如何预防高速公路沥青路面出现水损害

来源:岩土工程师    发布时间:2013-04-22    岩土工程师辅导视频    评论

  1 前言 
  近年来,由于交通量的不断增长,重车增多,大型货车超载严重和渠化行车的作用,给路面带来了明显的早期破坏逐渐增多。沥青路面研究有关的课题也集中在车辙、低温开裂和疲劳开裂这三大破坏形式上。近年来,另外两种破坏形式:水损害和反射裂缝也逐渐引起人们的注意,也已形成世界性范围的问题。我国在这方面的研究还很少,还没有引起人们足够的重视。直至最近,一些高等级公路发生了较为严重的水损害问题,也到了重视水损害问题的时候了。沈阳至山海关高速公路自2000年l0月通车,2001年有些路段出现了水损害现象,开始出现少量唧浆,并拌有轻微沉陷。随着时间的推移,特别是长期下雨后,路面的唧浆愈来愈多,并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处继续沉陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现松散、坑洞。松散的集料表面光溜溜的,沥青膜已剥落贻尽。这是典型水损害现象。 
  在我国南方多雨地区,水侵入路面结构内部的机会较多,行车造成的动水压力和抽吸力会使沥青薄膜剥落,并导致路面产生严重的水损害。北方冰冻地区,虽然降雨量小,但冻胀和翻浆同样会对路面造成严重破坏。特别在冬春季节,降雪和降水频繁,水渗入路面结构层内部后,夜间结冻,第二天白天化冻,夜间又结冻。这种连续的冻融循环不断加剧路面的破坏。因此,采取有效措施减轻并彻底解决水损害现象,是当前高速公路沥青路面早期病害研究所面临的主要问题。 
  2 水损害的原因 
  沥青路面的水损害是沥青路面存在水分的条件下,经受荷载和温度的反复作用,使沥青膜逐渐从集料表面剥离,并导致集料之问的粘结力丧失,而发生路面逐渐出现麻面、松散、坑槽等病害。这些损坏有以下特点: 
  (1)破坏发生在雨季,有时一场大雨就导致严重破坏。 
  (2)破坏之前一般先有小块的网裂,出现唧浆,然后松散形成坑槽。 
  (3)发生水损害的地方一般是透水或排水不畅通的部位,挖开可以看见下面有积水或浮浆。 
  (4)行车道破坏比较严重,超车道一般没有破坏,这与交通量、重载和超载交通有关。 
  (5)一般不会整个路面同时破坏,这显然是由于沥青混合料的离析造成粗集料集中,形成局部区域空隙率过大,使路面渗水。 
  沥青路面产生水损害现象既有内因也有外因。外因主要与降水量、交通量、交通组成和行车速度有关。通常降水量大的多雨潮湿地区,水损害现象较为严重。交通量大,超载车辆多,并且行车速度快的高速公路水损害现象非常突出。水损害的内因首先是由于沥青混凝土的空隙率较大以及压实度偏小,现场实际空隙率大,由于混凝土不均匀造成的局部空隙率更大。另外,沥青与碎石的粘结力不足也是重要原因。还有,路面设计时未考虑路面结构层排水,没有设置有效的防水层,不能很好的阻止水侵入结构内部,对于进入内部的水又不能很快的排出,这样就为水损害的形成提供了有利条件。 
  对于采用密实的I型级配路面结构,由于空隙率很小,理论上是不应该产生明显的水损害现象,但实际却不是这样。在调查分析中可以发现,水损害经常是一个个孤立的随机分布的小坑洞,有的路段数量较多,有的路段数量较少。事实上,铺成的沥青混凝土常是不均匀的。水损害常发生在沥青混凝土层空隙率较大和自由水容易透人的位置。当结构层不均匀性愈大时,空隙率较大的位置愈多,水损害现象也就愈严重。导致沥青混凝土不均匀性大的主要原因包括:矿料颗粒组成的变化,沥青混合料拌和不均匀(拌和时间不足),现场沥青混合料离析,沥青混合料温度不一致(摊铺机后面不同位置沥青混合料的实际温度常有明显差别,甚至高达40℃左右)。可见,沥青混凝土的不均匀性是造成密实的I型级配路面产生水损害的原因。

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