高速公路瀝青路面早期損壞與防護(hù)

1、高速公路瀝青路面早期損壞與防護(hù)措施摘要:本文根據(jù)專家們對我國開放交通兩年以上的半剛性基層高速公路瀝青路面使用情況調(diào)查，介紹了我國高速公路半剛性路面結(jié)構(gòu)及其承載能力和面層功能狀況簡單分析了瀝青路面的早期損壞現(xiàn)象和產(chǎn)生原因，并提出了預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:高速公路瀝青路面早期損壞防護(hù)前言高速公路的路面工程量大、牽涉面廣。一條高速公路長數(shù)十公里甚至數(shù)百公里，沿線遇到的土壤、水文、氣候等環(huán)境條件有顯著差別。路面經(jīng)常由多層各不相同的材料所組成，特別是瀝

2、青面層所用材料品種多、要求嚴(yán)格，每層都有各自要求的工藝水平。同一條路上往往又由多個甚至十多個機(jī)械水平、管理水平和技術(shù)熟練程度各不相同的承包單位實施工程。因此不同高速公路，甚至同一條高速公路不同標(biāo)段的新建路面質(zhì)量都會有顯著差異。路面質(zhì)量的不均勻性遠(yuǎn)遠(yuǎn)比工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品要大得多，實際上任何工廠產(chǎn)品很難百分之百都是優(yōu)質(zhì)品，路面產(chǎn)品更是如此。同一條高速公路的不同路段上的交通量和交通組成有顯著差異，開放交通后路面原先的缺陷就會導(dǎo)致各種程度不同的路面

3、早期損壞。因此高速公路開放交通的初期(1~2年內(nèi))，產(chǎn)生路面早期損壞是完全可以理解的。隨著路齡增長，瀝青逐漸老化，瀝青混凝土的抗溫度裂縫能力、抗疲勞破壞能力、抗水破壞和抗松散能力逐漸減弱，瀝青面層的破壞現(xiàn)象逐漸增多，此時要采取養(yǎng)護(hù)措施來改善和恢復(fù)路面應(yīng)有的使用性能。1高速公路瀝青路面早期損壞情況1.1幾種主要路面早期損壞現(xiàn)象1.1.1軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面(含橋頭)沉陷花高價進(jìn)行處理的軟土地基未得到應(yīng)有效果的主要原因在于:采取處理措

4、施后到鋪筑路面前允許軟土地基固結(jié)沉降的時間太短。我國高速公路除在構(gòu)造物頭上采用粉噴樁、攪拌樁、石灰粉煤灰土樁和碎石樁等樁基處理措施外，通常都采用袋裝砂井或塑料排水板與砂墊層、加載預(yù)壓相結(jié)合的排水固結(jié)法處理措施。即使是打穿軟土層的排水固結(jié)法，也需要有較長的時間供軟土層固結(jié)基本完成。我國高速公路的計劃施工期往往較短，而實際施工期則更短，導(dǎo)致不得不在軟土地基繼續(xù)明顯沉降的情況下鋪筑路面，這樣就造成了上述后果。造成軟土地段路面大量沉陷的另一個重

5、要原因是，袋裝砂井或塑料排水板或粉噴樁、攪拌樁等沒有打穿軟土層，致使砂井底、排水板下端以及樁尖下部仍有一個層厚不一的軟土層。排水固結(jié)法不能使這個軟土層中的水較快排出，在上層荷載作用下此層中的水需要更長的時間才能逐漸排出并使土體固結(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。未打穿軟土層的各種樁實際是懸浮在軟土層中，只能靠樁周的摩擦力起支撐其上的路面荷載的作用。樁下的軟土層在上層荷載作用下，需要更長的時間才能逐漸固結(jié)穩(wěn)定。當(dāng)前的施工技術(shù)要將塑料排水板或袋裝砂井打入深25

6、m以上的軟土層是困難的，粉噴樁的有效深度也只有約15m。1.1.2路基壓實度不夠?qū)е侣访娴脑缙趽p壞區(qū)高速公路的上坡路段上，特別是行駛重載和超重載車輛的情況下往往車速緩慢，容易產(chǎn)生較嚴(yán)重的轍槽。用于這種上坡路段上的瀝青混凝土需要有較大的抗轍槽能力。1.1.6泛油高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)象與以往渣油路面的泛油現(xiàn)象有明顯差別。高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)象主要產(chǎn)生在行車道上，超車道上的泛油現(xiàn)象很少。行車道上的泛油現(xiàn)象主要是間隔式和條片狀，而且間隔

7、距離往往大于泛油條片的長度。連續(xù)泛油和整個行車道全面泛油的現(xiàn)象不多。早期使用LH20Ⅰ和LH20Ⅱ或AK13B型瀝青混凝土做表面層的高速公路都有這種泛油現(xiàn)象，但并未引起大家重視。隨后建成通車的其他高速公路也有類似現(xiàn)象。實際上，每條高速公路的瀝青路面都有泛油現(xiàn)象，只是數(shù)量多少和程度輕重的差別。有的路段泛油嚴(yán)重且連續(xù)，有的路段間隔式條片狀較嚴(yán)重的泛油和中等泛油都有。近幾年來鋪筑的SMA試驗路段和正式工程也都有輕重不一的泛油現(xiàn)象。某高速公路部

8、分路段的改性瀝青SMA也有泛油現(xiàn)象。1.1.7松散松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過程，集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的原因。有多種情況可能導(dǎo)致松散:1)集料顆粒被足夠厚的粉塵包覆，使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上，而不是粘結(jié)在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。2)表面有離析，離析處缺少大部分細(xì)集料。3)瀝青混凝土面層內(nèi)局部密實度低，需要有高密實度才能保證瀝青混合料的粘聚力。如混合料的

9、壓實度不夠，集料就容易從混合料中脫落1.1.8橫向裂縫橫向裂縫是瀝青面層發(fā)生最多的一種裂縫。每條瀝青路面道路和每條瀝青路面高速公路上都有或多或少的橫向裂縫，通常也把它看作是瀝青路面早期破壞現(xiàn)象之一。高速公路瀝青路面的橫向裂縫絕大部分是溫度裂縫。在冰凍地區(qū)溫度裂縫有兩種:一是冬季突然大幅度降溫引起瀝青面層產(chǎn)生低溫收縮裂縫二是氣溫變化引起瀝青面層產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力的反復(fù)作用使瀝青面層產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。在冬季和氣溫低的地區(qū)，通常低溫裂縫是

10、主要的。溫度裂縫起始于表面大風(fēng)降溫過程中，面層表面的溫度最低，溫度變化時也是表面的溫度變化率最大。因此，表面產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力最大以及溫度裂縫總是起始于表面并向下較快延伸。半剛性路面的裂縫率與柔性路面的裂縫率沒有明顯差別，德國對170個路段進(jìn)行了長達(dá)18年的跟蹤觀察后得出結(jié)論，半剛性路面的裂縫率與柔性路面的裂縫率沒有明顯差別。溫度裂縫逐年增加由于瀝青隨時間增長而老化，瀝青面層的抗裂縫能力(或抗拉強(qiáng)度)會逐年降低，因此，溫度裂縫也是逐年增加