城市道路沥青路面病害的成因分析及对策研究

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年4月10期   作者:韦寿盛
[导读] 鉴于沥青路面在现实应用中会因为材料质量、施工工序及养护工作等各方面因素的影响而出现裂缝、
        韦寿盛
        身份证号:45212719830204****,广西省 530000
        摘要:鉴于沥青路面在现实应用中会因为材料质量、施工工序及养护工作等各方面因素的影响而出现裂缝、车辙、路面推移及坑槽等病害问题,相关单位及技术人员必须要在现实施工中进一步加大对沥青路面施工的研究,积极引进先进的沥青施工技术及施工工艺,提高现有沥青路面施工技术水平,确保质量。
        关键词:城市道路;沥青路面;病害原因;处理对策
        1 城市道路沥青路面常见的病害类型
        1.1 裂缝
        沥青路面的病害中裂缝是比较常见的一种,主要分为纵向裂缝、横向裂缝及网状裂缝。
        (1)纵向裂缝。主要因为道路纵向施工时混合料之间的连接处理不好,降低了接缝的紧密度,加上重型车辆碾压,便会在接口部位出现塌陷,进而引发纵向裂缝问题。
        (2)横向裂缝。这一问题通常是因为基层成型后,其中的半刚性材料收缩会在温度及水分变化的影响下增大收缩,从而引发裂缝问题,然后此类裂缝向上发展,最终在路面形成横向裂缝。
        (3)网状裂缝。其成因通常是施工所用的沥青混合料质量不达标或沥青混合料配合比不科学,引起道路结构内部松动,随其长时间发展,最终便成为网状裂缝。另外,若沥青路面的横向及纵向裂缝处理不及时,便会使水分流进裂缝中,引起路基松动,加上车辆长时间的碾压也可发展成网状裂缝。
        1.2 车辙
        就城市沥青道路路面病害而言,车辙不属于常发性的病害,且车辙的形成也须满足相应的条件。如路面受高温及重载车辆的长时间碾压,便会导致出现一定的车辙,进而破坏路面的平整度。这样待温度降低后,在路面上实施混合料铺设作业,会影响沥青材料的密度,并增大材料间的空隙,使水分极易流入材料空隙中,破坏路面材料的粘结性,从而引发车辙病害。
        1.3 路面推移
        城市道路的路面推移病害通常是因为道路地基强度不达标,加上超载车辆的碾压和路面温度升高的影响。同时,这种病害在道路施工过程中及道路投产运营初期最为常见。
        1.4 坑槽
        城市道路路面施工中,所用材料及施工厚度是引起坑槽病害的主要因素。如选用的施工材料粘结度不达标,在温度升高的情况下,上、下结构层的粘结度也会不达标,再有车辆碾压变化引起坑槽问题。又或是施工技术人员未能及时处理好路面的裂缝问题,这样路面在长期荷载影响下会出现材料松散现象,从而引起路面的坑槽问题。
        2 城市快速路沥青路面病害分析
        2.1 裂缝出现的原因调查与分析
        2.1.1 横向裂缝
        通过钻孔取芯观察研究,环路部分路段芯样面层出现松散现象,严重情况裂缝甚至延伸至路面基层(图1),产生原因主要有以下几种:

        图1 路面横向裂缝
        (1)地处于大陆季风气候的太原,是典型的内陆城市,冬季干燥寒冷,由于低温长时间作用于路面,所产生的拉应力逐渐超出沥青混凝土的极限拉应力时,低温横向裂缝就容易出现在路面薄弱处。(2)常年昼夜温差大是太原市主要的气候特征之一,日积月累的温差作用,导致沥青路面产生了温度应力,逐渐形成了温度疲劳裂缝。(3)当路面出现裂缝时,裂缝的两侧非常容易受到雨水的侵蚀,尤其是快速路频繁受到动态荷载的作用,逐渐导致两侧路表面层松散剥离甚至基层开裂。(4)除了主要的低温、温差、反射、不均匀沉降等因素外,当快速路各面层间没有粘结成整体,容易产生层间位移,从而导致横向裂缝出现。
        2.1.2 纵向裂缝
        通过沿路调查研究,太原市中环快速路的纵向裂缝主要出现在行车道的轮迹带周围,且裂缝出现间断性网裂,根据纵缝取芯观察,大部分纵向裂缝处于沥青路面的面层(图2),分析其形成的原因主要有以下几点:

        图2 路面纵向裂缝
        (1)在施工过程中路基未压实均匀,投入使用后雨水的侵蚀加速了路基承载力的降低,尤其在高频率的车辆荷载作用下,使路基很快出现了不均匀沉降,而当不均匀沉降作用到路面时就表现为纵向裂缝。(2)同样也是因为常年昼夜温差的作用,当温度应力超出沥青混合料抗拉强度极限时,也会致使路面出现纵向裂缝。
        2.1.3 网状裂缝当城市快速路面病害横向、纵向裂缝进一步演变就会出现网状裂缝(图3)。取芯观察,网状裂缝主要出现在路面的面层,主要是因为在路面施工过程中,沥青混合料拌合不充分,或者级配出现偏差,加之温应力及水分的作用所导致的网状裂缝。
        2.2 车辙出现原因调查与分析
        车辙是城市快速路沥青路面损害中常见的一种病害现象(图4),通过对太原市中环快速路车辙路段取芯试验研究,分析车辙形成的主要原因如下:

        (1)交通量过大,车辆轮胎长期反复磨耗致使路面面层集料松散脱落。(2)在车辆荷载的累计高频作用下,超出快速路沥青路面的抗剪极限时,导致路面产生剪切变形,从而使轮胎两侧路面面层鼓起产生车辙。
        3 城市沥青路面常见病害的治理
        3.1 改善设计,提高施工技术
        在进行城市沥青路面的设计过程中要综合考虑多方面的因素来进行设计,这对设计师的专业能力和职业素养提出了更高的要求,要求设计师不仅要了解当前城市沥青路面的发展现状,还要有一定的预见性和大局观,全盘考虑之后再进行城市道路设计。因此,负责道路建设的有关单位在进行设计单位和设计师的选择上一定要慎重,要选择具有高质量以及良好信誉的设计单位,选择经验丰富、理论水平高、专业能力强的设计师,这样能够在一定程度上保障设计的质量。设计单位和设计师确定之后,进入沥青路面的设计时,设计师应该考虑未来的交通发展趋势和城市的未来发展,并要调查明确设计的路段在未来城市发展中所占的地位,根据这些情况作为设计的辅助依据来进行合理的设计规划,确定好沥青路面的承载能力。接下来,根据相关规范进行转换,从而确定好沥青路面的结构厚度。同时,进行路面设计时还要考虑当地的气候、地理位置、降水情况等环境因素的影响,这是因为雨雪等天气都容易给沥青路面带来病害,要选择密实稳定的路面结构,不同的地质因素也都会给沥青路面带来病害。最后,对于特殊的容易发生病害的位置进行特殊设计,增强设计标准,提高沥青路面的设计强度,让其能够承载特殊的荷载等。除去施工设计层面之外,还需要对施工过程进行严格的质量监督和管理。首先,在进行沥青混合料配合比必须要严谨认真,不得出现一丝差错,避免因为沥青混合料的问题造成沥青离析或泛油问题;其次,加强对于施工技术人员的专业技能培训,提高参与建设的工作人员的专业素养,以此来保证项目施工质量。
        3.2 做好沥青路面的防排水
        水侵蚀问题会对沥青路面的使用寿命产生影响,所以需要对沥青路面进行防排水工作,避免雨水或者其他流体渗入沥青路面,对沥青路面产生造成严重的损害。沥青路面的防排水工作应该做到疏通与堵塞结合。首先,沥青结构层的空隙应该小于7%,且路面层之间应该有一层防水层;其次,在沥青路面的最边缘处,其路面以下还需要进行排水盲沟的设置,这种设置是为了使得地表水能够尽快排除,避免水侵蚀的问题造成沥青路面发生病害;最后,在城市道路中央的绿化带以下也应该设置排水盲沟,设置透水层,进行雨水等地表水的疏引,将地表水及时引入排水管,避免渗入沥青路面中,造成沥青路面发生病害。
        结语
        现代城市经济发展和城市居民的日常活动,均离不开道路基础设施。当前我国的城市化建设脚步推进,对于现代道路工程的施工质量和交通运输的能力均提出了更高的要求。因此,深入分析路面病害产生的原因,并针对不同的路面提出处治与养护的方法措施,为城市快速路管理部门解决快速路养护问题提供理论依据。
        参考文献
        [1]王成.公路沥青路面病害成因及防治措施[J].绿色环保建材,2018(3):127.
        [2]王健.城市道路沥青路面病害成因及预防措施剖析[J].建材与装饰,2019(19):250–251.
        [3]李亚琦.交叉路口沥青混凝土路面车辙病害成因及对策[J].中国新技术新产品,2019(11):91–92.
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