一、研究背景
沥青路面以其优良的性能在公路与城市道路修建中占据重要地位。然而,由于设计、施工、养护、管理等多方面的原因,沥青路面在使用过程中往往会出现早期损坏现象。这些损坏不仅影响路面的使用性能,还增加了养护维修成本,缩短了路面使用寿命。因此,正确分析沥青路面早期损坏的原因并提出有效的预防措施具有重要的现实意义。
二、研究意义
沥青路面早期损坏的研究意义在于:
提高路面使用寿命:通过分析早期损坏的原因,采取针对性的预防措施,可以有效延长沥青路面的使用寿命。
降低养护维修成本:减少早期损坏的发生,可以降低养护维修的频率和成本,提高公路运营的经济效益。
提升行车安全性:保持路面的良好状态,减少裂缝、坑洞等病害,可以提高行车的安全性和舒适性。
促进公路建设技术进步:通过研究沥青路面早期损坏的原因和预防措施,可以推动公路建设技术的进步,提高公路建设的质量和水平。
三、研究内容
沥青路面早期损坏的原因分析
1. 施工方面的原因
(1)地基沉降
在公路建设中,部分路段不可避免地要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基。若对软基处理不彻底或处理后未沉降稳定就进行基层及沥青路面施工,会导致路基失稳或过量沉陷,进而引发沥青路面开裂、网裂等病害。例如,采用砂垫层、打塑料排水板等方法处理软基的地段,填土后需埋设沉降观测设备,定期观测沉降情况。若沉降未稳定就进行路面施工,极易造成路面损坏。
(2)路基压实不足
路基压实是提高路基路面强度与稳定性的关键措施之一。若路基压实不足,会出现不均匀沉降,导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝。桥头跳车现象就是一个典型例子,其主要原因是桥台与路基衔接处压路机碾压不到位,造成该位置路基压实度不足,从而出现桥头沉陷、跳车等现象。
(3)路面基层施工质量低劣
由于抢工期、赶进度等原因,半刚性基层可能没有合理的龄期或施工粗糙,导致基层质量低劣。基层网状开裂破坏会反射到沥青面层,形成网裂。雨水从裂缝处下渗到基层和路基中,在行车荷载作用下会出现翻浆,造成沥青面层早期破损。
(4)沥青面层施工质量控制不严
防止沥青混合料颗粒离析是保证沥青路面施工质量的关键之一。在装车、运输和摊铺过程中,粗细颗粒容易离析。颗粒离析会造成局部粗集料偏多或细集料偏多,导致路面不易压实、抗剪强度低或热稳定性差等问题。通车后,路面容易出现松散、车辙、拥包等破坏。
2. 原材料原因
(1)沥青性能不符合要求
沥青路面铺筑所使用的沥青混合料由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成。要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能。若沥青材料性能不符合要求,会导致沥青路面早期破损。随着公路运输超、重载现象的严重,对沥青材料的性能提出了更高的要求,普通沥青已不能满足形势发展的需要。
(2)碎石质量不符合要求
碎石的压碎值、磨耗值不符合要求或使用酸性矿料,会造成沥青混合料的稳定度偏低,引起沥青路面早期的剥落。
(3)矿粉质量不稳定
矿粉的细度对沥青混合料质量至关重要。矿粉粒度小,比表面积大,与沥青的交互作用强,能提高沥青混合料的抗剪强度。然而,目前矿粉的质量很不稳定,往往粗细不均匀甚至潮湿结团。在拌和机内,矿粉不加热,造成沥青与矿粉拌合不均匀,影响沥青混合料质量。
沥青路面早期损坏的预防措施
1. 地基沉降的预防措施
对软土地基,一方面要根据软基情况采用可行方案进行认真的加固整治,如采用粉喷桩、搅拌桩、石灰粉煤灰土桩和碎石桩等桩基处理措施,或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;另一方面要留有比较长的沉降时间,将软土地段沥青路面施工安排在最后进行。填土后要埋设沉降观测设备,定期进行观测,确保地基沉降稳定后再进行路面施工。
2. 路基压实不足的预防措施
加强路基压实施工的质量控制,确保路基压实度符合设计要求。在桥台与路基衔接处等关键部位,要采用合适的压实设备和工艺,确保压路机碾压到位,提高路基压实度,防止桥头跳车等现象的发生。
3. 路面基层施工质量低劣的预防措施
合理安排半刚性基层的施工工期,确保基层有合理的龄期。加强基层施工过程的质量控制,提高基层施工质量。对基层(底基层)进行严格的质量检测,确保基层质量符合设计要求,防止基层网状开裂破坏反射到沥青面层。
4. 沥青面层施工质量控制不严的预防措施
加强沥青混合料的生产、运输和摊铺过程的质量控制,防止颗粒离析。在装车时,要采用多次装料的方法减少离析;运输过程中要覆盖篷布,防止混合料温度下降过快;摊铺时,要控制螺旋送料器的转速和摊铺速度,确保混合料均匀摊铺。同时,要加强沥青混合料的质量检测,确保混合料的质量符合设计要求。
5. 原材料质量控制的预防措施
严格控制沥青、碎石和矿粉等原材料的质量。选用性能符合要求的沥青材料,根据公路运输的超、重载情况选择合适的沥青类型;对碎石的压碎值、磨耗值等进行严格检测,确保碎石质量符合要求;加强矿粉的质量管理,确保矿粉细度均匀、干燥无结团。

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