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淺析二級公路瀝青路面破壞的原因及結(jié)構(gòu)設(shè)計

發(fā)布時間:2017-06-28

 一、二級公路涵義

  二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。雙車道二級公路應(yīng)能適應(yīng)按各種汽車(包括摩托車)折合成小客車的5000~15000輛的年平均晝夜交通量,為連接政治、經(jīng)濟(jì)中心或大工礦區(qū)、港口、機(jī)場等地的供汽車行駛的公路。二級公路作為干線公路時,設(shè)計速度宜采用80Km/h,其路基寬度一般為12m,最小寬度為10m;二級公路作為集散公路時,混合交通量較大、平面交叉間距較小的路段,設(shè)計速度宜采用60Km/h,其路基寬度一般為10m,最小寬度為8.5m.二級公路路面類型應(yīng)采用水泥混凝土結(jié)構(gòu)或瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。

 

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二、常見瀝青路面破壞形式

  目前,我國二級公路瀝青路面存在多種被破壞的現(xiàn)象,本文列舉幾種常見的破壞形式。

 ?。?/span>1)裂縫。路面產(chǎn)生裂縫的原因很多,包括非荷載裂縫和荷載裂縫,非荷載裂縫主要是溫度裂縫和基層反射裂縫。溫度裂縫一般有兩種形式:一種是低溫收縮裂縫,一種是溫度疲勞裂縫。荷載型裂縫,即主要由行車荷載作用而產(chǎn)生的裂縫。

  (2)沉陷。該破壞主要是由于路基塌陷引起的。二級公路容易產(chǎn)生彈性和殘余變形,殘余變形影響了路基的穩(wěn)定和路面的平整度。主要原因有:

  A.零填土中自由水分充分,壓實荷載的大部分由空隙中自由水承受,土粒有效應(yīng)力減小,土基不能充分碾壓,難以達(dá)到足夠的強度。

  B.零填及路塹路基對氣候的變化敏感,水分和溫度的作用使土粒吸脹和收縮作用明顯,毛細(xì)水容易上升至路基工作區(qū),使路基處于潮濕狀態(tài),降低了路基的承載力。

  C.因路基無填土,動載作用應(yīng)力不能充分?jǐn)U散即達(dá)天然地基上,促使地基變形沉降,或者使天然地基局部不均勻反映到路面上。

  (3)泛油。泛油是由于面層油石比過大,含油量過高而形成的。一般輕微泛油可撒石屑或粗砂,并用壓路機(jī)或行車碾壓處治;泛油較重的可先撒5mm~10mm粒徑的碎石,用壓路機(jī)碾壓,待穩(wěn)定后撒石屑或粗砂,并用壓路機(jī)或行車碾壓。

 ?。?/span>4)車轍。車轍的形成大致可分為三個階段:第一階段是瀝青路面進(jìn)一步壓密過程,時間持續(xù)較短,但變形快速增長。第二階段是瀝青路面壓密穩(wěn)定時期,該期間變形呈直線形穩(wěn)定增長。第三階段是由于瀝青路面高溫強度不足或抗永久變形能力不強,特別是在高溫季節(jié)又有表面水浸入面層內(nèi)部的情況下,容易產(chǎn)生剪切變形,使變形和應(yīng)變速率迅速增大,直到破壞,也稱為不穩(wěn)定階段。

 

 

三、預(yù)防二級公路瀝青路面破壞的措施

  1.合理進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計

  根據(jù)本地區(qū)的實際,不同的地區(qū)地理、氣候、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點不同,交通組合也有較大的差距,在進(jìn)行路面設(shè)計時,不能千篇一律地采用半剛性基層,在交通量不大,重載交通量很少的地區(qū)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計應(yīng)考慮使用級配碎石柔性基層和低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層;對交通量大,但重載交通量較少的地區(qū),可以在半剛性基層和瀝青面層之間設(shè)置級配碎石柔性排水層,或采用低劑量的水泥穩(wěn)定碎石基層,減少半剛性材料反射裂縫對路面的早期損害;對于交通量較大且重載交通較多的地區(qū),在使用半剛性結(jié)構(gòu)層時,可以考慮使用土工材料加強結(jié)構(gòu)層之間的聯(lián)系,同時改善層間的受力特性。

 

  2.改性瀝青的使用

  改性瀝青是指“摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑),或采取對瀝青輕度氧化加工等措施,使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料”。改性劑是指“在瀝青或瀝青混合料中加入天然的或人工的有機(jī)或無機(jī)材料,可熔融、分散在瀝青中,改善或提高瀝青路面性能(與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上)的材料”。由于改性瀝青的良好使用性能,近幾年,我國的高速公路路面開始使用改性瀝青。根據(jù)瀝青改性劑聚合物的種類區(qū)分可分為三類:一是熱塑性橡膠類,二是橡膠類,三是樹脂類。通過大量的試驗和研究,SBS改性瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫性能、彈性恢復(fù)性能、感溫性等無論從哪方面講,都有非常突出的優(yōu)點,所以我國改性瀝青的發(fā)展方向應(yīng)該以SBS作為主要方向。改性瀝青的合理使用,將有效減少因面層原因引起的病害。

 

 

  3.完善路面的防水設(shè)計

  首先,應(yīng)迅速排除表面水,防止積水滲入下層,要求路拱和表面平整度符合規(guī)定,路表不得積水;其次,為防止面層滲水滯留基層表面,而使基層被浸軟,在基層上做封層或透層,能夠達(dá)到即使有水滲入也能及時沿基層表面的路拱排出的效果;第三,面層材料應(yīng)選擇能耐荷載與水分復(fù)合作用的材料;第四,設(shè)置排水層(墊層),既能排水,也能隔斷毛細(xì)水,使上升的毛細(xì)水也能及時排出。因此,此墊層或下基層應(yīng)有排除上、下兩方來水的作用,應(yīng)用透水材料;第五,與路面結(jié)構(gòu)排水有關(guān)的邊溝、滲溝、排水溝等,必須按規(guī)范要求設(shè)置;第六,各層的強度自上而下逐漸減小,層次較多,雖受力情況較合理,但不同材料過多的層次將會給施工工藝及材料制備帶來較大困難,因此,一般層次不宜過多,層間應(yīng)盡量連續(xù)。

 

  4.施工方面的預(yù)防措施

  主要包括以下幾點:

  (1)強化施工管理,提高工序控制的科學(xué)性。

 ?。?/span>2)為防止因路基沉降而引起的路面沉陷,必須嚴(yán)格控制路基壓實度和原地面處理:

 ?、俾返袒讘?yīng)清理和壓實,基底強度、穩(wěn)定度不足時,應(yīng)進(jìn)行處理,以保證路基穩(wěn)定,減少工后沉降。

 ?、趬簩嵍纫螅毫闾罴巴诜铰范巍B坊鶋簩嵍取?5%;填方路段,路床頂面以下深度在0~0.8m時,路基壓實度≥95%,路床頂面以下深度在0.8~1.5m時,路基壓實度≥94%,路床頂面以下深度大于1.5m時,路基壓實度≥92%.

 ?。?/span>3)保證現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的完整和準(zhǔn)確,杜絕弄虛作假。特別是瀝青材料、砂石料的試驗數(shù)據(jù),必須做到抽樣合理,數(shù)據(jù)真實,保證瀝青路面材料的路用性能。

  (4)重視并協(xié)調(diào)道路瀝青路面的壓實度、均勻度、平整度和構(gòu)造深度等指標(biāo),特別處理好平整度與壓實度的關(guān)系,保證壓實度的基礎(chǔ)上追求平整度。

 ?。?/span>5)對于路面基層施工要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好合格材料,對于水泥穩(wěn)定類材料,要嚴(yán)格按配合比要求控制水泥劑量及含水量,保證路面基層設(shè)計厚度及頂面標(biāo)高,灑水碾壓至要求密實度,保證基層表面平整度,嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。同時要重視半剛性基層的養(yǎng)護(hù),防止反射裂縫的出現(xiàn)。

  (6)路面結(jié)構(gòu)層所選材料應(yīng)滿足強度、穩(wěn)定性和耐久性要求,同時路面墊層材料宜采用水穩(wěn)定性好的粗粒料或各種穩(wěn)定類材料。

 ?。?/span>7)嚴(yán)格控制瀝青混凝土配合比,尤其是瀝青用量的控制。


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