试析沥青路面破损的成因及如何有效解决

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2013-03-08浏览：38次

　　摘要：随着社会的不断发展，当前我国沥青路面施工技术水平和发达国家相比较落后,公路沥青路面施工质量控制是困扰工程技术人员的问题。沥青路面的施工质量控制措施,国内外已投入大量研究,但仍未形成系统的质量控制,未能有效提高目前沥青路面的施工质量。因此，本文结合某沥青路面破损的原因，对沥青路面破损的成因及如何有效解决进行的探讨。

　　关键词：绿化黄泥,堆放不当,沥青路面,表面层颗粒

　　随着我国经济水平的迅速发展,在许多的工程建设中都采用了沥青路面,但是从国内已建成的公路沥青路面使用情况来看,一些路段在通车后出现了较为明显的早期破坏现象,如开裂、车辙、水损害等。这些病害直接导致了路面使用性能的下降,使一些路段在建成后较短时间内就不得不进行大修,一些路面甚至没有使用多久就出现了较为严重的早期破损,这不仅降低了施工建设养护资金的使用效益,一定程度上也给人们的生产生活带来很大的不便。

　　1沥青路面破损实例概述

　　进入新疆某小区沥青路面事故现场，可谓是一片狼藉。业主为了搞好小区绿化从别处运进了了大量的黄泥。大量的潮湿的黄泥在没有采取任何措施的情况下直接堆放在新筑的沥青路面上，运输车辆的来回辗压使潮湿的黄泥实实地粘附在沥青表面。在太阳光及风的作用下潮湿的黄泥干燥收缩变形，随之造成与之粘附的沥青表面层矿料被大片的剥落。在黄泥块边沿粘附的沥青混合料与结构层脱离，并随黄泥层一起剥落，造成沥青路面极大的损坏。

　　2原因分析

　　参与事故原因分析的技术人员都有着多年从事沥青路面施工管理、技术研究的经验，但都对于上述问题的出现还是遇到的很少。

　　事故分析初期施工方人员认为新疆某小区该批次沥青可能出现了问题。为此委托某公司首先对留样沥青的三大指标进行检测。检测结果如下，因而基本上排除因沥青质量原因引起的可能性。经过检测，沥青上面层级配为AC-10，级配组成4.75~9.5mm:0~4.75mm:矿粉:消石灰=50:45:4:1;沥青用量5.1%。由于在施工过程中沥青拌和场原材料比较固定，此级配已在多个小区路面工程中使用，因而也排除混合料级配设计不合理的可能性。该工程混合料的抽提、马歇尔试验也符合要求。抽提结果沥青含量5.0%，沥青混合料矿料级配检验曲线图符合要求!从而排除了沥青混合料拌制不合格的可能性。那么问题难道出在施工质量上?根据查询当时施工记录，混合料到场、摊铺、碾压温度记录正常。对破损路面附近钻芯取样，试件经测定，压实度都在96.8%以上，密度在2.33g/cm3以上，符合设计要求。从原材料到路面施工完成各个环节进行了仔细的分析，却无法找到事故的真正原因，分析一时陷入僵局。那么黄泥的粘结力有没有真的大于沥青结构层中矿料的粘结力的可能性?我们知道车辆在道路上行驶，路面主要承受的挤压力和剪切力，其力学模型多种多样，而黄泥对沥青路面拉裂损坏，其受力相对简单。由于受技术设备条件的限制，我们无法对受力情况进行进一步的技术分析。但我们认为由于早期沥青路面沥青结构层的抗拉能力低，在本次事件中正是因为潮湿的黄泥脱水收缩产生拉力导致沥青结构层开裂。在没有可用检测手段的情况下我们想到了破环性模拟试验。在业主认可合格的沥青路面进行多点的破坏性试验，结果让人吃惊。各个试验点都不同程度出现了破损现象，且与开通车时间相关，路面通车老化时间越长影响越小。我们做三个黄泥块，粘附在沥青层表面、压实。直径分别为8cm、5.5cm、3.5cm左右，厚度分别为5.5mm、3.5mm、2.5mm左右。试验时地表温度达53℃，试件完成半小时后粘附着的黄泥已出现明显的干燥收缩变形现象，同时引起沥青结构层开裂，二小时后将黄泥撬起，表层混合料随黄泥剥落，已对路面造成伤害。

　　经过破坏性试验，我们认为造成新疆某小区中沥青路面损坏有以下几个关键点：

　　2.1潮湿的黄泥直接堆放在新筑的沥青路面是引起此事故最直接的原因;此黄泥又称粘土，其矿物成分主要为高岭石，约占总量的80%～90%，其次是水白云母和石英，还有少数以三水铝石为主要成分。粘土中sio2含量为43%～55%，Fe2O3为1%～3.5%，Al2O3为20%～25%，TiO2为0.8%～1.2%，粘土的可塑性指数一般在19～24。此粘土大量为砖瓦厂及面砖生产厂家所使用，该粘土造坯成型干燥后就具有相当的强度。

　　2.2混凝土路面的强度，经设计部门按道路的使用和安全系数设计的混凝土强度是满足要求的，但是由于交通运输车辆频繁超载，显然原设计的混凝土强度就远远地不能满足要求。且混凝土施工情况复杂，易造成施工不符合设计和技术规程、规范要求，导致混凝土质量低劣，路面混凝土很容易破损。因此，目前我国强制执行交通运输限载措施和工程施工严格执行工程质量验收制度是很有必要的。在上述实例中，运输车辆对黄泥的碾压使黄泥与沥青表面接触面积大于沥青结构层矿料间的接触面积，由于潮湿的黄泥比较柔软,在车辆的碾压下黄泥嵌入式进入沥青表面层空隙，使黄泥比沥青混合料更粘成为可能。

　　2.3干燥的空气及较高地表温度，使黄泥快速干燥变形产生不可小视的拉力加载在沥青路表面;与黄泥粘连的表面层沥青混合料随黄泥干燥收缩变形而形变,当变形值超过了沥青路面结构层“变形值”极限时引起路面拉裂损坏。

　　2.4早期沥青路面由于沥青中不稳定芳香分的存在，在路表温度高达40℃以上，接近甚至超过沥青软化点时沥青表面结构层易软化，其抗剪切、抗拉能力比较差;而随着沥青的老化、不稳定芳香分的挥发，沥青结构层日趋稳定，其抗剪切、抗拉能力也随之增强、稳定。研究表明沥青经老化后沥青中沥青质含量增加，芳香分含量呈下降之势，其物理性能随之发生变化，短期老化后沥青软化点逐步提高，我们认为对提高早期路面强度是有利;但随着沥青的老化使沥青变得脆硬，沥青的柔性降低，进而影响沥青路面的低温性能和疲劳耐久性，影响路面的使用寿命。为此，沥青路面早期保养应得到足够的重视!

　　2.5几个假如：①假如堆放的黄泥是干燥的;②假如堆放的潮湿黄泥为自然堆放没有过往车辆的碾压;③假如当时为阴雨天气能保证黄泥湿润状态;④假如堆放路面为开放多年已成形的沥青路面。我们认为只要其中一项成立就不会造成沥青路面如此大的伤害。正是这些错宗复杂的合力给本次沥青路面损伤带来了严重的事故。

　　总之，对沥青路面施工质量控制问题一直以来都是工程技术人员所重点关注的问题之一。任何工程,其最终使用性能的好坏都直接取决于施工质量的高低。大多数工程失败的原因都是因为质量控制体系不够完善,导致施工质量控制失去重点或成为形式。传统的质量控制是一种事后检验,要提高沥青路面建设质量,防止早期破坏,必须将基于可靠度的沥青路面质量理论落到实处,建立过程控制方法,对过程进行控制,实现及时控制和事先预防。

　　参考文献

　　1 徐光进;;城市沥青路面破坏的原因及解决措施[J];山西建筑;2010年21期

　　2 何福明;沥青路面早期破损成因及预防措施[J];大众科技;2005年11期

　　3 朱有超;;沥青混凝土路面早期破损的原因及施工技术[J];黑龙江科技信息;2009年26期

　　4 符俊杰;;沥青路面松散型病害成因及防治[A];海南省公路学会第三次会员代表大会暨第七次学术交流会论文集[C];2008年

　　本文选自《科学技术与工程》。《科学技术与工程》是中国科协主管，中国技术经济学会主办的学术性期刊。2001年创刊，半月刊，期刊号：CN11-4688/T，ISSN1671-1815。

《试析沥青路面破损的成因及如何有效解决》

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