第三讲 沥青路面质量问题分析.pps

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,公路沥青路面常见病害及分析,李晋 博士,山东交通学院,1,常见损坏类型及其表现形式,路面的破坏大体上分为两类：一类是结构性破坏，它是路面结构的整体或其某一个或几个组成部分的破坏，严重时可能达到不能支承车辆的荷载。结构性破损的结果反映到路面上就是各种形状的裂缝，如龟裂、块裂、纵裂和横裂。但有些结构性损坏，如基层的开裂在扩展道路表面之前是不可见的。正常的路面结构的结构性损坏是在汽车荷载和温度应力的共同作用下产生的，可以是疲劳损坏、一次性损坏等。但裂缝也可能是由于路基下沉、路面材料品质不良、施工控制不合格渗水引起。,另一类是功能性破坏，即由于路面的不平整，使其不再具有预期的功能。这两类破坏不一定同时发生，但都是逐渐积累起来的。沥青路面应能为行车提供安全舒适的行驶表面，具有一定的服务功能。路面功能性损坏主要表现在路面表面上，只影响路面的服务性能，对整体结构强度不会带来严重影响，其产生的原因往往可以从其表现形式判断出来。由于功能性损坏主要影响行驶质量和安全特性，一般用平整度、抗滑阻力、纹理深度、反光、噪声等指标评价。路面的多种损坏形式又影响到路面表面性能，如局部沉陷、车辙、波浪、修补、桥头跳车等。,推挤皱褶,路面破坏、破损具体分以下几类：,(l,）缝类：龟裂、不规则裂、纵裂、横裂；,(2,）松散类：坑槽、松散、麻面、脱皮；,(3,）变形类：沉陷、车辙、波浪、拥包；,(4,）其他类：泛油、修补损坏。,从外观表现形式上，沥青路面的损坏可分为裂缝、变形、表面损坏和修补等四大类。,路面常见病害及原因分析,确定路面破坏的原因是制定路面养护维修对策的基础。沥青路面的任何一种损坏可能是由多种原因及其综合作用引起的，因此必须从损坏的机理分析，通过细致的观测和必要的室内外试验分析确定。,(1,）裂缝,沥青路面开裂的主要原因，可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构破坏裂缝。在车轮荷载的作用下，当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时，产生的开裂称之为荷载裂缝。在车轮荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，当拉应力大于基层材料的抗拉强度，底部就会很快开裂，在行车荷载反复作用下，底部裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层产生开裂破坏。,另一种主要是沥青面层温度变化而产生的温度裂缝：包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之为非荷载裂缝。沥青面层的非荷载裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝主要是横向裂缝，也有纵向裂缝。在寒冷地区，一旦气温大幅度下降，在沥青面层中产生较大温度梯度，直接与大气接触的沥青面层表面温度迅速下降，而温度向沥青面层底部传递需要一定的时间，沥青面层内部和底部与表面始终有温差。沥青层愈厚，表面与底面温度差愈大。同时表面温度变化率大于沥青面层的温度变化率，更大于沥青层底部温度变化率。沥青面层表面产生的温度收缩应力一旦超过沥青面层某一薄弱部位的抗拉强度，面层表面首先要开裂。这种反复作用下的温度应力使沥青面层从表面开始产生温度疲劳裂缝。,温度疲劳开裂,尽管沥青路面开裂的原因和裂缝的形式多种多样，但行车荷载作用、沥青面层温度变化，是产生裂缝的主要原因。国内外的调查研究表明，半刚性基层沥青路面的反射裂缝是非荷载型，但有些情况下可能有温度和荷载共同作用产生的。,混合料摊铺时间过长，或接逢处理不当，接缝处压实未达到要求，在行车作用下形成纵向裂缝；冬季气温下降，沥青路面或基层收缩而成的裂缝，一般为与道路中线垂直的横缝，土基干缩或冻缩产生的裂缝，亦以横缝居多；路面整体强度不足，沥青面层老化，形成闭合型的龟裂、网裂。,影响裂缝破损的主要因素：沥青及沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件，特别是冬季气温及其变化、交通量和车辆的类型及施工因素等。,(2,）坑槽,沥青路面的坑槽往往都有一个形成的过程，开始时是局部龟裂松散，在行车荷载和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。,路面厚度不够性坑槽,路面下基层局部标高控制不严，导致沥青上面层个别地方厚度不够，在行车作用下，该处首先破损，形成坑槽。,粘结层不牢坑槽,混合料拌和摊铺时，下层表面含有泥、灰等杂物，使上下层不能有效粘结，而形成坑槽，如桥面上形成的坑。,水损害,水损害性坑槽,这种坑槽是沥青混凝土路面早期破坏中最常见的坑槽，水损害破坏往往是从沥青面层的中面层开始的。水分进人沥青路面，滞留在中面层，当集料与沥青膜剥离后，沥青混合料不再是一个整体，集料在荷载的作用下，对基层产生了力的作用，使基层的局部松落形成灰浆，从路面的缝隙向上挤出来，在沥青路面上形成白色的卿浆。如此循环不断，形成了水损害性坑槽。,运营期间车辆运输重物刮撞形成的坑槽,一种情况为柴油、机油滴漏在路表面上，沥青被稀释后，粘结力降低，集料散失形成坑槽；钢圈或车辆运输的重物，刮撞形成的坑槽；千斤顶顶出的坑槽；火烧形成的坑槽。,基层、底基层损坏产生翻浆形成的坑槽。,松散,(3,）松散,沥青路面松散产生的原因主要有：,常温季节由于沥青混合料在运输途中时间过长，未加保温或到工地后堆放时间过长油温低于摊铺和碾压温度，或找补过晚，找补的沥青混合料粘结不牢。,沥青混合料炒制过火，沥青结合料失去粘结力。,沥青混合料的集料潮湿，或含泥量大，使矿料与沥青粘结不牢；或冒雨摊铺，沥青粘结力下降，造成松散。,沥青混合料油石比偏低，细料少，人工摊铺搂平时粗料集中，表面不均匀，呈“睁眼”状态；或跟碾刷油滴洒路面，破坏沥青粘聚矿料作用，而掉渣、脱落。,低温季节施工，路面成型较慢或成型不好，在行车作用下，嵌缝料脱落，轻则掉渣，重则松散、脱落。,车辙,(4,）车辙,沥青路面的车辙，被定义为在道路延长方向车轮集中通过位置上所生成的连续的纵向变形。即在行车荷载重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽。在高速公路路面损害中，车辙已成为一种较为普遍的病害。沥青路面出现车辙主要原因如下：,沥青混合料热稳定性不足。矿料级配不好，细集料偏多，集料未形成嵌锁结构；沥青用量偏高；沥青针入度偏大或沥青质量不好。由于雨水渗透侵蚀基层表面的粉料，使其软化进而形成车辙；,沥青面层、基层施工时未充分压实，在车辆反复荷载的作用下，轮迹处被进一步压密而出现下陷，是车辙形成的主要原因，车辙主要出现在行车道上，超车道无明显车辙。,(5,）波浪、拥包,波浪的产生，主要是由于沥青洒布不均形成油垄；沥青混合料级配偏细，高温季节经过行车不断撞击而造成高低不平，交叉口、停车站、陡坡路段行车水平力作用较大的地方，最易产生波浪。,在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足，则易产生推挤拥包。大多数拥包是由于所使用的沥青稠度偏低，用量偏多，热稳定性不好；沥青混凝土面层过厚；因混合料中矿料级配不好，细料偏多而产生；基层或下面层未经充分压实，强度不足，发生变形位移。,(6,）网裂,网裂形成的主要原因：路面出现裂缝未及时封堵，雨水下渗后，在行车轮胎的强力泵吸作用下，基层的灰浆被吸出，导致基层破碎松散、沥青层破坏而下陷；基层局部成形不好、强度不够，在行车荷载反复作用下，发生路面网裂，雨水下渗后因浆被吸出或挤出而下降，这种形式病害主要发生在行车道，严重之处基层完全破坏。,泛油,(7,）泛油,大多是由于混合料中沥青用量偏多，沥青稠度太低等原因引起的，但有时也可能由于低温季节施工，表面嵌缝料散失过多，待气温变暖之后，在行车作用下，矿料下挤，沥青上泛，表面形成油层而引起泛油。,(8,）翻浆,在行车作用下路面发生弹簧、裂纹、松散、鼓包、冒泥浆等程度不同的破坏。翻浆是多种因素综合作用的结果。,基层用料不当，或拌和不匀，细料过多。由于其水稳性差，遇水后软化，在行车作用下浆水上冒。,低温季节施工的半刚性基层，强度增长缓慢，而路面开放交通过早，在行车与雨水作用下使基层表面粉化，形成浆水。,冰冻地区的基层，冬季水分积聚成冰，春天解冻时翻浆。,沥青面层厚度较薄，空隙率较大，未设置下封层和没有采取结构层内排水设施，促使雨水下渗加速翻浆的形成。,表面处治和贯人式面层竣工初期，由于行车作用次数不多，结构层尚未达到应有密实度就遇到雨季使渗水增多，基层翻浆。,(9,）沉陷,路面沉陷一般是由于基层局部成形不足，强度不够，在行车荷载和自然因素等作用下形成的。大面积沉陷则往往是由于填方路基的不均匀沉降或局部滑移引起的。,桥头沉陷产生和形成的原因很多，包括地基地质条件、填料、施工材料，以及设计、结构、施工方面的诸多因素。其产生的直接原因是刚性桥台结构物与柔性路堤连接处在行车荷载的反复作用下，填土自身固结沉降过程中产生较大的差异沉降变形。影响桥头差异沉降的因素很多，如路堤填土的次固结沉降、路堤填料的类型、施工工艺、桥台类型、台背土冲刷流失、交通荷载及排水等等。其中交通荷载重复作用下填土的塑性变形及填土与地基在填土自重作用下的沉降是主要影响因素。而由于设计不周、施工质量控制不严、措施不当等因素更加剧了沉陷的危害性。,总之，路面破损产生的原因可归纳为以下,7,个方面：交通条件、气候条件、施工因素、材料因素、设计因素、排水条件、管理水平。,