摘要:文章以城市道路沥青路面病害成因及预防措施为研究对象,首先对常见的城市道路沥青路面病害问题进行了阐述分析,随后对上述这些病害问题的原因进行了分析探讨,最后提出了一些城市道路沥青路面预防措施,以供参考。
关键词:城市道路;沥青路面;病害成因;预防措施
前言
城市道路在实际施工建设过程中,受施工因素以及客观自然地质条件、气候条件等因素影响,容易出现各种路面病害问题。这些病害问题在初次出现时看似“无伤大雅”,但在随着时间的推移,病害问题会逐步扩大,并对高速公路安全稳定运行带来了严重的影响。因此有必要对城市道路沥青路面病害成因及预防措施进行探讨分析,这对于保障城市道路运行安全,推动我国城市交通建设实现可持续发展具有重要的意义。
一、常见的城市道路沥青路面病害问题
(一)沥青路面裂缝问题
裂缝问题是沥青路面比较常见的病害问题之一,并且实际裂缝类型也比较多样,文章主要以水损害沥青路面裂缝进行讨论分析。水损害路面裂缝表现之一便是在路面表层产生坑洞,若沥青路面表面不够均匀或压实度不足,导致局部实际孔隙率较大,那么雨水便会逐渐渗进孔隙之中,在车辆高速通过的情况下,车轮会带动路面积水产生非常大的动水压力,促使沥青逐渐从碎石表面剥离,随着剥离量越来越大,路面下层沥青混凝土强度会遭受严重的削弱,最终导致沥青路面局部呈松散状态,表面碎石被车辆掀飞,形成坑洞。另一方面,雨水经过渗透,通常会在沥青半刚性基层面进行聚集,随着较多车辆高速行驶经过,会对自由水产生较大的压力,这种压力不断路面基层混合料表层细料造成冲击,最终混水形成灰白色浆液,这种浆液同样会遭受高速车辆带来的动水压力影响,若灰白色浆液较多,会直接在沥青路面表面形成坑洞,若灰白色浆液较少,会直接在路面形成裂缝,并且随着时间的推移,这种裂缝还会不断扩大,严重影响车辆行车安全与行车体验。
(二)沥青路面车辙病害问题
沥青路面之所以会产生车辙,一是受车辆荷载影响,比如路面行驶的车辆荷载存在超重问题,并且这种车辆行驶重量严重超出了路面实际可承受的荷载,从而会导致路面出现车辙病害问题。二是受外界因素影响,比如在夏季高温天气下,沥青路面受到高温影响,表面容易“软化”,导致沥青路面的抗压强度不足,从而出现结构性变形,在车辆行驶过程中,受车辆荷载影响,最终产生车辙病害。三是沥青路面原本的施工因素,比如路面材料本身质量不过关,或者沥青混凝土配比不合格,没有做好沥青摊铺施工,同样会导致导致路面结构抗压强度不足,在车辆荷载的作用下,路面结构会产生变形,最终形成车辙问题。一般情况下,如果车辙的深度超过10 mm,便构成了沥青路面车辙病害条。此外,在部分城市地势高低不平,若在沥青公路设计时,长度度过长,坡度过陡,也很容易出现车辙病害问题,从以下图一中我们能够认识到,随着坡度的增加谋求车荷载对路面产生的剪应力也就越大,受车辆荷载对路面剪应力不断增大的因素影响,最终引发沥青路面车辙病害问题[1]。
图一:公路纵坡与标准车辆自重引起的剪应力增量关系
(三)沥青路面泛油病害问题
沥青混凝土路面内部松散沥青逐渐向上移动的现象被称为路面泛油问题。一般情况下,新建沥青混凝土路面在建成通车后,遇到第一高温季节,并在在连续数天高温后,再加上一些荷载较重的车辆不断在路面通行,不断对路面进行“严实”,会很容易导致沥青混凝土内部自由沥青不断向上移动,产生泛油病害问题,并且这种问题在油石比偏大地段表现的更加明显。另一方面,高温雨季,随着雨水不断渗透进沥青混凝土内部,会对沥青与矿料粘结力产生影响,再加上车辆反复荷载作用,从而也会导致沥青从路面集料表面剥落,并不断上移动,将会产生更加严重的泛油现象。路面泛油病害在行车道上出现的比较频繁,整体呈间断式片状分布,并且在泛油表面也有明显的车印,对于路面行车安全造成了不利影响。
二、城市道路沥青路面病害成因分析
(一)沥青路面设计问题
在实际进行沥青路面设计时,缺乏长远目光,没有做好对公路交通未来几年交通量的增长进行合理的预测,从而导致现有的路面设计承载力难以满足未来车辆行驶需要,从而很很容易引发各种病害问题。另一方面,在实际进行沥青路面设计时,没有充分考虑所在地区的实际地质、地形等情况,沥青路面整体设计无法充分适应当地实际交通运行,引发各种路面病害问题,比如上文提到的在山区进行沥青路面结构设计时,如果设计的坡度较陡,坡长较长,会导致车辆荷载对路面造成的剪应力不断增大,很容易引起车辙病害问题。并且一些沥青高速公路行驶的重荷载车辆数量较多,因此本身对路面承载力要求更高,若在实际设计时没有做好车辆承载力设计,同样会引发各种病害问题。
(二)沥青路面施工控制问题
沥青路面施工质量对于整体路面性能有着直接的影响,在实际进行施工过程中,若出现原材料配合比不合理问题,比如粗集料比例过多,细集料比例过少,则很容易出现集料离析问题,那么最终建成的沥青公开路在车辆荷载的作用下,很容易出现各种病害问题。另一方面沥青公路各种接缝对于自身应力消除有着重要影响,在实际施工时,如果没有做好路面接缝施工,那么同样会导致路面出现各种病害问题。在实际进行沥青面层铺筑施工时,若路面铺筑平整度不足,沥青碾压施工压实度不够,也会导致路面出现各种病害问题。因此做好沥青路面的施工也非常重要。
(三)沥青路面养护问题
在开展沥青公路施工建设时,除了要保证公路设计的合理性,做好各种施工环节的落实,还应加强对沥青路面的养护,从而确保沥青路面始终处于良好稳定状态,才能从根本上降低沥青路面病害发生概率。但是当下针对于沥青路面的养护。依然缺乏完善的机制,没有指定规范的养护文件,养护队伍整体专业性有待进一步提升,最终致使路面养护效率下,养护质量难以得到有效提升。很多沥青路面问题都是从细微处开始,然后逐渐扩大,最终形成严重的病害,因此需要进一步加强沥青路面的养护,从而及时将病害问题扼杀在萌芽之中,有效延长沥青路面服役期限,保障沥青公路安全稳定运行。
三、城市道路沥青路面预防措施
(一)沥青路面裂缝病害预防措施
首先应注意提升沥青与集料的粘附性,促使降低路面积水对沥青的剥离能力得到有效的降低,比如在实际进行沥青集料配比设计中,可以适当减少矿粉的使用,并用部分石灰、水泥代替,从而有效改善沥青集料的粘附性。这是因为石灰、水泥中含有丰富的碳酸钙,这一物质能够与沥青中带有负电荷的活性物质产生化学反应,形成一种化学吸附层,从而达到提升沥青集料的粘附性的目的,减少水分渗透影响。其次还应做好沥青混合料级配,有效降低空隙率,提升沥青防水性能,通常同过级配优选,将孔隙率控制在4%至17%之间,就可以有效提升沥青路面防水问题。最后,做好路面内部排水设计,也能够达到减少水损害裂缝发生的概率,当下比较常用的是进行多孔隙水稳碎石层设置,这种碎石层是通过将水泥与无细料或少细料与水泥混合在一起,然后进行压实施工,最终形成一种渗水性水泥稳定碎石基层,这一基层能够有效将沥青混凝土路面内部自由水排出,从根本上减少水害影响[2]。多孔隙水稳碎石设计与实测技术指标具体如表一所示:
表一:多孔隙水稳碎石设计与实测技术指标
(二)沥青路面车辙病害预防措施
针对于沥青路面车辙预防,具体可采取以下措施,一是在进行沥青混合配置时,应注意沥青混合料应具被备较高的软化点,较小的针入度,在高温条件下,混合料有着较高的稳定性,粗集料应有着较高的破碎面,控制矿粉与沥青的比例为1:1.2,有效减少游离沥青,降低沥青膜厚度。二是在进行沥青路面施工时,做好隔水层设计,提升路面防水性能;三是注意在高温天气下做好洒水措施,一般通过进行撒铺量撒水,能够将沥青层5cm以内的温度从高温下降5℃,并且保持1h左右,有效避免沥青路面出现车辙问题。四是针对山区沥青公路建设,除了要避免出现较长的高坡度路面设计,还可以选择增加车道数量,一方面能够有效扩大载重车辆横向荷载范围,减少剪应力对车道破坏,另一方面还能够提升道路通行能力,满足更多车辆通行。
(三)沥青路面泛油病害预防措施
为有效预防沥青路面泛油病害,首先应注意要不断增强沥青混合料的粘结强度,有效提升沥青与集料的粘附性,比如在实际施工时,可采用粘结强度较大的改性沥青,或者在进行沥青混合料配置时,添加抗剥落剂,能够有效提升集料与沥青的粘附性,减少沥青路面泛油问题发生;另一方面,还应加强级配设计,做好沥青混凝土级配优化,从而可以有效减少沥青集料离析现象,并且更容易碾压密实,形成更好的路面结构,与此同时,在进行级配设计时,还应注意降低一个孔隙率,良好的空隙率是保证沥青路面结构的关键,同时也是减少泛油问题发生的重要措施[3]。此外,还应加强施工质量控制,做好后续沥青路面的维护,比如高温天气时做好洒水,尽量减少路面离析,从根本上降低沥青路面病害问题发生概率。
四、总结
综上所述,沥青路面病害对于公路交通安全稳定运行以及司机行车体验将会造成严重的影响,因此为有效解决这一问题,需要提高对沥青路面病害处理的重视程度,通过认识常见沥青路面病害,并分析病害问题原因,最后结合做好沥青路面病害病害的预防处理,有效保障沥青公路得以安全稳定运行。
参考文献:
[1]潘宇. 高原地区公路沥青路面病害的成因及其防治[J]. 建筑技术开发,2019,46(3):140-141.
[2]丁丽荣. 浅谈沥青混凝土路面裂缝的原因及预防处理措施[J]. 中国建材科技,2019,28(02):72-77.
[3]黄勤钲. 城市沥青混凝土路面病害调查及原因分析[J]. 福建建材,2018(1):73-75.
论文作者:区柱宽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/8
标签:病害论文; 沥青论文; 路面论文; 沥青路面论文; 车辙论文; 荷载论文; 车辆论文; 《基层建设》2019年第23期论文;