根據(jù)濕熱地區(qū)高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的實(shí)踐分析了高速公路瀝青路面各種病害的成因,提出了各種病害的處治方法,并對(duì)我國今后高速公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工及管養(yǎng)等方面提出了一些建議。
瀝青路面因具有地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、行車舒適、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于高速公路。在高速公路通車后,因行車荷載作用、外界環(huán)境影響以及設(shè)計(jì)、施工中存在的不足,瀝青路面會(huì)逐步出現(xiàn)多種路面病害,主要有裂縫(縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂)、變形(車轍、波浪或搓板、沉陷、隆起)、松散(磨光、松散、剝落、坑槽)及其它(泛油)四大類。高速公路一出現(xiàn)路面病害,就應(yīng)及時(shí)分析病害成因,及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處治,否則不僅會(huì)降低道路的使用性能、影響行車的安全、舒適、快捷、暢通,而且會(huì)因處理不及時(shí)或措施不當(dāng)導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)性破壞。筆者根據(jù)近幾年的濕熱地區(qū)高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的實(shí)踐,分析了高速公路瀝青路面各種病害的形成原因,提出了路面病害的處治方法,并對(duì)今后高速公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)等方面提出一些建議。
1路面病害成因分析
1.1縱向裂縫
縱向裂縫一般發(fā)生在距路堤邊緣3m~5m(行車道與緊急停車帶分界)處,且路堤下一般均存在暗埋式箱型通道或蓋板涵洞。也有一些發(fā)生在互通或服務(wù)區(qū)加減速車道與行車道的拼接處。裂縫形式有兩種,一種為對(duì)縱向直線形,裂縫兩端未延伸到路堤邊緣;另一種為縱向弧形,裂縫兩端延伸到路堤邊緣。后一種裂縫可能會(huì)引起路堤滑動(dòng),危險(xiǎn)性更大??v向裂縫形成的主要原因有以下幾方面。
1.1.1地基原因
有些縱向裂縫路段所處地基不屬軟土地基,但處于丘陵低洼、河谷處,長期受水沖蝕,天然含水量較高,在設(shè)計(jì)時(shí)未發(fā)現(xiàn)或未作特別處理,在施工時(shí)也未作等載或超載預(yù)壓,在高填土后,地基出現(xiàn)不均勻沉降,造成路面縱向開裂;有些河谷、水塘雖作了清淤處理,但處理不徹底或回填材料控制得不好,也會(huì)因不均勻沉降造成路面縱向開裂。
1.1.2路基施工原因
路基施工時(shí)天氣干燥,局部路堤填料粘土土塊粉碎不足,致使路基壓實(shí)不均勻;暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓,致使路基邊緣壓實(shí)度不夠;有些加減速車道與行車道拼接段不同步施工,且拼接處理不好導(dǎo)致路基沉降不均勻。
1.1.3滲水原因
中央分隔帶、路表、邊坡等滲水,使得局部路基受水浸泡后土體的С、Ф值降低,在動(dòng)靜荷載的作用下,使得裂縫路段進(jìn)一步產(chǎn)生小圓弧滑動(dòng)趨勢;部分填料為弱膨脹土,施工中未予處理,在滲水后因含水量的變化,導(dǎo)致縱向裂縫進(jìn)一步開展。
1.2橫向裂縫
目前,我國高速公路廣泛采用以二灰或二灰土等為底基層、二灰碎石為基層的半剛性瀝青路面。據(jù)調(diào)查,在半剛性基層路面的瀝青面層上產(chǎn)生橫向裂縫是極為普遍的,國內(nèi)外許多學(xué)者甚至認(rèn)為半剛性瀝青路面產(chǎn)生橫向裂縫是不可避免的。橫向裂縫的形成主要有 以下幾方面原因。
1.2. 1基層反射裂縫
一方面在基層成型過程中,因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫;另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使瀝青面層底面承受拉力,當(dāng)拉力超過瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)就使瀝青面層底部拉裂,并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青面層底面裂縫沿豎向向上擴(kuò)展到路表,從而形成瀝青路面橫向裂縫。從現(xiàn)場取樣看,面層裂縫與基層裂縫上下貫通,且下寬上窄。
1 .2.2瀝青混凝土的溫縮裂縫
因?yàn)r青是一種對(duì)溫度變化比較敏感的粘彈性材料,溫度下降時(shí),瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形。當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),瀝青路面表面就會(huì)被拉裂,并逐步向下發(fā)展,形成上寬下窄的橫向裂縫。由于大多數(shù)的高速公路上面層采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)瀝青或改性瀝青,瀝青混合料的自身低溫抗裂性能較好,故此種橫向裂縫相對(duì)較少。
1.2.3差異沉降引起橫向裂縫
在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處或構(gòu)造物臺(tái)背與路段交接處,因地基或路基與構(gòu)造物質(zhì)差異沉降導(dǎo)致基層的開裂,并反射到瀝青面層,形成橫向裂縫。這種橫向裂縫類似于基層反射裂縫,但往往為路面橫向全幅貫通,這種橫向裂縫在軟基分布比較廣泛及構(gòu)造物眾多的水網(wǎng)地區(qū)的高速公路上有一定比例。
1.3網(wǎng)裂 沉陷 坑槽
在高速公路行車道上(特別是在車輪輪跡處)常能發(fā)生路面網(wǎng)裂、沉陷及坑槽病害,且在網(wǎng)裂、沉陷處常伴有唧漿現(xiàn)象。如網(wǎng)裂、沉陷不及時(shí)處理,在雨后極易形成坑槽。瀝青路面網(wǎng)裂、沉陷、坑槽的形成主要有以下幾方面原因。
1.3.1基本施工質(zhì)量差
由于二灰碎石半剛性基層的整體強(qiáng)度與材料、拌和、攤鋪、養(yǎng)生等多種因素密切相關(guān),任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題均可導(dǎo)致其不能形成均勻堅(jiān)固的板體結(jié)構(gòu),從而因半剛性基層局部強(qiáng)度不足而引起瀝青面層開裂,雨水從裂縫浸入,并滲入到基層表面,使基層表面被泡軟,在汽車荷載反復(fù)作用下,粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿,基層表面被逐步淘空,使瀝青路面面層產(chǎn)生網(wǎng)裂、沉陷,并進(jìn)而形成坑槽;也有是因在基層施工中,為保證基層的壓實(shí)度,對(duì)于基層設(shè)計(jì)厚度較厚(>20cm)時(shí),必須分層施工,在目前的所用基層材料條件下,就不可避免地出現(xiàn)層間結(jié)合薄弱環(huán)節(jié),上下基層之間因不連續(xù)而出現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu),這就改變了基層結(jié)構(gòu)受力狀況。力學(xué)計(jì)算表明,在上下基層分層的情況下,雖然下基層的彎拉應(yīng)力(變)均有不同程度下降,但上基層彎拉應(yīng)力(變)有較大增幅,上下基層的彎拉應(yīng)力(變)在數(shù)值上相差的一個(gè)數(shù)量級(jí),從而導(dǎo)致上基層因應(yīng)力、應(yīng)變過大而破壞。特別是當(dāng)上下基層施工厚度分配不合理時(shí),這種上基層破壞更是明顯。計(jì)算還表明,面層頂面的彎沉和底面的彎拉應(yīng)力(變)隨著層間結(jié)合條件的變化及基層的分層而迅速增大,彎沉增幅達(dá)70%,應(yīng)力增幅超過100%,應(yīng)變增幅達(dá)70%~100%,最終導(dǎo)致路面面層破壞。如滬寧高速公路k61~k65路段,基層厚度為33cm,分兩層鋪筑成型,上基層僅12cm左右,在動(dòng)荷載的反復(fù)作用下,該段出現(xiàn)多處破碎,造成路面多處坑塘,且唧漿嚴(yán)重。
1.3. 2瀝青路面空隙率過大
由于瀝青混合料生產(chǎn)的變異性大、攤鋪過程中瀝青混合料局部離析和路面壓實(shí)不夠等多種原因造成瀝青路面空隙率過大,使雨水極易浸入,滯留在路面面層中。尤其是連續(xù)雨天時(shí)路面面層將長時(shí)間處于飽水狀態(tài),給路面造成嚴(yán)重水損壞。在低溫時(shí)水易結(jié)冰,經(jīng)多次凍融循環(huán)作用后,瀝青混合料酥松,使路面出現(xiàn)坑槽等破壞;在高溫時(shí),在高速行駛的車輛荷載反復(fù)作用下,滲水成為瞬間有壓水,在有壓水的長期浸泡和沖刷下,瀝青與石料的粘附力逐漸下降,包裹在石料表面的瀝青膜被剝落,使混合料松散,并逐步形成坑槽。如滬寧高速公路部分病害路段,上面層在施工時(shí)按規(guī)范以馬歇爾試驗(yàn)密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度得出的壓實(shí)度是合格的,但在通車后檢測時(shí)以理論密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度得出的壓實(shí)度僅為90%~92%,路面空隙率偏大,極易滲水。計(jì)算和實(shí)測表明,對(duì)4cm厚瀝青混凝土面層,在孔隙水飽和的情況下,瀝青面層的滲水約需7d才可滲透排出路面,或在常溫天氣下需6d才可蒸發(fā)完。因此,滲水將較長時(shí)間滯留在路面面層中,造成路面破壞。
1.3.3瀝青與石料粘結(jié)性差
規(guī)范要求高速公路瀝青路面瀝青與石料的粘結(jié)力不小于4級(jí),有的路段在試驗(yàn)時(shí)粘結(jié)力是符合要求的,但在瀝青混合料生產(chǎn)時(shí),因石料的差異性或?yàn)r青用量偏小,使得瀝青與石料的粘結(jié)力不足,使混合料逐步松散,進(jìn)而形成坑槽。
1.3.4車輛油漬污染
因車輛維修或翻車等原因,汽車用油滲透入路面空隙,使瀝青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。這種原因形成的杭槽往往較深,有的甚至達(dá)到整個(gè)瀝青面層厚度。據(jù)調(diào)查,在超載現(xiàn)象比較嚴(yán)重的高速公路上,往往油污是造成路面坑槽破壞的重要原因。
1.3.5汽車超載的影響
目前汽車超載現(xiàn)象非常突出,由于汽車超載,軸載換算系數(shù)明顯增加。有關(guān)資料表明:超載30%時(shí),換算系數(shù)為滿載的3.131倍,超載60%時(shí)為滿載的7.725倍,超載100% 時(shí)為滿載的20.393倍,使得累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次大大增加,使路面結(jié)構(gòu)使用壽命明顯縮短;同時(shí),在重載作用下,路表彎沉及結(jié)構(gòu)層應(yīng)力顯著增加。資料表明:重載(130KN)作用下的路面結(jié)構(gòu)理論彎沉值與基層及底基層層底拉應(yīng)力均比標(biāo)準(zhǔn)軸載(100KN)作用下增大約30%。因此,汽車超載是造成路面破壞尤其是路面結(jié)構(gòu)早期破壞的重要原因之一。
有些高速公路的橋梁瀝青混凝土鋪裝層也會(huì)出現(xiàn)坑槽病害,主要是因?yàn)闃蛎嫘顾组_口朝上,雖表面水能流入泄水孔而排出橋面,但橋面滲水無法進(jìn)入泄水孔,也沒有排水出路,橋面滲水長期滯留在橋梁水泥混凝土整平層與瀝青混凝土鋪裝層間。如水泥混凝土整平層施工質(zhì)量不好,長期浸水后極易成為軟弱夾層,從而導(dǎo)致瀝青混凝土鋪裝層破壞。這種破壞易發(fā)生在連續(xù)箱梁的頂面負(fù)彎矩區(qū)所對(duì)應(yīng)的橋面鋪裝層處。
1.4車轍 推移
隨著行車荷載作用次數(shù)的增加,高速公路路面會(huì)出現(xiàn)不同程度的車轍、推移病害,這種路面病害會(huì)導(dǎo)致平整度下降,并影響高速行車的舒適性,嚴(yán)重的病害甚至?xí)绊懶熊嚢踩?。車轍、推移形成的主要原因如下。
1.4.1行車荷載的影響
車輛按規(guī)定正常在行車道行駛,使得高速公路的交通渠化現(xiàn)象非常突出,隨著車輛載荷作用次數(shù)增加,行車道車輛輪跡處進(jìn)一步壓實(shí)并逐漸形成不同程度的轍槽;重車普遍超載,使得軸載對(duì)路面的作用力增大,并導(dǎo)致當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)大大增加,加速了車轍、推移形成;在服務(wù)區(qū)等匝道進(jìn)口處,因車速變化頻繁,車輛慢行,經(jīng)常剎車與啟動(dòng),導(dǎo)致對(duì)路面作用時(shí)間過長,且對(duì)路面的水平剪切作用增大,也易形成車轍槽和推移。
1.4.2基層施工質(zhì)量差
因基層的厚度不足或因基層材料、施工、養(yǎng)生不當(dāng)導(dǎo)致基層整體強(qiáng)度不足,使得路表變形過大而形成轍槽和推移。
1.4.3 瀝青面層高溫穩(wěn)定性差
由于瀝青混合料是一種彈塑性材料,如瀝青、礦料的選材不當(dāng)或混合料組成不當(dāng)均會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性差、抗塑性變形能力低,在車輛的反復(fù)碾壓下路表變形過大,并使得面層混合料產(chǎn)生橫向流動(dòng)而形成轍槽和推移。
1.5泛油
有些高速公路瀝青路面存在泛油病害,使得路面抗滑性能降低,影響高速行車安全。形成泛油的主要原因如下。
1.5.1混合料組成設(shè)計(jì)不當(dāng)
因混合料中瀝青用量過多或空隙率過小,在車輛荷載反復(fù)碾壓下,多余瀝青由下部泛到路表形成泛油病害。
瀝青路面因具有地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、行車舒適、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于高速公路。在高速公路通車后,因行車荷載作用、外界環(huán)境影響以及設(shè)計(jì)、施工中存在的不足,瀝青路面會(huì)逐步出現(xiàn)多種路面病害,主要有裂縫(縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂)、變形(車轍、波浪或搓板、沉陷、隆起)、松散(磨光、松散、剝落、坑槽)及其它(泛油)四大類。高速公路一出現(xiàn)路面病害,就應(yīng)及時(shí)分析病害成因,及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處治,否則不僅會(huì)降低道路的使用性能、影響行車的安全、舒適、快捷、暢通,而且會(huì)因處理不及時(shí)或措施不當(dāng)導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)性破壞。筆者根據(jù)近幾年的濕熱地區(qū)高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的實(shí)踐,分析了高速公路瀝青路面各種病害的形成原因,提出了路面病害的處治方法,并對(duì)今后高速公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)等方面提出一些建議。
1路面病害成因分析
1.1縱向裂縫
縱向裂縫一般發(fā)生在距路堤邊緣3m~5m(行車道與緊急停車帶分界)處,且路堤下一般均存在暗埋式箱型通道或蓋板涵洞。也有一些發(fā)生在互通或服務(wù)區(qū)加減速車道與行車道的拼接處。裂縫形式有兩種,一種為對(duì)縱向直線形,裂縫兩端未延伸到路堤邊緣;另一種為縱向弧形,裂縫兩端延伸到路堤邊緣。后一種裂縫可能會(huì)引起路堤滑動(dòng),危險(xiǎn)性更大??v向裂縫形成的主要原因有以下幾方面。
1.1.1地基原因
有些縱向裂縫路段所處地基不屬軟土地基,但處于丘陵低洼、河谷處,長期受水沖蝕,天然含水量較高,在設(shè)計(jì)時(shí)未發(fā)現(xiàn)或未作特別處理,在施工時(shí)也未作等載或超載預(yù)壓,在高填土后,地基出現(xiàn)不均勻沉降,造成路面縱向開裂;有些河谷、水塘雖作了清淤處理,但處理不徹底或回填材料控制得不好,也會(huì)因不均勻沉降造成路面縱向開裂。
1.1.2路基施工原因
路基施工時(shí)天氣干燥,局部路堤填料粘土土塊粉碎不足,致使路基壓實(shí)不均勻;暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓,致使路基邊緣壓實(shí)度不夠;有些加減速車道與行車道拼接段不同步施工,且拼接處理不好導(dǎo)致路基沉降不均勻。
1.1.3滲水原因
中央分隔帶、路表、邊坡等滲水,使得局部路基受水浸泡后土體的С、Ф值降低,在動(dòng)靜荷載的作用下,使得裂縫路段進(jìn)一步產(chǎn)生小圓弧滑動(dòng)趨勢;部分填料為弱膨脹土,施工中未予處理,在滲水后因含水量的變化,導(dǎo)致縱向裂縫進(jìn)一步開展。
1.2橫向裂縫
目前,我國高速公路廣泛采用以二灰或二灰土等為底基層、二灰碎石為基層的半剛性瀝青路面。據(jù)調(diào)查,在半剛性基層路面的瀝青面層上產(chǎn)生橫向裂縫是極為普遍的,國內(nèi)外許多學(xué)者甚至認(rèn)為半剛性瀝青路面產(chǎn)生橫向裂縫是不可避免的。橫向裂縫的形成主要有 以下幾方面原因。
1.2. 1基層反射裂縫
一方面在基層成型過程中,因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫;另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使瀝青面層底面承受拉力,當(dāng)拉力超過瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)就使瀝青面層底部拉裂,并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青面層底面裂縫沿豎向向上擴(kuò)展到路表,從而形成瀝青路面橫向裂縫。從現(xiàn)場取樣看,面層裂縫與基層裂縫上下貫通,且下寬上窄。
1 .2.2瀝青混凝土的溫縮裂縫
因?yàn)r青是一種對(duì)溫度變化比較敏感的粘彈性材料,溫度下降時(shí),瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形。當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),瀝青路面表面就會(huì)被拉裂,并逐步向下發(fā)展,形成上寬下窄的橫向裂縫。由于大多數(shù)的高速公路上面層采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)瀝青或改性瀝青,瀝青混合料的自身低溫抗裂性能較好,故此種橫向裂縫相對(duì)較少。
1.2.3差異沉降引起橫向裂縫
在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處或構(gòu)造物臺(tái)背與路段交接處,因地基或路基與構(gòu)造物質(zhì)差異沉降導(dǎo)致基層的開裂,并反射到瀝青面層,形成橫向裂縫。這種橫向裂縫類似于基層反射裂縫,但往往為路面橫向全幅貫通,這種橫向裂縫在軟基分布比較廣泛及構(gòu)造物眾多的水網(wǎng)地區(qū)的高速公路上有一定比例。
1.3網(wǎng)裂 沉陷 坑槽
在高速公路行車道上(特別是在車輪輪跡處)常能發(fā)生路面網(wǎng)裂、沉陷及坑槽病害,且在網(wǎng)裂、沉陷處常伴有唧漿現(xiàn)象。如網(wǎng)裂、沉陷不及時(shí)處理,在雨后極易形成坑槽。瀝青路面網(wǎng)裂、沉陷、坑槽的形成主要有以下幾方面原因。
1.3.1基本施工質(zhì)量差
由于二灰碎石半剛性基層的整體強(qiáng)度與材料、拌和、攤鋪、養(yǎng)生等多種因素密切相關(guān),任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題均可導(dǎo)致其不能形成均勻堅(jiān)固的板體結(jié)構(gòu),從而因半剛性基層局部強(qiáng)度不足而引起瀝青面層開裂,雨水從裂縫浸入,并滲入到基層表面,使基層表面被泡軟,在汽車荷載反復(fù)作用下,粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿,基層表面被逐步淘空,使瀝青路面面層產(chǎn)生網(wǎng)裂、沉陷,并進(jìn)而形成坑槽;也有是因在基層施工中,為保證基層的壓實(shí)度,對(duì)于基層設(shè)計(jì)厚度較厚(>20cm)時(shí),必須分層施工,在目前的所用基層材料條件下,就不可避免地出現(xiàn)層間結(jié)合薄弱環(huán)節(jié),上下基層之間因不連續(xù)而出現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu),這就改變了基層結(jié)構(gòu)受力狀況。力學(xué)計(jì)算表明,在上下基層分層的情況下,雖然下基層的彎拉應(yīng)力(變)均有不同程度下降,但上基層彎拉應(yīng)力(變)有較大增幅,上下基層的彎拉應(yīng)力(變)在數(shù)值上相差的一個(gè)數(shù)量級(jí),從而導(dǎo)致上基層因應(yīng)力、應(yīng)變過大而破壞。特別是當(dāng)上下基層施工厚度分配不合理時(shí),這種上基層破壞更是明顯。計(jì)算還表明,面層頂面的彎沉和底面的彎拉應(yīng)力(變)隨著層間結(jié)合條件的變化及基層的分層而迅速增大,彎沉增幅達(dá)70%,應(yīng)力增幅超過100%,應(yīng)變增幅達(dá)70%~100%,最終導(dǎo)致路面面層破壞。如滬寧高速公路k61~k65路段,基層厚度為33cm,分兩層鋪筑成型,上基層僅12cm左右,在動(dòng)荷載的反復(fù)作用下,該段出現(xiàn)多處破碎,造成路面多處坑塘,且唧漿嚴(yán)重。
1.3. 2瀝青路面空隙率過大
由于瀝青混合料生產(chǎn)的變異性大、攤鋪過程中瀝青混合料局部離析和路面壓實(shí)不夠等多種原因造成瀝青路面空隙率過大,使雨水極易浸入,滯留在路面面層中。尤其是連續(xù)雨天時(shí)路面面層將長時(shí)間處于飽水狀態(tài),給路面造成嚴(yán)重水損壞。在低溫時(shí)水易結(jié)冰,經(jīng)多次凍融循環(huán)作用后,瀝青混合料酥松,使路面出現(xiàn)坑槽等破壞;在高溫時(shí),在高速行駛的車輛荷載反復(fù)作用下,滲水成為瞬間有壓水,在有壓水的長期浸泡和沖刷下,瀝青與石料的粘附力逐漸下降,包裹在石料表面的瀝青膜被剝落,使混合料松散,并逐步形成坑槽。如滬寧高速公路部分病害路段,上面層在施工時(shí)按規(guī)范以馬歇爾試驗(yàn)密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度得出的壓實(shí)度是合格的,但在通車后檢測時(shí)以理論密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度得出的壓實(shí)度僅為90%~92%,路面空隙率偏大,極易滲水。計(jì)算和實(shí)測表明,對(duì)4cm厚瀝青混凝土面層,在孔隙水飽和的情況下,瀝青面層的滲水約需7d才可滲透排出路面,或在常溫天氣下需6d才可蒸發(fā)完。因此,滲水將較長時(shí)間滯留在路面面層中,造成路面破壞。
1.3.3瀝青與石料粘結(jié)性差
規(guī)范要求高速公路瀝青路面瀝青與石料的粘結(jié)力不小于4級(jí),有的路段在試驗(yàn)時(shí)粘結(jié)力是符合要求的,但在瀝青混合料生產(chǎn)時(shí),因石料的差異性或?yàn)r青用量偏小,使得瀝青與石料的粘結(jié)力不足,使混合料逐步松散,進(jìn)而形成坑槽。
1.3.4車輛油漬污染
因車輛維修或翻車等原因,汽車用油滲透入路面空隙,使瀝青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。這種原因形成的杭槽往往較深,有的甚至達(dá)到整個(gè)瀝青面層厚度。據(jù)調(diào)查,在超載現(xiàn)象比較嚴(yán)重的高速公路上,往往油污是造成路面坑槽破壞的重要原因。
1.3.5汽車超載的影響
目前汽車超載現(xiàn)象非常突出,由于汽車超載,軸載換算系數(shù)明顯增加。有關(guān)資料表明:超載30%時(shí),換算系數(shù)為滿載的3.131倍,超載60%時(shí)為滿載的7.725倍,超載100% 時(shí)為滿載的20.393倍,使得累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次大大增加,使路面結(jié)構(gòu)使用壽命明顯縮短;同時(shí),在重載作用下,路表彎沉及結(jié)構(gòu)層應(yīng)力顯著增加。資料表明:重載(130KN)作用下的路面結(jié)構(gòu)理論彎沉值與基層及底基層層底拉應(yīng)力均比標(biāo)準(zhǔn)軸載(100KN)作用下增大約30%。因此,汽車超載是造成路面破壞尤其是路面結(jié)構(gòu)早期破壞的重要原因之一。
有些高速公路的橋梁瀝青混凝土鋪裝層也會(huì)出現(xiàn)坑槽病害,主要是因?yàn)闃蛎嫘顾组_口朝上,雖表面水能流入泄水孔而排出橋面,但橋面滲水無法進(jìn)入泄水孔,也沒有排水出路,橋面滲水長期滯留在橋梁水泥混凝土整平層與瀝青混凝土鋪裝層間。如水泥混凝土整平層施工質(zhì)量不好,長期浸水后極易成為軟弱夾層,從而導(dǎo)致瀝青混凝土鋪裝層破壞。這種破壞易發(fā)生在連續(xù)箱梁的頂面負(fù)彎矩區(qū)所對(duì)應(yīng)的橋面鋪裝層處。
1.4車轍 推移
隨著行車荷載作用次數(shù)的增加,高速公路路面會(huì)出現(xiàn)不同程度的車轍、推移病害,這種路面病害會(huì)導(dǎo)致平整度下降,并影響高速行車的舒適性,嚴(yán)重的病害甚至?xí)绊懶熊嚢踩?。車轍、推移形成的主要原因如下。
1.4.1行車荷載的影響
車輛按規(guī)定正常在行車道行駛,使得高速公路的交通渠化現(xiàn)象非常突出,隨著車輛載荷作用次數(shù)增加,行車道車輛輪跡處進(jìn)一步壓實(shí)并逐漸形成不同程度的轍槽;重車普遍超載,使得軸載對(duì)路面的作用力增大,并導(dǎo)致當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)大大增加,加速了車轍、推移形成;在服務(wù)區(qū)等匝道進(jìn)口處,因車速變化頻繁,車輛慢行,經(jīng)常剎車與啟動(dòng),導(dǎo)致對(duì)路面作用時(shí)間過長,且對(duì)路面的水平剪切作用增大,也易形成車轍槽和推移。
1.4.2基層施工質(zhì)量差
因基層的厚度不足或因基層材料、施工、養(yǎng)生不當(dāng)導(dǎo)致基層整體強(qiáng)度不足,使得路表變形過大而形成轍槽和推移。
1.4.3 瀝青面層高溫穩(wěn)定性差
由于瀝青混合料是一種彈塑性材料,如瀝青、礦料的選材不當(dāng)或混合料組成不當(dāng)均會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性差、抗塑性變形能力低,在車輛的反復(fù)碾壓下路表變形過大,并使得面層混合料產(chǎn)生橫向流動(dòng)而形成轍槽和推移。
1.5泛油
有些高速公路瀝青路面存在泛油病害,使得路面抗滑性能降低,影響高速行車安全。形成泛油的主要原因如下。
1.5.1混合料組成設(shè)計(jì)不當(dāng)
因混合料中瀝青用量過多或空隙率過小,在車輛荷載反復(fù)碾壓下,多余瀝青由下部泛到路表形成泛油病害。





