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沥青路面破坏案例

时间: 08-09 栏目:案例
篇一:沥青路面破坏案例(3143字)

湖北襄阳地区常年雨水充沛,因此对沥青路面雨水侵渗破坏的防治就显得格外重要。经过多年的施工实践,现对沥青路面雨水侵渗破坏的防治措施进行一下探讨研究。

雨水通过沥青面层空隙或缝隙,或者由分隔带或路肩渗入到路面结构内,若不能够及时予以排除,就会浸湿各结构层材料甚至路基土,使其强度下降,变形增加,承载力降低,使用寿命缩短。

更为严重的是,进入路面结构层之间的空隙中的水分,在行车荷载的作用下,会成为高孔隙水压力和高流速的水流,冲刷层面材料并产生唧泥现象,促使沥青面层出现剥落、松散等病害,从而使整个路面结构的使用性能迅速变坏。因此,如何有效防止雨水向沥青路面内侵渗,及时排除有可能渗入的水分,已成为高等级沥青路面设计、施工和养护工作的一个至关重要的课题,引起了广泛关注和重视。笔者根据近年来的经验教训,经过分析研究,提出下述高等级沥青路面雨水侵渗破坏的一系列防治措施,以期同行参考指正。

一、沥青面层各层次尽量采用空隙率小的沥青混合料类型密级配沥青混凝土,所用矿料的各种料径颗粒级配连续、相互嵌挤严密,压实后空隙率小。尤其是I型密实式沥青混凝土,压实后空隙率很小,一般在5%以下,密水性好,可有效阻止雨水侵渗。现行沥青路面设计及施工技术规范中均明确规定,在沥青面层中应至少有1层是I型密实式沥青混凝土。

另外,为改善路面的抗滑和抗辙槽等性能,近年来在我国成功应用的抗滑表层和多碎石沥青面层,在空隙率较小的情况下,同样具有较好的密水性。像沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)表面层,作为一种理想的面层结构,空隙率仅为2%~4%,不仅抗滑、抗辙槽,而且具有密水性能好、减少开裂的优点,发展潜能远大。笔者认为,在满足沥青路面表层抗滑和抗辙槽要求的前提下,各沥青层要尽量采用空隙率小的沥青混合料类型,以防止雨水通过沥青面层空隙向路面结构内大量侵渗而造成破坏。

二、沥青面层采用优质沥青材料和矿料,防止沥青面层产生料质性病害:

1、选用优质沥青材料。高速公路、一级公路、城市快速路、主干路的沥青面层,应选用符合重交通道路石油沥青技术要求的优质沥青,以及经过试验论证、行之有效的改性沥青。其他道路的沥青面层,可采用符合中、轻交通道路石油沥青技术要求的沥青或改性沥青。

2、选用优质矿料。矿料质量的好坏,对保证沥青面层的使用品质和性能同样至关重要。矿料的各项质量技术要求,在现行的沥青路面施工及验收规范中有着详尽的规定,应严格遵照执行。这里着重强调的是,应尽可能提高矿料与沥青的粘附性要求,以改善沥青混凝土的水稳性。建议沥青路面表面层为5级,其他4级。当使用属于酸性岩石的矿料时,应采取有效的抗剥离措施。

三、严格控制沥青混凝土的施工匀质性,防止沥青面层发生局部施工质量性病害要控制好沥青混凝土的施工匀质性,应严格施工质量管理,采取强有力的技术保证措施。从基层准备、材料使用、配合比设计,到混凝土拌制、运输、摊铺,直至最终碾压成型,沥青混凝土的各个施工阶段和环节,都应严格实行标准化、规范化和程序化管理,采取强而有力、切实有效的技术保证措施。尤其要做好沥青混凝土的拌制、运输、摊铺、碾压及接缝处理等现场施工质量控制工作,保证级配组成和沥青含量,克服离析现象,并注意处理好每一道接缝。

四、提高沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准,增设现场压实后剩余空隙率检测指标碾压是沥青面层施工的最后关键工序。碾压不充分,会使沥青混凝土面层的压实后剩余空隙率偏大,导致雨水入渗。因此,沥青混凝土面层施工时,应进行充分压实,尽量减小压实后的剩余空隙率,并在施工过程中现场对这一指标进行跟踪检测。

对于沥青混凝土面层的压实度标准,笔者认为,应适当提高沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准,尤其是表面层的压实度控制标准,以使沥青面层在施工过程中得到更充分压实,尽量减小剩余空隙率。建议沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准,在原来的基础上再提高1个百分点,表面层提高两个百分点。这就是说,高速公路、一级公路、城市快速路、主干路,表面层98%,其他各层97%;其他公路,表面层97%,其他各层96%。

沥青面层施工过程中,建议增设现场压实后剩余空隙率这一检测指标。关于这一指标的控制标准,建议按照所采用沥青混合料类型的马歇尔试验技术指标中空隙率的规定高限值来控制表面层;规定高限值基础上放宽一个百分点来控制其他各层。如沥青面层为I型密实式沥青混凝土时,其马歇尔试验技术指标中空隙率的规定高限值为6%,则沥青混凝土现场压实后剩余空隙率的控制标准为,表面层不超过6%,其他各层不超过7%。

五、设置下封层,阻止雨水下渗破坏基层下封层可有效阻止水分向基层及其以下侵渗。笔者建议,对于高等级半刚性基层沥青路面,尽量考虑设置下封层,改变以往那种靠浇洒透层沥青兼起防水作用的不正确的做法。由于这类路面一般情况下采用半刚性材料稳定碎石基层,基层顶面往往存积粉尘,很难清扫干净而完全露出碎石。透层沥青可以渗入碎石间隙,但在粉尘上无法牢固粘结,施工车辆行驶时会出现起皮和卷带,致使透层不完整,起不到防水作用。

下封层可采用拌和法或层铺法施工的单层式沥青表面处治,也可采用乳化沥青稀浆封层等。

六、防治半刚性基层裂缝及其引起的路面反射裂缝。要控制减少半刚性基层裂缝,不仅应从设计上合理确定路面各结构层的类型和厚度,满足路基路面的承载力和安全稳定性要求,而且应着重基层施工过程中的施工工艺和质量的管理与控制。要从选材、组成设计,到拌和、运输、铺筑,直至碾压和养生,针对各个施工阶段和环节中影响开裂的相关因素,制定和采取相应的有效措施。

半刚性基层产生裂缝后,易辐射到沥青面层,引起反射裂缝。在沥青面层与半刚性基层之间加铺路面防裂层,可有效防治这一现象。由于路面防裂层的应变系数较大,可以吸收和消化半刚性基层的上传应力和应变,从而避免或减少半刚性基层的反射裂缝。路面防裂层,可根据需要选择沥青贯入碎石层、级配碎石层或耐高温的土工合成材料等结构类型。

七、合理设置中央分隔带和路肩的防、排水设施在中央分隔带或路肩范围内铺设不透水或低透水性的防渗层,以达到防水阻渗、保护路面结构的目的。防渗层的设置,应与中央分隔带或路肩排水结合起来,统一考虑。防渗层可以采用表层铺面型式,也可采用下卧埋置的下封式或侧封式,还可采用它们的组合型式。防渗层可选用沥青处治混合料或土工合成材料,水泥混凝土,浆砌混凝土预制块或石材等。需要引起注意的是,设置的防渗层或镶边路缘石与沥青路面边缘相接时,接缝应填充密实,衔接紧密,以防雨水侵渗进入路面结构内部。路面水通过路面横坡向下侧的中央分隔带或路肩排流,再由中央分隔带或路肩排水设施予以排除。

担负路面水排泄任务的中央分隔带或路肩,应为可能渗入路面结构内部的水分留出向外渗排的通路,避免水分被长时间积滞在路面结构内部无法排出而造成破坏。中央分隔带或路肩内的这种渗排通路上的填料,应采用透水性好的材料,如细粒含量少的粗粒土,沥青或水泥处治开级配粗集料等。路面边缘外设有路缘石时,为防止路缘石阻水,宜考虑采用多孔隙的沥青或水泥处治开级配碎(砾)石材料做路缘石。一般情况下,针对沥青面层和基层范围内的渗入水,考虑设置向外渗排的通路。设有下封层时,可只针对下封层以上范围内的渗入水。

八、及时修复沥青路面局部破损,有效处治各种病害。沥青路面在使用过程中,会出现裂缝、麻面、松散、坑槽、泛油、油包、拥包、脱皮、啃边等破损病害。若不能及时有效地处治修复,将导致病害加重扩散,并引发路面渗水破坏,从而形成恶性循环,加速沥青路面破坏。

针对路面使用过程中出现的不同类型的破损病害,应认真调查研究,分析病害形成的原因与后果,采取行之有效的技术措施,及时处治修复,以保持路面的完好状态。

篇二:沥青路面破坏案例(3616字)

由于高速公路车速快、车流量大、超重车多,加上受外界气候(日光照射、雨雪)等因素的影响,路面病害比一般道路来得快、发展迅速、治理难度大,并随着时间的延长日趋严重,影响车辆的正常行驶。如何对高速公路路面病害进行有效的诊断和整治,已成为公路行业新的研究课题,本文就近几年在高速公路沥青砼路面病害整治中遇到的病害及其整治措施予以介绍。

一、病害的种类

在常见的沥青砼路面病害中,按病害的破损类型,主要有以下几种:裂缝类病害龟裂、网裂、各类纵横向裂缝;变形类病害车辙、沉陷、拥包、搓板、波浪;松散类病害松散、剥落、脱皮、坑槽、啃边;其他病害唧浆、泛油、磨光等。

二、病害的成因

裂缝类

1。施工因素

①纵、横裂缝其病症在面层,而病因多数都在基层或土基,桥头填土不佳,桥、涵台与路面接缝也会造成横裂甚至错台。②面层引起的纵、横裂缝,有的是在面层修补时,新旧面层的接合处处理不当,粘结不好,造成边缘裂缝。③施工时的填挖交界处,填土压实度不够,或填挖交界处的挖方原地面未挖错台,挖方表面堆积的粘土未翻走,致使填方土基与挖方地面边缘结合处的变形引起面层的纵、横裂缝。④路基施工中在路基范围内利用了原有老路,或施工便道等与新填筑的土基接合处,压不实或压实度不一致,在行车使用时,土基变形不一致造成纵、横向裂缝。⑤桥、涵台背填土压不实,或土基填土虽达到路基填土的压实度,而桥、涵的水泥砼部分与土基的接合处出现的不均匀变形或收缩,造成桥、涵台端的横缝或错台。⑥路基压实度不够,引起路基的不均匀变形,也会导致路面的纵向裂缝。

2。车辆荷载因素

由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝,称之为荷载型裂缝。3。气候因素主要是由于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,极端最低温度、降温速率、低温持续时间、降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大因素。4。路面材料因素沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因,沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素,沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。

变形类

1。车辙(1)面层与基层面有不稳定的夹层会形成车辙。(2)车道表面因车辆行驶推移,会产生纵、横向车辙,一般不深,但易积水、破坏路面。(3)基层强度不够,水稳性差,使基层局部下沉而造成车辙。(4)面层压实度不够,空隙率大,车辆行驶或在弯道部分,特别是超重车的行驶产生推移造成车辙。(5)沥青砼的热稳性差,如沥青的软化点低,60℃的粘度差,沥青混合料的级配不佳,沥青用量过多等,在夏季路面温度高,易形成车辙。

2。沉陷。沉陷是一种表面现象,一般病因都在基层、土基:(1)含水量和空隙比均较大的软基,或含有有机物质的粘性土层,施工时处理不当或未作处理,会造成沉陷。(2)填方路基位于稻田、水网区,地下水位较高,施工时处理不当,造成路基持续下沉,或填料中含有淤泥,大块石填料无法压实,高填方路基分层的压实度不够,短期内难以稳定出现土基的不均匀下沉等都会造成沉陷。(3)路基土体潮湿,地下水发达或本身土质不佳,施工时未作处理也会造成沉陷。(4)基层水稳性差,级配不好,密实度低,强度不够会形成沉陷。

3。拥包(1)层局部沥青混合料中细集料过多或集中、含油量过大或是在弯道处汽车行驶产生水平推力,易使路面出现拥包。(2)层强度不够或水稳性不好,使基层松软而导致拥包。(3)层含水量过大或面层渗水停留在基层表面与面层形成两层分离,行车碾压使面层推移成拥包。

4。搓板。搓板是指路面表层呈现洗衣搓板状的破损现象。

5。波浪(1)路面组成材料设计不合理或施工质量差,导致路面材料不足以抵抗车轮水平的作用。(2)在纵坡段,由于高温的原因也会出现这种病害。

松散类

1。松散(1)施工时的沥青用量偏少或低温施工压实度不够或油温过高,沥青老化失去粘结性会造成松散。(2)集料中酸性石料与沥青的粘结力不够造成松散。(3)土基或基层(含底基层)软化变形也会造成路面松散。

2。剥落(1)沥青混合料中使用了中性或酸性石料,结果造成集料与沥青之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下,集料从路面剥落,使路面形成麻面,进而可能发展成为坑槽、松散等病害;(2)施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。

3。坑槽的形成原因很多,由于龟裂、拥包、唧浆、车辙等病害不及时修补,遇雨经行车反复碾压,使面层、基层成破损块粒,并随车带走形成坑槽,归纳起来为:(1)基层虽好,面层不佳会形成坑槽。(2)基层强度不够,会形成坑槽。(3)土基不稳造成基层、面层破坏形成坑槽。

4。脱皮是指路面表层成块剥落的破损现象。(1)面层与基层之间有粘结不良的地方。(2)上拌、下贯两层之间或罩面与原路之间结合不好而成层松脱。(3)面层矿料的质量差、含土、潮湿,或施工过碾,而成层脱皮。

5。啃边是指路面边缘的破裂破坏。

其他病害

1。唧浆(翻浆)北方地区翻浆主要由于土质不良、气温、冷冻和水造成。南方地区翻浆多数由于路面结构空隙大,基层松软,基层、面层破裂遇水造成唧浆。

2。泛油、磨光(1)沥青混合料中的沥青含量过多,空隙率较小,高温稳定性差,是产生泛油的主要原因。(2)沥青砼路面在使用一定时间后,由于面层结构料中集料石质强度稍低或石料棱角被磨掉、沥青粘结力弱等使路面光滑,抗滑能力低于要求值即成磨光。

三、病害的处置

1。裂缝类病害的处置灌油修补法在秋末深冬季节多产生裂缝类病害,可用此法。处置时,将纵横裂缝处清扫干净,用液化气或喷灯将裂缝壁加热至粘性状态,然后用油壶或专门灌缝设备直接向裂缝内灌入加热的沥青,最后在接口表面撒布热砂或石屑进行养护。对于较宽的裂缝,可用铣刀扩宽,再按上述程序处理。乳化沥青稀浆封层法。当气温在零上5度时,可以将级配骨料(50%石屑、30%粗砂、20%细砂)与乳化沥青混合成稀浆,用专门设备进行封层。稀浆油石比最好控制在8%-12%之间。由于气候原因破乳慢时,可加入2%水泥,缩短破乳时间或直接采用慢裂快凝性沥青乳化。此法适用于大面积裂缝处置。

2。变形类病害的处置①车辙的处置用平地机或其它剖削设备将面层中油石比偏高、细料过多的经行车荷载挤压到轮迹外侧的隆起部分刮除,然后用小型压路机碾平,最后用沥青石屑或沥青砂填补空隙后碾压密实。注意不能增加刮涂部分的厚度,填补空隙即可。对于表面磨损过度而出现的车辙,可增补磨耗层找平。②拥包、波浪、沉陷的处置:对于路面产生的拥包、波浪可采用铣刨设备或人工刨削峰顶,挖出高出路面的峰顶,然后用拌和法和层铺法补低凹处。

3、。松散类病害的处置①松散、脱皮、剥落等病害处置:采用乳化沥青稀浆封层进行处理,一般采用中、粗粒式稀浆进行封层。②坑槽、啃边的处置:坑槽大多出现在春融季节和雨季,主要是由于水渗入沥青面层使骨料与沥青失去粘结,散落所致。处置方法:一是槽壁垂直法。这是通常的做法,首先把坑槽的四周修成垂直面且槽壁边线与路中线平行或垂直,然后用集中拌和沥青混凝土混合料填充、压实、封水。这种做法的缺点往往是坑槽边缘接缝处容易出现破损,坑槽的返修率较高。二是槽壁45度法,即将坑槽槽壁挖削成45度角(开口向上)且槽壁喷烧成粗糙形状,然后铺筑沥青混凝土拌和料填充、压实、封水。

4。泛油、磨光类病害处置泛油一般出现在高温天气,对于一般泛油可撒布石屑和细砂进行养护处理。对于严重泛油,若路面发粘、发软,造成路面磨擦系数低或路严重变形,可铲除路面重铺面层。对于磨光病害可加铺粗粒式防滑层,一般采用粗粒式乳化沥青稀浆或中粒式沥青混凝土进行封层。

四、病害的预防总体上可从以下几个方面考虑:

①在沥青及骨料的选择上,不仅要根据公路等级选取不同标号的沥青材料,而且更要考虑从施工条件、气候环境、施工季节、矿料的分布和性质及尺寸等因素来确定沥青的标号,尤其在寒冷、阴湿地区要选用针入度较大的沥青提高其低温抗裂性;沥青混合料中骨料优先选用碱性石料且级配良好,针片状汗斑量少;若受材料分布限制采用酸性石料,必须掺入抗剥落等活性物质;在较高等级公路施工中使用国产沥青时,要掺入丁苯橡胶等高分子聚合物进行改性,提高沥青的粘度和稳定性,为防止沥青老化,可加入树脂改性;为了减少沥青混合料低温开裂,在同等条件下,优先选取延度大、稠度低的环烷基油沥青,最好不要用石蜡基原油沥青。

②在设计上,建议根据轮迹横向分布率采用面层变厚度设计,提高路面的抗变形能力;沥青混凝土路面以下为半刚性基层时,为了减少反射裂缝,最好在半刚性基层之上增加柔性基层作为过渡;在阴湿地区沥青面层不宜采用透水性强的贯入式路面类型,宜采用封水性好的沥青混合料类型。

③在沥青路面施工中,应注意采用大动力机械拌和设备,做到沥青拌和均匀、油石比控制标准。尤其在沥青混凝土施工中要严格控制骨料的配和比,保证配合比设计要求;严格控制碾压温度,保证沥青混合料压实度、厚度、平整度达到设计和规范要求,做到施工接缝衔接平顺、密实。

篇三:沥青路面破坏案例(3984字)

厦漳高速公路于1997年12月建成通车,使用一年后部分路段发现路面出现开裂现象,为此,1999年5月至2000年4月对损坏的情况进行了全面的检查、钻芯取样观察、弯沉测定、理论分析计算和修补方法的探索。认为造成路面局部开裂、凹陷、唧泥的原因主要来源于运输煤炭、水泥的车辆过量超载(载重5t车装运13t~18t),使沥青路面所承受的剪应力过大而破坏。

1厦漳高速公路路面设计情况

厦漳高速公路路面设计交通量,依据1993年OD调查结果推算,竣工第一年的标准轴载BZZ-100型日平均当量轴次为1300次?日,交通量增长率为9.8%,使用年限15年,一个车道累计当量轴次为742万轴次,设计容许弯沉值Lr=0.359mm。路面设计以交通部JTJ014—86《公路柔性路面设计规范》的有关规定为依据。

沥青路面结构从下到上为:20cm厚水泥石灰综合稳定土基层,33cm厚5%水泥稳定碎石基层,1cm沥青表处下封层,6cmAC-25Ⅱ下面层,4cmAC-16Ⅰ中面层,4cm多碎石SAC-16抗滑表面。2路况调查结果厦门至漳州(称下行线)通车一年半来,路况基本保持完好,裂缝很少。而漳州至厦门(称上行线)部分路段出现横向裂缝、网状裂缝、局部出现车辙和凹陷、唧泥。病害的主要特征:横向裂缝集中在行车道,一般没有伸入超车道;纵向裂缝主要集中在行车道,以及超车道右侧附近;网状裂缝主要集中在行车道及超车道右划线附近区域,呈现细小分布较广;主车道局部路段有较明显车辙和凹陷。主车道这种车辙是由于行车荷载作用、路表开裂后的渗水引起的不可恢复的永久变形,而不是常见的高温引起的车辙。凹陷、唧泥是在车辙的位置,经荷载反复作用,雨水浸入造成。

从路况调查表明:因上行线和下行线车辆载重的差异,行车一年半后的路况不同,病害状况也不同。从而同一断面或同一地段下行线没有横向、纵向裂缝,上行线有横向、纵向裂缝的情况分析,可以排除因路基不均匀沉陷,半刚性基层裂缝往上反射的可能性。

3钻芯取样试验结果

厦门高速公路有限公司委托长沙交通学院交通设计研究所(以下称长沙交研所)对出现病害的路段进行钻芯取样观察和芯样试验。

长沙交研所对上行线网裂和凹陷部位的钻芯试样10个,停车道和路面完好部位的钻芯样4个,开裂处钻芯样2个,并同时对严重凹陷的挖孔进行了观察。

3.1对芯样和挖孔观测

(1)网裂和凹陷的部位钻取的芯样,表面层和中面层层间粘接良好,中面层与底面层易分开;底面层AC-25-Ⅱ混合料水损害严重,中面层与底面层之间几乎已没有沥青;半刚性基层表层的1cm~2cm有软化现象;

(2)凹陷严重部位挖开观察,33cm分二次摊铺的半刚性基层,上层16cm已完全松散,下层17cm完好。这是面层开裂后地表水渗入半刚性基层表面并在行车冲击作用下引起的;

(3)紧急停车道和路面完好部位钻孔表明半刚性基层板结良好。

3.2芯样实测孔隙率及抽提筛分试验

(1)表面层混合料在紧急停车道上钻孔试件孔隙率明显比行车道上大;

(2)中面层混合料空隙率对比表明,紧急停车道和行车道混合料差异不太显著,但有明显追密趋势;

(3)抽提筛分试验表明,混合料级配均未发现任何异常,而其中一组油石比较低,是由于面层开裂,地表水渗透、冲刷及车载冲击作用,使部分集料表面的沥青被水剥落,唧泥时带走,使得下面层AC-25-Ⅱ混合料油石比偏底。在停车道和完好路面钻芯样试验,证实油石比正常,未发现明显异常。

从上述取芯试验调查分析,各面层混合料配合比设计、施工配合比控制及现场压实情况基本正常,可以排除因施工质量造成路面损坏的疑问。

4标准轴载计算及分析

4.1交通量调查和分析

根据收费车辆流量分析。2000年4月和5月二个月通过该路段日平均交通量一类车(载重2500kg以下)4875辆次;二类车(载重2500kg~7000kg)5940辆次;三类车(载重7000kg~15000kg)1248辆次;四类车(载重15000kg~20000kg)615辆次。经现场对超载车辆调查,超载的主要是二类车,且二类车以东风牌超载居多,核定载重5000kg,一般都载重10000kg至15000kg,甚至18000kg。夜间超载比率高,上行线占重载车80%,下行线占重载车10%。本文分析时,设定三类车按黄河JN-150标准载重换算,四类车按日野ZM440标准载重换算,二类车按东风EQ140换算,按上行线60%重载,40%空载,其中重载车30%按标准载荷,40%载荷10000kg,20%载荷13000kg,10%载荷15000kg,一般情况下80%行驶在行车道,20%行驶在超车道;下行线空载60%,重载40%,超载10%按载重10000kg计算。

4.2轴载当量作用次数换算

按现行《公路沥青路面设计规范》推荐的各级轴载换算成标准轴载的公式,将各类车辆轴载换算为标准轴载当量作用次数。作为探讨,对大于130kN轴载仍按规范推荐的公式进行换算。经换算各类车型的换算系数作用轴次和当量作用次数如表1。

按以上方法计算,上行线行车道BZZ-100标准日平均当量轴次3931次,是原设计日平均当量轴次1300?2=650次?日的6.05倍;下行线行车道BZZ-100标准日当量轴次1941次,是原设计日平均当量轴次的2.99倍。如交通量年增长率9.8%,则上行线设计年限内累计当量轴次为3551万次,下行线设计年限内累计当量轴次为1753万次,分别为原设计行车道累计当量轴次742的4.79倍和2.36倍。由此可见,原OD调查对转移交通量和车辆超载因素考虑不足,路面出现早期破坏则在所难免。

5路面设计容许弯沉值剪切应力分析

5.1路面设计弯沉值

原设计容许弯沉值0.359mm;现考虑车辆超载因素之后,上行线行车道设计容许弯沉值0.177mm,这与原设计相差甚大。1999年1月(通车13个月)委托交通部公路工程检测中心对厦门段k236+320~k248+170(11.85km)进行了路面工程质量的检测评价。弯沉:测试里程为双向4车道共47.4km,数据个数13500,满足弯沉值0.359mm的占97.1%,代表弯沉平均值=0.2mm。

1999年11月30日对已使用二年的路面进行第二次弯沉测定。上行线行车道共测定1176个点,弯沉值小于或等于0.177mm的有818个点,占69.6%,平均代表弯沉值0.278mm;超车道测定242个点,弯沉值小于或等于0.177mm的有216个点,占89.3%。两次弯沉测定表明:①超载车行驶较少的超车道和下行线行车道的实测弯沉值均较小,整体强度高;②上行线的行车道弯沉值明显大于超车道,也就是行车道的路面结构在过量超载车辆的作用下,整体强度下降,不能满足考虑超载因素之后的容许弯沉值,应采取措施恢复其整体强度。

5.2剪切应力分析

长沙交研所参照弯拉强度验算方法,对剪切强度进行了验算,从计算结果分析表明:在超载车的作用下产生的最大剪应力是容许弯拉强度δR的2倍~3倍,瞬时最大剪应力接近各层沥青混合料临界开裂弯拉强度值。双轮静态时,当量圆四周均会出现较大的剪切应力,车辆行进时,双轮边缘以外某一纵向区域内形成高剪切应力的疲劳作用,因此产生纵向裂缝。关于网状裂缝,由于轮载作用时并不完全带有方向性,很大程度上都是随机的,高剪应力区为双轮作用区域,并非作用线,因此网裂自然形成。地表水的渗漏,造成中、下面层深度疲劳作用加速破坏,必然引起凹陷、唧泥的结果。

所以,厦漳高速公路由于过量超载车辆产生的剪应力,是造成沥青路面纵横向裂缝、凹陷的主要原因。

6路面病害处理方案

6.1修补方法

路面损坏的特征主要是裂缝和凹陷这二种类型。维修应根据类型采取不同的方法。对有裂缝而没有凹陷的地段,用针筒灌注乳化沥青2遍~3遍,特别是气温高的情况下尽量多灌一些,防止雨水浸入软化水泥稳定碎石基层,加速面层疲劳破坏。

对凹陷的地段修补,用切割机切开沥青面层,为防止修复后雨水沿着切割缝隙下浸,表面层切割范围应宽于中面层5cm~10cm,以便铺设防水卷材。用风镐整齐挖去凹陷的沥青面层和已损坏的基层。用C25干硬性水泥混凝土现场拌制填补基层,用垂直振动夯锤夯实,待2h后,洒上一层乳化沥青作为粘层油,先铺沥青下面层和中面层夯实,在中面层表面新旧沥青的接缝处铺设防水卷材再铺上面层混合料,压实后开放交通。这种处理方法的效果较好,通车后未发现修补坑槽的二次损坏。缺点是施工较麻烦。

6.2路面补强方案

①对上行线行车道弯沉不足且损坏较严重的路段,铣刨8cm,分二层采用7%PE改性的AC-16Ⅰ型混合料铺筑至原路面标高;对上行线行车道其他路段,均铣刨4cm,用改性的AC-16Ⅰ型混合料铺筑至原路面标高。全路段用4cm7%PE改性AK-13A型加上3cm5%SBS改性SMA10型混合料进行全幅罩面;

②对下行线除出现裂缝或网裂的地段进行特殊修补处理外,不作铣刨处理,用4cm5%SBS改性SMA10型混合料进行全幅罩面;

③在全幅罩面之前,对铣刨的边缘均用20cm~25cm宽的防水卷材粘贴在沥青层接缝上。

7防止超载车辆损坏高速公路路面的措施

7.1路政管理

由于高速公路路面维修困难、费用高、影响行车安全等特性,过量超载造成路面迅速损坏,仅收点通行费得不偿失。考虑到高速公路收费还贷问题,以免交通量骤减影响收费,对数量最大的二类车来说,在管理的措施上,采取入口严格稽查的办法,不允许载货量超过交通部2000年2号令第三条第五款规定的车辆进入高速公路,是防止路面过早破坏的最有效措施。

7.2设计留有余地

①分析交通量时,充分考虑转移交通量和超载的因素,应把超载车辆的荷载都换算成当量轴次,据此算出容许弯沉值,设计时应留有余地;

②沥青中面层、上面层应采用抗车辙、抗浸水性能较好的改性沥青、SMA混合料路面。

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