高速公路沥青路面的早期损坏与防护

高速公路沥青路面的早期损坏与防护 来源：河北交通科技网 【学而优则进，考试大以成！】2010年7月4日
高速公路的路面工程量大、牵涉面广。一条高速公路长数十公里甚至数百公里，沿线遇到的土壤、水文、气候等环境条件有显著差别。路面经常由多层各不相同的材料所组成，特别是沥青面层所用材料品种多、要求严格，每层都有各自要求的工艺水平。同一条路上往往又由多个甚至十多个机械水平、管理水平和技术熟练程度各不相同的承包单位实施工程。因此不同高速公路，甚至同一条高速公路不同标段的新建路面质量都会有显著差异。路面质量的不均匀性远远比工厂生产的产品要大得多，实际上任何工厂产品很难百分之百都是优质品，路面产品更是如此。同一条高速公路的不同路段上的交通量和交通组成有显著差异，开放交通后路面原先的缺陷就会导致各种程度不同的路面早期损坏。因此高速公路开放交通的初期（1~2年内），产生路面早期损坏是完全可以理解的。随着路龄增长，沥青逐渐老化，沥青混凝土的抗温度裂缝能力、抗疲劳破坏能力、抗水破坏和抗松散能力逐渐减弱，沥青面层的破坏现象逐渐增多，此时要采取养护措施来改善和恢复路面应有的使用性能。
1.1几种主要路面早期损坏现象
花高价进行处理的软土地基未得到应有效果的主要原因在于：采取处理措施后到铺筑路面前允许软土地基固结沉降的时间太短。我国高速公路除在构造物头上采用粉喷桩、搅拌桩、石灰粉煤灰土桩和碎石桩等桩基处理措施外，通常都采用袋装砂井或塑料排水板与砂垫层、加载预压相结合的排水固结法处理措施。即使是打穿软土层的排水固结法，也需要有较长的时间供软土层固结基本完成。我国高速公路的计划施工期往往较短，而实际施工期则更短，导致不得不在软土地基继续明显沉降的情况下铺筑路面，这样就造成了上述后果。造成软土地段路面大量沉陷的另一个重要原因是，袋装砂井或塑料排水板或粉喷桩、搅拌桩等没有打穿软土层，致使砂井底、排水板下端以及桩尖下部仍有一个层厚不一的软土层。排水固结法不能使这个软土层中的水较快排出，在上层荷载作用下此层中的水需要更长的时间才能逐渐排出并使土体固结到稳定状态。未打穿软土层的各种桩实际是悬浮在软土层中，只能靠桩周的摩擦力起支撑其上的路面荷载的作用。桩下的软土层在上层荷载作用下，需要更长的时间才能逐渐固结稳定。当前的施工技术要将塑料排水板或袋装砂井打入深25m以上的软土层是困难的，粉喷桩的有效深度也只有约15m.
路基路面局部沉陷变形、构造物相邻接的填土路堤压实度不够以及对原地基（介于软土地基和坚硬地基之间的地基）未做适当处理，使相邻构造物的路面明显下沉，产生了俗称的桥头跳车。
基层是沥青路面最重要的承重层，其质量优劣直接影响路面的早期破坏和寿命。半刚性材料层之间或半刚性层下部有一定厚度的素土夹层，素土夹层潮湿后使路面承载能力显著下降。载重卡车通过产生“弹簧”现象的路段，容易产生块状裂缝。半刚性基层厚度不足，而底基层又不是半刚性材料层的路面结构，特别在土路基压实度不够和承载能力差的情况下，也会产生块状裂缝。这种块状裂缝的面积有时仅1m2左右。如果沥青混合料在间歇式拌和机中拌的时间过长、拌和温度过高或在贮料仓中贮存时间过长都会使沥青氧化变硬，使沥青对拉应变特别敏感，一旦拉应变超过沥青混凝土抗拉能力就会产生块状裂缝。在冰冻地区，特别在重冰冻地区由于低温作用会产生块状裂缝（长3~4m）。
沥青路面（含半刚性路面和刚性组合式路面）水损坏现象十分普遍，使用一年以上的高速公路都会产生程度不同的水损坏。差别仅在于有的严重、有的较轻。水损坏来得快，情况严重，因此它是路基路面的大敌。降水进入沥青面层后视水的滞留位置而异，在大量高速行驶车辆作用下，可能产生以下几种不同情况的水损坏现象。
2）表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变。降水过程中如自由水渗入并滞留在表面层和中面层内，大量快速行车使两层沥青混凝土部分碎石上的沥青剥落，导致表面产生网裂、形变（下陷）和向外侧推挤，或产生坑洞。
1.1.5辙槽
造成高速公路沥青路辙槽的原因及影响因素有：一是车的数量及其轴重和轮胎压力。重载卡车的数量愈多、轴重和轮胎压力愈大，要求沥青混凝土的抗辙槽能力愈大；二为行车速度，承受慢速交通或有停车情况的路面与承受快速交通的路面相比较而言，前者要求沥青混凝土有较大的抗辙槽能力，即车速愈慢，要求沥青混凝土的抗辙槽能力愈大。因此，用于交叉路口、公共汽车停车站等的沥青混合料必须适应车辆的质量、速度和数量。同理，在山区高速公路的上坡路段上，特别是行驶重载和超重载车辆的情况下往往车速缓慢，容易产生较严重的辙槽。用于这种上坡路段上的沥青混凝土需要有较大的抗辙槽能力。
高速公路沥青路面的泛油现象与以往渣油路面的泛油现象有明显差别。高速公路沥青路面的泛油现象主要产生在行车道上，超车道上的泛油现象很少。行车道上的泛油现象主要是间隔式和条片状，而且间隔距离往往大于泛油条片的长度。连续泛油和整个行车道全面泛油的现象不多。早期使用LH-20Ⅰ和LH-20Ⅱ或AK-13B型沥青混凝土做表面层的高速公路都有这种泛油现象，但并未引起大家重视。随后建成通车的其他高速公路也有类似现象。实际上，每条高速公路的沥青路面都有泛油现象，只是数量多少和程度轻重的差别。有的路段泛油严重且连续，有的路段间隔式条片状较严重的泛油和中等泛油都有。近几年来铺筑的SMA试验路段和正式工程也都有轻重不一的泛油现象。某高速公路部分路段的改性沥青SMA也有泛油现象。
松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程，集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的原因。有多种情况可能导致松散：
2）表面有离析，离析处缺少大部分细集料。
1.1.8横向裂缝
半刚性路面的裂缝率与柔性路面的裂缝率没有明显差别，德国对170个路段进行了长达18年的跟踪观察后得出结论，半刚性路面的裂缝率与柔性路面的裂缝率没有明显差别。
面层沥青混凝土的强度大幅度降低时，面层表面产生的温度应力大于表层沥青混凝土的拉应力时，面层就会开裂。
沥青路面的面层厚度是温度裂缝的又一影响因素。面层愈厚并不意味温度裂缝愈少，在其他条件相同的情况下面层愈厚，表面产生的温度应力可能愈大，因此产生温度裂缝的可能性愈大、情况愈严重。 来源:考试大-公路监理师

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