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          二級公路瀝青路面的破壞形式及在設計方面如何進行改進?

          新聞時間:2024-05-06 文章來源:網絡 文章作者:admin

          隨著高速公路建設里程的增多,高速公路養護與一般干線公路養護基本分開。一般干線公路由于受資金的限制,路面結構設計受到限制。隨著服務時間的增長,各種原因所潛伏的質量隱患就暴露出來,一般有裂縫、擁包、沉陷、車轍、波浪、坑槽、泛油、松散、推移、翻漿等。鑒于此,本文對二級公路瀝青路面的破壞形式以及如何在設計方面進行改進進行了探討。

          關鍵詞:二級公路瀝青路面破壞結構設計一、二級公路涵義

          二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。雙車道二級公路應能適應按各種汽車(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、經濟中心或大工礦區、港口、機場等地的供汽車行駛的公路。二級公路作為干線公路時,設計速度宜采用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采用水泥混凝土結構或瀝青混凝土結構。

          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象,本文列舉幾種常見的破壞形式。

          (1)裂縫。路面產生裂縫的原因很多,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。二級公路容易產生彈性和殘余變形,殘余變形影響了路基的穩定和路面的平整度。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,土粒有效應力減小,土基不能充分碾壓,難以達到足夠的強度。

              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,毛細水容易上升至路基工作區,使路基處于潮濕狀態,降低了路基的承載力。

              C.因路基無填土,動載作用應力不能充分擴散即達天然地基上,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,用壓路機碾壓,待穩定后撒石屑或粗砂,并用壓路機或行車碾壓。

          (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一步壓密過程,時間持續較短,但變形快速增長。第二階段是瀝青路面壓密穩定時期,該期間變形呈直線形穩定增長。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,特別是在高溫季節又有表面水浸入面層內部的情況下,容易產生剪切變形,使變形和應變速率迅速增大,直到破壞,也稱為不穩定階段。


          三、預防二級公路瀝青路面破壞的措施

          1.合理進行路面結構組合設計

          根據本地區的實際,不同的地區地理、氣候、環境和經濟發展特點不同,交通組合也有較大的差距,在進行路面設計時,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路面結構組合設計應考慮使用級配碎石柔性基層和低劑量水泥穩定碎石基層;對交通量大,但重載交通量較少的地區,可以在半剛性基層和瀝青面層之間設置級配碎石柔性排水層,或采用低劑量的水泥穩定碎石基層,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,在使用半剛性結構層時,可以考慮使用土工材料加強結構層之間的聯系,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或無機材料,可熔融、分散在瀝青中,改善或提高瀝青路面性能(與瀝青發生反應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。根據瀝青改性劑聚合物的種類區分可分為三類: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改性瀝青的高溫穩定性、低溫性能、彈性恢復性能、感溫性等無論從哪方面講,都有非常突出的優點,所以我國改性瀝青的發展方向應該以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.完善路面的防水設計

              首先,應迅速排除表面水,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,面層材料應選擇能耐荷載與水分復合作用的材料;第四,設置排水層(墊層),既能排水,也能隔斷毛細水,使上升的毛細水也能及時排出。因此,此墊層或下基層應有排除上、下兩方來水的作用,應用透水材料;第五,與路面結構排水有關的邊溝、滲溝、排水溝等,必須按規范要求設置;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,層間應盡量連續。

          4.施工方面的預防措施

              主要包括以下幾點:

          (1)強化施工管理,提高工序控制的科學性。

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

              ①路堤基底應清理和壓實,基底強度、穩定度不足時,應進行處理,以保證路基穩定,減少工后沉降。

          ②壓實度要求:零填及挖方路段。路基壓實度≥95%;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%.

          (3)保證現場試驗數據的完整和準確,杜絕弄虛作假。特別是瀝青材料、砂石料的試驗數據,必須做到抽樣合理,數據真實,保證瀝青路面材料的路用性能。

          (4)重視并協調道路瀝青路面的壓實度、均勻度、平整度和構造深度等指標,特別處理好平整度與壓實度的關系,保證壓實度的基礎上追求平整度。

          (5)對于路面基層施工要嚴格按規范要求選好合格材料,對于水泥穩定類材料,要嚴格按配合比要求控制水泥劑量及含水量,保證路面基層設計厚度及頂面標高,灑水碾壓至要求密實度,保證基層表面平整度,嚴格控制施工質量。同時要重視半剛性基層的養護,防止反射裂縫的出現。

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

          (7)嚴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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