沥青路面早期水损坏的原因分析
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路面工程水损坏的原因及处理措施李文凯王赛君发布时间:2023-06-15T08:38:29.040Z 来源:《工程管理前沿》2023年7期作者:李文凯王赛君[导读] 随着公路交通量的逐渐增长,很多公路出现了超载重载问题,在行车荷载和自然因素的长期作用下,路面病害问题愈加严重,尤其是水损坏病害的出现,将会严重影响道路的服务水平,若不能很好地处理水损坏病害,将会进一步扩大路面损害范围,对公路交通运输能力造成严重影响,甚至会产生交通事故。
为此,必须及时做好水损坏处理工作。
为此,本文在全面了解路面工程水损坏主要原因的基础上,结合具体案例,提出了具体的解决措施。
河南锦润建设工程有限公司摘要:随着公路交通量的逐渐增长,很多公路出现了超载重载问题,在行车荷载和自然因素的长期作用下,路面病害问题愈加严重,尤其是水损坏病害的出现,将会严重影响道路的服务水平,若不能很好地处理水损坏病害,将会进一步扩大路面损害范围,对公路交通运输能力造成严重影响,甚至会产生交通事故。
为此,必须及时做好水损坏处理工作。
为此,本文在全面了解路面工程水损坏主要原因的基础上,结合具体案例,提出了具体的解决措施。
关键词:路面工程;水损坏;处理措施引言改革开放40多年来,我国公路交通事业发展迅速,日益完善的公路网为国民经济增长奠定了坚实的基础,推进了区域经济发展快速发展。
然而,在公路建设里程持续增长的背后,也面临着大量公路养护任务,且任重而道远。
在行车荷载和自然因素的影响下,路面很容易出现不同程度的病害问题,尤其是水损坏。
一旦出现水损坏,势必会导致面层、基层被水侵害,甚至是影响到路基的稳定性,不利于行车安全。
为此,开展路面工程水损坏处理研究具有重要的现实意义。
一、路面工程水损坏的主要原因一般来讲,沥青路面水损坏的原因主要在于3点,即材料、施工、排水设计。
1、施工材料原因。
材料是公路施工的重点,也是工程质量的重要保障,若出现材料问题,势必会影响工程的整体质量。
沥青路面水损坏施工原因分析及预防措施摘要:水损坏是在第一类早期损坏中最普遍、最严重的一种,产生原因非常复杂,本文从施工的角度分析在施工过程中造成水损坏的原因,并提出相应的预防措施。
关键词:水损坏施工预防措施前言第一类早期损坏是沥青路面建成通车不久短期内发生不同程度的早期破坏,而水损坏是沥青路面第一类早期损坏中最普遍、最严重的一种。
水损坏的位置是局部的,多发生在透水较严重且排水又不畅的部位,而主要表现有泛油、松散、露骨、坑槽、唧浆、网裂等。
造成沥青路面早期水损坏的原因非常复杂,原材料选择、沥青混合料配合比设计、施工、防排水设计、路面结构设计、养护形式都可能造成沥青路面早期水损坏。
本文是施工的角度分析在施工过程中造成水损坏的原因,并提出相应的预防措施。
1.沥青路面水损坏施工原因分析1.1沥青混合料离析沥青混合料在施工过程中出现的离析一般分为材料离析、温度离析和碾压离析三种类型。
温度离析表现为混合料不同位置出现温度差异,致使施加相同压实功时,产生不同的压实度和空隙率。
碾压离析表现为路面不同位置施加的压实功不同,使得路面压实度和空隙率发生变化。
(1)材料离析材料离析通常表现为沥青混合料粗、细集料出现分离,沥青含量和粗细集料不均匀,空隙率发生波动。
而造成材料离析的原因和因素贯穿于沥青路面施工的全过程,集料生产、运输、存放、使用过程中的离析和沥青混合料在装料、运输、卸料、摊铺过程中的离析都是造成材料离析的主要原因。
在出现材料离析时,粗集料集中的部位空隙率偏大,沥青含量偏少,加速路面出现水损坏,形成坑槽,且粗集料离析后混合料的拉伸强度较低,抗裂性能差,疲劳寿命降低,而细集料集中部位则沥青含量偏多,空隙率严重偏小,导致路面出现泛油和永久变形。
(2)温度离析温度离析表现为混合料不同位置出现温度差异,致使施加相同压实功时,产生不同的压实度和空隙率。
在拌和、运输和摊铺过程中,由于工艺条件和环境条件的影响,沥青混合料温度将会发生变异,这类变异使得沥青混合料内部的温度分布不均匀。
沥青路面水损害原因分析及防治措施公路沥青路面表面层受雨水和车轮碾压的作用,容易出现表面层松散,坑洞、拥包、纵横向裂缝以及雨水沿缝下渗形成的啃边、局部沉陷、翻浆等现象。
这些病害一般都发生在雨季,基本上都与水有关。
本文就主要对沥青路面水损害相关问题进行了简要分析。
标签:沥青路面;水损害;措施引言:水损害是指由于水的作用而引起沥青粘聚力和与矿料粘附性的下降,并进一步在水和荷载的作用下,出现剥落、坑槽、松散等破坏形式。
沥青和矿料本身性质决定了水损害是一个普遍的问题,特别是在潮湿多雨地区。
水损害问题已引起了世界各国的重视,已开始从各种角度对此问题进行研究,以减少和延缓水对路面的损害程度。
因此加强对水损害的研究与防治,对于提高公路建设质量、延长道路使用寿命、减少养护投资等都有重要意义。
一、沥青路面水损害的病害现象1、路表麻面、松散、掉粒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黏结力而逐渐变软直至松垮,继而因荷载作用产生麻面、松散,在局部松散处,集料颗粒逐渐掉粒、流失,当整条道路发生松散病害以致沥青面层支离破碎,成为碎砾石铺筑而成的低等级道路。
2、唧浆、网裂、坑洞若沥青面层下设置透水性小的基层,从路表连通孔隙及裂缝处下渗的雨水难以透过基层排除而逐渐积聚在基层顶面。
在行车荷载的反复作用下,不断产生高速动水压力冲刷基层顶部,使基层顶部结合料流失并和侵入的水混合成灰浆,并从裂缝中被挤压而出,这种现象称为唧浆。
随着基层结合料的逐渐流失,面层就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,使路表水更容易进入沥青面层,产生恶性循环,最终导致路面破坏。
3、车辙自由水侵入沥青面层后,在车载作用下,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,减弱了沥青混合料的黏结力,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,还产生了更为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。
沥青路面早期破损的原因及防护【关键词】沥青路面;早期破损;原因;防护1.沥青路面早期破坏的原因(1)损坏。
随着使用时间的增加,路面出现破损,特别是长期多雨的地域。
轮迹碾压后造成路面形成凹槽,然后逐渐的出现破损,导致水损坏的因素主要为路面的排水系统差、路面压实度不达标、路面离析。
(2)裂缝。
裂缝是路面早期损坏比较普遍存在的,其主要的危害在于对路面内部的损坏,水通过裂缝进入路面内部导致路基层软化,路面的承载能力就大大降低。
1)横向裂纹。
又可以细分为两种,一种是因设计和施工的问题所导致的荷载性裂纹,另一个则是由于沥青层面的自然温度收缩所产生的裂纹。
2)纵向裂纹。
横向裂纹也可以分成两个类型,一个是因为路基的压实度不够所导致的路面沉降;两一个则是因为沥青面层分幅摊铺的时候,没有将接缝处处理妥当,所以车辆碾压就出现了裂缝。
(3)龟裂。
龟裂的表现多为顺着轮迹所出现的单条或多条平行的裂缝,在这些裂缝之间又有一些横向的连接裂缝,形成类似龟纹形状的裂缝,路面结构强度是导致这一问题的主要原因。
(4)车辙。
因为设计问题或施工问题所导致的路面变形,车轮碾压部位经过反复的碾压所产生的固结变形和侧向剪切移位就容易形成带状凹槽。
(5)波浪。
波浪和车辙都是因为设计和施工所造成的,波浪是因为抵御不了轮胎的水平作用力。
(6)松散。
沥青的粘结度不够就容易出现松散的情况,或者是使用的沥青量不够,还有可能是因为施工的因素。
(7)坑槽。
坑槽属于进一步的破损,是由于没有对裂缝、龟纹进行及时的不久,放任其存在,日积月累所产生的更深层次的破损。
(8)沉陷。
路基的强度不达标,车辆在上方行驶的时候或者是一些自然的因素就很容易让路面出现大面积的下陷,路基的压实度是主要因素。
(9)剥落。
在沥青中添加了中性或酸性的石料就会让沥青和集料之间的粘结度不够,车辆碾压容易让路面表层剥落,进而形成更深层次的坑槽等危害。
2.沥青路酉发生早期破损的原因(1)材料因素。
我国当前的道路所使用的沥青都是进口的优质沥青,可是因为道路建设部门在进行招标的时候会对沥青指标进行稍高的设定,正因为这样,一些招标商为了能够达标中标就在沥青中参入了某些成分来提升沥青指标,可是这样做的结果就是会让沥青路面的寿命大为缩减。
路面水损害原因分析(1)由于车辙引起路面不平,使雨水和冰融化滞留在沥青路面中,在汽车车轮动态荷载的作用下,不断产生动水压力,或真空负压抽吸的反复循环作用,水不断的冲刷石料,导致沥青粘附性降低,局部混合料产生松散并逐渐丧失粘附力,使得沥青混合料松散,沥青膜从石料表面脱离,形成沥青路面的坑槽。
推挤变形等的损坏现象。
(2)松散的路面在交通车辆轮胎的作用下,石料被甩出,使得路面产生坑洞。
(3)通常路面基层材料细料较多,雨水透过沥青层面,浸入到基层顶面上不断刷基层材料,在交通车辆轮胎作用下,通过混合料空隙飞溅到路面形成唧浆。
路面水损害的处理措施沥青路面水损害的根源是沥青从集料表面剥落,所以必须从以下两个关键方面考虑:1:沥青与集料的粘附性:选择粘附性强的沥青材料。
2:沥青混合料的空隙率,通过沥青结合料来改善混合料水稳定性。
由于TLA天然湖沥青优点具有:改善温度的敏感度、提高高温抗变形、低温抗开裂性、提高承载力及路用材料的稳定性;抗车辙。
附着性强提高抗抗剥离能力、抗氧化能力强、耐老化,抗车辙。
比普通沥青所适应的温度范围更广的优异性能,采用TLA天然湖沥青的改性沥青与普通沥青相融性能强,加工简单、施工容易等特点、且有良好的路用性能、因此越来越多的应用到新建、改建、和养护工程中来在需要抗车辙的重交通路面、高速公路、停车场、车站、弯道、坡道、桥面铺装等地应用效果明显。
由于经过车轮反复的碾压, 在轮辙边缘会形成纵向开裂,进而导致路面的水损坏。
TLA改性沥青混合料水稳定性试验结果:试验项目25%TLA掺量30%TLA掺量25%TLA掺量30%TLA掺量技术指标90.2 91.0 91.8 91.1 ≥85浸水马歇尔试验残留稳定度%冻融劈裂试验残留强85.9 86.5 86.1 87.2 ≥80度比%通过对四种不同掺配比例的TLA改性沥青混合料的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验水稳定性。
沥青路面水破坏成因与防治探究摘要:沥青路面早期水破坏现象是一种多发、常见的路面病害,本文针对水破坏的表现形式,分析了沥青路面产生水破坏的原因,探讨了防治水破坏的优化设计和措施。
关键词:水破坏设计排水压实所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。
水对路基路面的作用主要来自大气的降水和蒸发、地面水的渗透以及地下水的影响。
当路基内出现温度差异时,在温差作用下水还会以液态或气态的方式从热处向冷处移动和积聚,从而改变路基的湿度状态。
水的作用加剧了路基和路面结构的损坏,加快了路面使用性能的变坏,缩短了它们的使用寿命。
一、水破坏的表现形式(一)坑洞坑洞是最典型的水破坏现象。
当自由水侵入并滞留在沥青混凝土的孔隙中,不管是普通沥青混凝土还是改性沥青或加抗剥落剂的sma,在行车作用下,特别是在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂会逐渐松散,松散的石料被车轮甩出而形成坑洞。
由于沥青混凝土的不均匀性,坑洞总是首先在局部混凝土孔隙率较大处产生,因此,它是随机分布的一个个孤立的坑洞。
(二)唧浆、网裂水透过沥青面层滞留在半刚性基层顶面,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表面的细料,形成灰白色浆。
灰浆又被行车压唧,通过各种形状不一和宽窄不一的裂缝(横缝、纵缝、斜缝、网裂)到路面,灰浆还可能通过水渗入沥青混凝土的局部小面积或个别通道被压唧到路表面,使路面产生网裂和变形。
二、沥青路面产生水破坏的原因沥青路面产生水破坏的外因是降水量、交通量和交通组成,以及行车速度。
通常降水量大的多雨潮湿地区,水破坏现象较降水量小的半干旱地区严重。
交通量大和载重车辆多的高速公路较交通量小和载重车辆少的高速公路更为严重。
沥青路面产生水破坏的内因:第一是ii型沥青混凝土的空隙率较大和i型沥青混凝土的压实度偏小,现场实际空隙率较大,以及沥青混凝土不均匀造成的局部空隙率更大;第二是沥青与碎石的粘结力不足;第三是我国的路面设计方法习惯上不考虑路面结构层排水和不设置有效防水层。
浅谈沥青公路水损坏的特点及原因分析摘要:根据有关研究,沥青路面的早期破坏70%以上直接或间接与路面的水稳性有关,即是由水损坏引起的。
水损坏己成为我国沥青路面最严重的破坏形式。
解决水损坏主要从两个方面着手,一方面是提高沥青混合料的抗水损坏能力即增强沥青混合料的水稳定性,另一方面则是尽量减少或防止水进入路面结构,或是尽快将进入路面结构的水排除。
关键词:沥青混凝土路面;空隙率;沥青路面;水损坏abstract: according to relevant studies, 70 percent of the asphalt pavement early damage directly or indirectly impact by the water stability of the road, which is caused by water damage. the water damage has become the most severe damage in the form of asphalt pavement in china.key words: asphalt concrete pavement; porosity; asphalt pavement; water damage 中图分类号:u445.4文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)1绪论沥青路面的早期破坏是指沥青路面在设计寿命期的期间内,所发生的各种形式的路面破坏,如沉陷、开裂、拥包、车辙、冒浆、松散、坑槽等病害。
在我国道路里程不断增加的同时,路面的早期破坏现象越来越突出,其中,高等级公路沥青路面早期水损坏问题,已成为影响我国公路健康发展的突出矛盾。
1.1高等级公路沥青混凝土路面水损坏现象沥青路面水破坏,实际就是渗入沥青路面的自由水分,逐步浸入沥青与集料的界面上,在温度变化及车辆荷载的共同作用下,沥青与集料之间的粘结力衰减,进而沥青膜从集料表面剥离的过程。
沥青路面早期水损坏的原因分析
摘要: 沥青路面在修建通车后,因耐久性差,使用寿命短,未达到设计年限而提前进入大修期,就是通常说的沥青早期破坏。
经过技术人员大量调查、分析研究及自身的实践经验,认为造成沥青路面早期破坏的原因是十分复杂的,应该具体问题具体分析。
具体就沥青路面裂缝、车辙及流动变形、坑槽松散等水损坏等早期破坏形式的原因及防治措施问题分别进行分析,联系实际,有重点的阐述原因及防治措施,并对现行规范中值得探讨的问题,提出自己一点见解,在实际工程中,吸取其他工程成熟的技术、标准和规范,并深入研究,不断总结经验,以解决我们实际中的早期破坏的技术问题
关键词:沥青路面损坏解决措施
沥青路面水损坏是指被围封在路面结构内的水分会软化各结构层材料和土基,使其强度下降、变形增加,从而使路面结构承载力降低、缩短路面寿命。
原因是由于路面是层状结构,层问结合处易出现空隙,进入空隙的自由水在行车荷载作用下,会成为高孔隙水压力和高流速的水流,冲刷层材料并从缝隙问向上喷射出浆体,促使沥青面层出现剥落和松散,使整个路面结构的使用功能早期破坏。
因此,必须科学合理设置路面内、外部排水系统,及时将积存在路面的水分迅速排除到路面和路面基结构外,才能有利于改善路面的使用功能,提高其使用寿命。
一、水进入沥青路面结构的途径
降落在道路表面的水会通过路面空隙、裂缝或接缝下渗到路面结构内部,中央分隔带及道路两侧有临时}生滞水时,水分也有可能通过空隙和裂隙进入路面结构内部。
水进入路面结构是发生沥青路面水损害的必要条件之一,水损害的发生是以水进入路面结构为基本前提的,而水从道路表面进入路面结构的途径主要有两个:一是从面层的空隙进人,二是从面层的裂缝处进入。
(1)造成压实不足的原因主要有:过分强调平整度和担心构造深度使压实受到影响;出于对平整度的考虑,不采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式,而采用一台摊铺机全幅摊铺的方法,易离析,且振捣力较小,压实不均匀;早期修筑的绝大多数沥青路面对集料的粒径与面层压实层厚度之间的相配性几乎都没有考虑,沥青面层的集料粒径普遍偏粗,而与其相配的压实层厚度稍偏薄,不利于压实,造成面层实际空隙率较大。
(2)沥青路面局部空隙率大往往和混合料不均匀性大有关。
路面生产过程中沥青混凝土不均匀性大是由多个原因引起的,有原材料组成变异性大的原因,有拌和厂管理上的原因,也有运输和现场摊铺方面的原因,诸多原因造成了集料离析和温度离析。
集料离析的最主要原因是拌和过程中的不均匀以及材料自身的不均匀
二、面层产生开裂的形式
(一)、横向开裂是沥青面层发生最多的一种裂缝,沥青路面上都或多或
少存在横向开裂,绝大部分是温度裂缝。
一种是冬季突然大幅度降温引起沥青面层低温收缩开裂,一种是日气温变化引起的沥青面层产生温度应力,温度应力的反复作用使面层产生温度疲劳裂缝。
温度裂缝起始于路表面,且逐年增加。
(二)、网裂往往由于荷载的往复作用使得面层沥青混合料疲劳造成,但也有由于基层质量不好造成的块状裂缝。
半刚性材料之间或半刚性基层下部有一定厚度的素土夹层时,素土夹层潮湿后使路面承载能力显著下降,产生“弹簧”路段,易产生块状裂缝。
半刚性基层厚度不足,而其下底基层又不是半刚性材料层的路面结构,特别是在土基压实度不足和承载力较差的情况下,也会产生块状裂缝。
三、沥青路面水损坏产生的原因
(一)、忽视路基、路面排水设施。
施工质量在实际施T过程中,施工单位普遍存在轻视排水设施的施工质量问题。
特别是挖方路段边沟、涌沟排水设施,如果达不到设计的有效排水和隔水作用,会导致雨水渗入路面结构层内引起水损坏。
在施过程中,因沥青面层的矿料质量、施工配合比、用油量及碾压温度控制不严、片面追求表面平整度、减少压实遍数,压实度达不到规范要求等质量问题,造成了沥青混凝土路面水损坏的产生。
(二)、路面面层的结构层组合不够合理,厚度偏薄。
为了加强路面整体防水抗渗功能,路面结构设计中对沥青面层级配的选择,特别是抗滑表层和下面层,但是实际中因受地质等条件的制约,常采用暂时不设I型密级的路面结构层组合予以过渡。
因此一旦半刚性基层破坏,即导致沥青混凝土各结构层间结合不良,降低路面结构层的整体功能和抗弯拉应力,导致面层开裂。
另外路面结构组合单一,面层厚度偏薄,不符路面规范的要求,也是导致沥青路面水损坏的主要原因。
四、沥青路面水损坏的防治措施
(一)、在施工中,一方面,要控制沥青混凝土的匀质性,采取强有力的技术
保证措施。
从基层准备、材料使用、配合比,到沥青混凝土拌制、运输摊铺,直到最终碾压成型等各环节,都应严格实行标准化、规范化和程序化管理。
另一方面,要严格控制路基、路面排水设施施工质量,加强纵、横向排水施丁技术管理,最大限度地减少雨水渗入路面结构层内引起水损坏。
(二)、合理设计路基与路肩横坡是有效排除路表水的关键。
从有利于排水的角度考虑,路基与路肩横坡的坡值宜取高值,但路基横坡过大会影响行车安全。
因此应综合考虑两方面因素,在多雨区宜取高值。
在冰冻区取低值,且硬路肩横坡的坡值可取高值。
从施工方便考虑,硬路肩横坡宜与路基横坡相同,但在超高路段,硬路肩横坡与行车道相反,这样,避免硬路肩积水流到行车道上。
(三)、精心设置路面内部与外部排水系统是确保沥青路面排水畅通的重要于段。
在潮湿路基段,路面结构层设置高透水材料的碎石垫层,路基两侧设置边缘渗沟,充分利用其透水性,及时把渗入路面结构层内的水排出路基外;在路肩处填筑透水材料,如中砂碎石等,布设反滤层,及时将下渗水排出:在路基边坡,对于纵坡较大,竖曲线凹部,高路堤等路段及设有弯道超高路段的内侧路缘带处,为防止集中水流对路基路肩边坡的冲刷,应考虑设置挡水带,并通过急流槽将水排出路基。
结论:
总之,影响沥青路面产生早期水损坏的原因是多方面的,人们通常把更多的注意力集中在沥青以及一些抗剥落剂的品质上,而忽视了集料品质以及路面压实度标准对路面产生早期水损坏的影响。
但是实际情况表明(1)粗集料表面附着的杂质或粉尘对集料与沥青的粘附性影响是比较大的(2)在目前情况下,回收粉中所含的物质以软弱颗粒和泥土为主,使用回收粉将会降低沥青和集料之间的粘附性(3)路面实际孔隙率的大小是影响路面产生早期水损坏与否的关键因素,目前常用的两种方法得的标准密度通常离散性和随机性较大,无法有效控制沥青路面的实际孔隙率,因此,建议采用最佳沥青用量对应的理论密度作为标准密度。
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