瀝青混凝土路面早期病害類型及原因分析

1、瀝青混凝土路面早期病害類型及原因分析科技信息 .工程技術 瀝青混凝土路面早期病軎類型及原因分析 天津市公路養(yǎng)護管理中心李利 摘要 本文對瀝青混凝土路面早期病害類型進行了分類 ,并對病害的產(chǎn)生原因進 行了分析以便為今后的公路建設提供一定的借 鑒 ,為不斷提高公路建設水平貢獻一點力量 .'關鍵詞 瀝青混凝土路面早期病害原因分析 瀝青混凝土面層因具有良好的力學性能和較好的耐久性及行車舒 適性 ,適合各種車輛的通行 ,并具有堅實 ,耐久,平整 ,良好的抗滑 ,防 滲 ,耐疲勞的性能和抗高溫開裂的溫度穩(wěn)定性 ,在我國的公路建設中得 到了相當廣泛的普及和應用 .但隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展 ,道路交通量

2、日 益增大 ,車輛迅速大型化且嚴重超載 ,使公路路面面臨嚴峻的考驗 .很 多公路瀝青路面呈現(xiàn)出一定的早期破壞 ,如開裂 ,泛油,剝落,車轍等現(xiàn) 象 ,使得維修期大大提前 ,一方面直接影響了車輛的運行 ,同時增大了 養(yǎng)護管理資金的投入 .因此本文對各種主要病害類型的產(chǎn)生原因進行 了分析 ,以便在今后的工作中加以改進 .1,瀝青路面早期病害類型 根據(jù)我國瀝青路面設計理論體系 ,瀝青路面的設計使用壽命為 1015年,如果通車 13 年內(nèi)就發(fā)生嚴重病害和較大面積損壞 ,即被視 為早期破壞 .根據(jù)筆者多年來的路面維修設計工作經(jīng)驗 ,瀝青路面發(fā)生 的早期破壞類型主要包括以下幾種類型 .1.1 裂縫 路面裂

3、縫是路面早期破損最常見的病害之一 ,它的危害在于從裂 縫中不斷進入水分使基層甚至路基軟化 ,導致路面承載能力下降 ,加速 路面破壞 .其中包括橫向裂縫和縱向裂縫兩部分 .1.1.1橫向裂縫橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類 .荷載性裂縫 是由于路面設計不當和施工質(zhì)量低劣或由于車輛嚴重超載 ,致使瀝青 面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應力超過其疲勞強度而裂縫 .非荷載性 裂縫是橫向裂縫的主要形式 ,它有兩種情況 :瀝青面層溫度收縮性裂縫 和基層反射性裂縫 .1.1.2縱向裂縫縱向裂縫可分為兩種情況 :一種情況是由于路基壓實度不均勻 ,路 面不均勻沉陷而引起的 ,如發(fā)生在半填半挖處的裂縫 ,舊

4、路改建加寬路 基部位的裂縫 .另一種情況是瀝青面層 ,基層分幅攤鋪時 ,兩幅接茬未 處理好,在行車載荷作用下 ,易形成縱縫 .有時,車轍邊緣也會有縱向裂 縫.縱向裂縫 ,大多發(fā)生在半填半挖路基或路面加寬處 ,主要由路基的 不均勻沉降造成 .1.2 塊狀裂縫塊狀裂縫通常是由于路面整體強度不足 ,基層軟化 ,穩(wěn)定性不良等 原因引起的 ,其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫 ,逐漸在 縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫 ,瀝青路面老化變脆 ,也會發(fā)展成塊狀裂 縫.1-3 車轍車轍是在行車載荷重復作用下 ,路面產(chǎn)生累積永久性的帶狀凹槽 , 表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差 ,主要是由于瀝青混合料級配設計不合

5、理 ,面層高溫穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足 ,使輪跡帶 處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切 位移引起 .另外 ,重載或超載車輛過多也是產(chǎn)生車轍的重要原因 .1.4 波浪 主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質(zhì)量差導致路面材料 不足以抵抗車輪水平力的作用 .在縱坡段 ,由于高溫的原因也會出現(xiàn)這 種病害.1.5 松散 原因主要是采用的瀝青粘結(jié)力差 ,瀝青用量偏少 ,或所用的礦料過 濕,鋪撒不勻 ,或所用的嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青粘牢 .對表處面 層還會產(chǎn)生大面積松散 ,唧泥現(xiàn)象 ,從而導致瀝青面層脫落 .在水損壞 嚴重的路段上表現(xiàn)明顯 .1.6 坑槽 主要

6、是因為面層出現(xiàn)塊狀裂縫后不及時養(yǎng)護而逐漸形成的 .另外 基層局部強度不足 ,在行車作用下也易產(chǎn)生坑槽 ,是由龜裂和松散等其 它損壞進一步發(fā)展的結(jié)果 .1.7 沉陷 般是由于基層局部成形不足 ,強度不夠 ,在行車載荷和自然因素 等作用下形成的 .對于大面積沉陷往往是由于路基 （高填方地段 ）不均 勻沉降或局部滑移面引起的 .主要是由于路基壓實度不足引起 ,特別是 在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構(gòu)造物兩端出現(xiàn) .1.8 剝落 如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料 ,將會造成集料與瀝青 之間的粘附性不足 ,在行車荷載的作用下 ,集料從路面剝落 ,使路面形 成麻面 ,進而可能發(fā)展成為坑槽 ,

7、松散等病害 .施工時混合料離析也是 產(chǎn)生剝落的原因之一 .1.9 泛油 瀝青混合料中瀝青含量過多 ,空隙率較小 ,高溫穩(wěn)定性差 ,是產(chǎn)生 泛油的主要原因 .2,瀝青路面發(fā)生早期病害的原因分析2.1 設計原因 在我國現(xiàn)行路面結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中 ,可供設計人員選擇的結(jié)構(gòu)單一 , 而且級配范圍較寬 .如 AC,AK 結(jié)構(gòu)都具有很強的優(yōu)缺點 :AC 結(jié)構(gòu)具有 良好的密水性 ,但表面較細 ,抗滑指標難以保證 ,而且礦料組成中往往 是粗骨料懸浮于細集料之中 ,在行車荷載作用下 ,容易出現(xiàn)材料重分 配 ,因此容易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象 ;AK 結(jié)構(gòu)具有很好的骨架 ,抗車轍能力強 , 粗糙的表面滿足了抗滑要求 ,但空隙率偏

8、大 ,透水嚴重 ,這是近幾年水 損破壞普遍產(chǎn)生的主要原因之一 .根據(jù)調(diào)查 ,現(xiàn)場鋪筑的瀝青混凝土空 隙率在 8%一 13%時 ,瀝青混合料產(chǎn)生水損壞的可能性最大 .這是因為雨 天之后 ,瀝青路面在飽水狀態(tài)下承受重載車輛沖擊與動水壓力的反復 作用 ,瀝青膜與礦料漸漸剝離 ,形成松散的凹坑 ,若不及時予以修補 ,極 易發(fā)展擴大成坑槽 ,造成更大的損壞 .另外 ,設計規(guī)范中的設計車輛標準軸載為 BZZ 一 100,這與實際運營 車輛荷載嚴重不相符 ,按照規(guī)范進行設計的瀝青混凝土路面難以承受 當前交通運輸重車多 ,超載嚴重的交通狀況 .我國公路建設現(xiàn)仍處在一 個快速發(fā)展時期 ,對公路許多方面認識也在逐

9、步加深 ,一些標準和規(guī)范 仍停留在多年前的水平仍不能滿足發(fā)展的需要 ,現(xiàn)行相關規(guī)范的修改 跟不上迅速發(fā)展的公路建設需要 ,與實際緊密結(jié)合的理論探索還需進步加強.第三就是設計深度不足 .主要體現(xiàn)在對地質(zhì)條件調(diào)查深度不足 ,路 段劃分不合理 .如某些路段屬于過濕地段的路基仍按一般正常情況設 計 ,全部利用挖方和就地借方填筑路基 ,采取逐層晾曬法施工 ,不僅造 成極大的窩工 ,影響工期 ,還會造成瀝青路面提前破壞 .這說明正確區(qū) 分路基干濕類型極為重要 .再有就是設計的路面排水系統(tǒng)不健全造成 水損壞現(xiàn)象更加突出 .2.2 施工因素的影響2.2.1材料選擇 目前我國公路建設部門非常注重瀝青的選擇 ,大

10、部分選用優(yōu)質(zhì)進 口瀝青 ,上面層采用改性瀝青 ,但如果招標時將指標值定得過高 ,會導 致有些瀝青供應商為了迎合主管部門的需要 ,在瀝青中加入某種成分 以提高指標值 ,會嚴重影響瀝青路面的壽命 .除此之外 ,粗細集料質(zhì)量 的參差不齊也會造成高速公路建設質(zhì)量的下降 .為避免此現(xiàn)象的產(chǎn)生 可以采用甲供的方式統(tǒng)一規(guī)格 ,統(tǒng)一招標 ,并在有條件的路段自建料 廠 ,嚴格按照標準規(guī)格以及質(zhì)量提供材料 ,不僅能滿足工程進度的需 要 ,也確保了工程質(zhì)量 .2.2.2施工配合比的控制在實際生產(chǎn)中 ,許多地方多年來形成了一種習慣 ,那就是嚴格按照 實驗室配合比中的骨料用量應用于實際生產(chǎn) .這種方法生產(chǎn)的混合料 往往

11、達不到設計要求 ,有的甚至出現(xiàn)較大偏差 ,出現(xiàn)了 "目標配合比設 計"與"生產(chǎn)配合比設計 " 不相符的情況 .我國現(xiàn)行的瀝青混凝土路面設 計方法中 ,集料密度采用的是視密度 .而在實際生產(chǎn)過程中 ,因為自然 條件 ,環(huán)境因素的影響 ,使生產(chǎn)配合比與實驗室配合比出入很大 .在實 際建設中 ,解決這個問題唯一的辦法就是加大抽檢力度 ,通過試驗路段 確定生產(chǎn)配合比 ,加強現(xiàn)場監(jiān)理 ,實行跟蹤作業(yè) ,定點,定量取樣 ,取得 試驗數(shù)據(jù)后 ,指導生產(chǎn) ,切實把質(zhì)量標準落實到施工過程中 .2.2.3 混合料的拌和 ,攤鋪和壓實 攤鋪和壓實兩項工作是路面施工的重要環(huán)節(jié)

12、.攤鋪質(zhì)量不好往往 伴隨著裂縫 ,車轍等病害的發(fā)生 .攤鋪過程中除嚴格按規(guī)范要求施工 外 ,還應著重控制攤鋪溫度 ,供料速度與前進速度相協(xié)調(diào) ,防止大料滾 動離析等環(huán)節(jié) .碾壓過程應遵循少量噴水 ,保持高溫 ,梯形迭進的原則 . 絕不能片面追求平整度 ,進行低溫碾壓 ,降低壓實度標準 ;低溫碾壓易 造成空隙率大 ,壓實度不足 ,使路面滲水 ,導致早期破壞 .過度碾壓易造 成構(gòu)造深度偏小 ,甚至出現(xiàn)泛油病害 ,影響行車安全 .壓實措施好壞對 瀝青路面的平整度 ,防止水損壞和提高抗車轍能力都有很大影響 .2.2.4 路基施工缺陷的影響 （下轉(zhuǎn)第 253 頁）255. 科技信息基礎教育 高考如何翩決

13、數(shù)列問題 安徽師范大學數(shù)學計算機學院蕪湖市第二中學張敏,錯位相減法的概念及在高考中的地位 錯位相減法是一種常用的數(shù)列求和方法,應用于等比數(shù)列與等差數(shù)列相乘的形式.形如sll=atl?b,其中為等差數(shù)列,b為等比數(shù)列；分別列出s再把所有式子同時乘以等比數(shù)列的公比，即qS然后錯一 位,兩式相減即可 .數(shù)列求和是數(shù)列知識中的重要內(nèi)容 .在學習中我們 往往只重視求和公式的掌握及應用 ,而忽略公式推導過程中所涉及的 錯位相減的重要方法 ,因而在遇到此類數(shù)列求和時無法解決 ,結(jié)果半途 而廢.近幾年全國高考許多省的試卷都涉及考查用錯位相減方法解決 數(shù)列求和問題 ,充分說明這一方法的重要性 ,很有必要引起我們

14、的重視 近幾年高考情況對照表：數(shù)列求和方法近幾年對應高考題2009年全國卷1（理）20題2009年山東卷（文）20題錯位相減法2009年湖北卷（理）19題2010年安徽卷（文）21題 二,用錯位相減法解決數(shù)列問題 般地，如果數(shù)列是等差數(shù)列,（b）是公比為q的等比數(shù)列，求數(shù)列？b的前n項和時,常用錯位相減法進行求和利用該方法的關鍵是先在等式Sn=ab+a2b2+at.b的兩邊同乘以等比數(shù)列fbJ的公比q, 得qs再由S-qS消去相同的項或合并同類項，最后化簡得s.三,例題歸類分析例1:2010年高考（安徽卷戊科21題:設c,CC是坐標平面J上的一列圓 ,它們的圓心都在 x 軸的正半軸上 ,且都與

15、直線 y=jxj相切，對每一個正整數(shù)n,圓c都與圓c.相互外切，以rn表示c的半徑，已知（rn為遞增數(shù)列.（I）證明:rnl為等比數(shù)列；（II）設1,求數(shù)列）的前n項和.1解:將直線y：x的傾斜角記為0,則有tanB_'sinO=設C的圓心為（,0）,則由題意知十L=sin0=1,得k.=2ro;同理八=2r題意知=n+rn+:2,將代入，解得rl=3rn.故rn）為公比q=3的等比數(shù)列.（II）由于 rl=1,q=3,故 3一，從而 n-n?3,rn記 s:l_+_n,rlr2I貝 0 有 Sn=1+2?3-1+3?3-2+n?3Sn=1?3-1+2?3 2+（n 一 1）?3 n+

16、n?3 啊 n相減得 :1+3-1+3m+ .+33 一 n: 一 .3-n孚一 （n諄） s9 (n+手).3J例2:2011年安徽省"江南十校"高三聯(lián)考文19題:數(shù)列ad滿足仁蘭(n NO(I) 證明:數(shù)列()是等差數(shù)列；(II) 求數(shù)列fanJ的通項公式an;(III) 設bll=n(n+1,求數(shù)IJb)的前n項的和s.解:(|)由已知可得12ml 一:+1a 葉 1an 即一:1a 葉 1an數(shù)列1 是公差為 1 的等差數(shù)列 |8llJ(II) 由(I)知:2+(n 一 1)x 1：n+11n(Ill)n(ll)知 bn=n'2S=1.2%2?22+3-2+

17、n ?2" 2S=1.22+2?2 +(n 一 1)?2%n?2" 相減得：一 S.=2+2z+2+2-n?2 -2(1122")'-I,121=2 一 2 一 n-2So=(nl1?2+2(上接第 255 頁) 路面的早期破壞與路基施工質(zhì)量密切相關 ,尤其是軟土地區(qū) .路基 軟土地基不穩(wěn)定 ,地基換填或擠淤處理不徹底 ,路基填筑壓實度不足 路基填料的液限偏高 ,路堤不均勻沉降等都會導致路面的早期破壞 . 2_3 其他因素的影響 2.3.1氣候因素 極冷或極熱天氣是造成公路出現(xiàn)車轍和推移的氣候原因 . 2.3.2人為因素 交通事故及車輛漏油 ,千斤頂引起的路面局部破壞 . 2.3.3養(yǎng)護與管理 路面早期養(yǎng)護措施不及時 ,不完善等也是公路瀝青路面產(chǎn)生早期 破壞的原因 .允許超載車輛行駛或?qū)Τd車輛控制不嚴則更是早期破 壞的直接原因 .總之 ,上述瀝青混凝土路面早期病害產(chǎn)生的原因多種多樣 ,一種病 害的產(chǎn)生可能是多種原因共同作用的結(jié)果 ,也可能是一種因素致使幾 種瀝青路面病害產(chǎn)生 .在今后的公路建設中要避免這些病害的產(chǎn)生不 是任何一方面能夠獨立解決的問題 ,而是需要通過建設單位 ,設計單 位