近百年,从科研设计到方式均有一套完整的理论作指导。
然而,由于各国气候条件各异、施工手段各异、采用材料各异。
因此,对于不同地区、不同的工程应该采取不同的设计和施工工艺以适应各种变化的情况,从而保证沥青路
面少出质量或不出质量问题。
参考文献
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