道路沥青路面使用寿命及因素分析

【文章编号】:1672-4011(2008)04-0054-03

道路沥青路面使用寿命及因素分析

陈恭代

(厦门怡鹭工程有限公司)

　　【摘　要】:文章根据我国城市道路沥青路面使用寿命的实际情况,分析了影响城市道路沥青路面使用寿命的各种因素,提出了延长城市道路沥青路面使用寿命的具体措施。

　　【关键词】:城市道路;沥青路面;使用寿命;延长措施

　　【中图分类号】:U4161217　　【文献标识码】:B

1　概述

由于沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点,我国近年来建设的城市道路大多采用半刚性基层沥青路面。但是,随着

城市人口和各种客运车辆的日益增长,城市道路所承受的交通压力不断加大,许多新修的沥青路面使用时间不长就出现了各种病害。这一方面是由沥青路面抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差,另一方面则与城市道路的特点、施工质量、组织管理等有密切的关系。因此,深入分析影响城市道路沥青路面质量的各种因素,寻求提高城市道路沥青路面质量的各种对策,对延长城市道路沥青路面的使用寿命、降低城市道路建设成本、方便城市居民的出行等都具有重要的意义。

2　影响城市道路沥青路面使用寿命的因素

造成城市道路沥青路面早期破坏的诸多原因主要归结为以下几方面。

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路面结构设计问题

目前设计中存在路面设计照搬标准,理论与实际脱节

的问题。主要表现为:

(1)路面结构设计和厚度计算不是

根据实际车辆轴载进行计算,缺乏对交通流量、车辆构成、货类、实载率的调查,造成设计轴载与实际不符,设计路面偏薄,强度不足。(2)设计与施工、设计与使用相脱节。

具体表现为:沥青混合料几乎所有技术指标与实际施工控制条件不匹配。高温车辙指标、水稳定性指标、低温性能指标是沥青混合料常用的主要技术要求,这些指标确定的试验条件与实际施工的控制条件都不一样。(3)对车辆轮压、车速、材料供给、施工水平、自然因素考虑不足,习惯套用标准结构等;在结构设计上,大多采用半刚性基层结构。这种结构虽然前期成本低,但容易出现裂缝问题,进而导致早期水损害。这是目前造成沥青路面早期破坏的

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重要原因之一。

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施工质量问题

在城市道路的施工中,不论是在路基中,还是在路面

上,都要受到许多地下设施、交叉路口多等因素的影响。机械化施工程度相对较低,人工操作比重较大,加上部分施工队伍素质不高,质量控制不严,管理水平低,使施工质量难以达到规范要求。

(1)路基工程。路基填土、沟槽回填施工经常不按施

工规范进行,主要表现为:①超厚回填。不论是路基填方,还是沟槽回填土,不按规定的虚铺厚度回填。②倾斜碾压。按规范要求,当路基地面的横坡或纵坡陡于1∶5时应作成台阶,然后再分层填筑压实。回填沟槽分段填土时,应分层倒退留出台阶。而施工单位在施工时,常由于不重视,遇到以上情况,根本未将施工地段挖成台阶后分层填筑压实,或在沟槽内填筑高度不一,使碾轮在带有纵坡的状态下碾压,导致土基密实度达不到要求。③路基贴坡。往往施工单位在路基施工过程中,路基填筑的有效宽度不够,有的部分在路基填筑完成时,才发现填筑宽度不够,而将一些松散的土倾倒在边坡上,进行贴坡,用人工整形夯实。这样补上来的路基部分远未达到密实度的要求,极易造成路基滑坡、层层冲刷,导致路面出现裂缝、沉降等破坏。④检查井圈缺乏足够的水泥砂浆和水泥混凝土固结牢固,经车辆创压后活动,致使井周围路面结构碎裂。

(2)路面工程。在城市道路沥青路面的施工过程中,

因其固有的特点,很多先进的设备和施工方法难以采用,人工摊铺或人工配合机械施工非常普遍,给沥青路面施工的平整度控制增加了难度。主要表现为:①路面平整度差。多由于摊铺方法不当,在等厚的松铺层中,由于摊铺时用铁锹高抛,或运输卸料时冲击力将沥青混合料砸实,或人、车在松铺混合料上乱踩乱轧,而后又搂平,致使虚实不一致,虚处则较低,实处则较高;或者粘结在底层上的料底清除不净,且已经压实、冷凝,大大缩小了压实系数,最终造成路面平整度差。②路面碾压过程中出现横向裂缝。主要因为碾压前沥青混合料摊铺时间过长,其表面变冷,形成僵皮,其内部较热,可塑性好,形成压路机串皮碾压,导致压路机碾轮前出现波浪;或由于底层与面层粘结不好,或过碾产生推移横裂纹。③路面边部压实不足。大多因为路边有路缘石,碾压时担心碰撞缘石,碾子不敢靠边,最终造成边缘出现局部低洼,碾轮碾压不着,出现松散掉渣。

④路面接茬不平、松散。路面纵向接茬不平,一是由于两

●质量检验与控制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　《四川建材》2008年第4期

幅虚铺厚度不一致,造成高差;二是两幅之间皆属每幅边缘,压而不实,出现松散现象。⑤检查井或雨水井与路面衔接不顺,路面壅包、搓板、开裂的破坏较为常见。

213　材料质量问题

路面原材料的质量是保证路面使用年限的重要因素;①沥青是最关键的材料,但往往施工单位按照设计文件有

关要求直接从生产厂家订购运到拌合场后,试验室基本无法按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的要求严格抽检;而仅仅根据供应商提供的针入度、延度及软化点等指标直接投入配合比使用。②目前,沥青混凝土路面施工技术规范中碎石粒径与实际的碎石生产商所用筛子的筛孔尺寸不尽相同。沥青混凝土面层用碎石、砂、石屑及矿粉组成混合料,理论级配中每种规格材料的用量是确定的。而实际工作中,由于单独碎石、砂、石屑的级配中不是很稳定均衡。③为节约投资部分施工单位拌合站堆场,对砂石材料的堆放管理不到位,存放场地无硬化且排水不畅,各种材料未按规格型号分开整齐堆放,很容易造成砂石材料受污染、含水率高、各种规格材料用量按配合比要求无法保证。④对当地不同区域骨料的配比填料使用不恰但或填料数量失控等。都可能造成生产率的降低,并最终影响沥青混合料质量稳定。

214　气候环境影响

各地区城市的气候环境不同,各路段的环境不同,造成沥青路面的早期破坏也不相同。如高温地区夏季造成路面的软化翻油、车辙,温差较大的寒冷地区冬季造成的低温开裂和冻融开裂,降雨量大、地下水位高、排水处理不当造成的路基下沉、翻浆及水侵害,城市污水、污染直接作用路面的破坏等都影响着路面的使用寿命。

3　延长城市道路沥青路面使用寿命的措施

如上所述,影响城市道路沥青路面使用寿命的因素是多方面的。因此,要延长城市道路沥青路面使用寿命,必须从路面结构的设计、路面材料的选用,到路基路面的施工等各个环节,都采取必要的措施,消除每个环节存在的隐患,从总体上提高路面质量,延长路面使用寿命。

311　提供优良的设计方案

设计单位应根据城市的道路状况,交通量、车辆超载超限等实际深入调查分析,进行路面结构设计和厚度计算。正确理解规范中有关指标的使用前提和使用条件,避免照搬标准、照抄项目设计,同时不断改进旧路面结构形式。例如目前城市道路中普遍采用半刚性基层结构。这种结构虽然具有强度大、水稳性和抗冻性好、前期投入成本低的优点,但其抗变形能力低,在温度或湿度交替变化的情况下容易发生收缩开裂,当沥青路面较薄时,易形成反射裂缝等问题,进而导致早期水损害。半刚性基层顶面必须设置透层或粘层,提高渗透性及与半刚性基层的粘附力,适当提高粘层的沥青用量;沥青混凝土面层各层之间应设置粘层,并在中、上面层之间设防水层。从国外的道路基层

结构看,大多采用了柔性基层结构,虽然前期造价高,但使用寿命长不易损害,节约养护资金,产生的经济效益和

社会效益会更好。

312　保证路面材料质量

沥青面层具有为行车提供良好服务的能力,主要依靠于沥青混合料中的集料。在沥青混合料中,集料重量一般

占总重量的92%～96%,其体积一般占总体积的75%～

85%。保证各种材料的质量,对延长沥青路面的寿命具有

重要的意义。因此,路面原材料质量管理的重点是对各种路面材料进场质量、使用过程中的质量进行有效控制,使路面施工过程中各种原材料质量始终满足要求。重点解决好砂石等地方性原材料来源杂、质量不稳定、混合料离析变异性严重、石料与沥青粘附性不足、在水作用下发生剥离和水损害等问题。一般情况下,沥青面层的石料建议采用工地二次加工方式和自办料场,面层碎石可采用水洗,确保石料质量;改性沥青应采用施工现场改性加工或定点加工。

313　加强沥青路面施工工艺和质量控制

路面施工工艺和质量控制方面的缺陷和漏洞是造成路面早期破损的一个重要原因,应通过认真研究路面生产过程中关键环节的质量控制技术来提高路面施工质量。面层沥青混合料的生产质量控制应重点检查拌和站的工作质量,保证所生产的沥青混合料满足设计要求

(沥青用量、矿料

级配、拌和温度等),有针对性地增加路面施工过程中的部分试验检测项目和频率,包括路面渗水性、沥青混合料动稳定度、半刚性基层干缩性试验等。半刚性基层碾压成型后必须及时洒水养生或封闭养生。严格控制水泥碎石、灰碎石基层顶面的路拱横坡,以利于结构内部水分尽快向路肩渗流。沥青混合料要严格控制施工温度,保证有效压实的最低温度,或采用混合料转运机减小粒料的离析。

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做好沥青混合料级配设计

混合料级配设计的目的是充分利用现有材料达到一个

满意的结果。级配类型的选择很重要,如AC、AK结构都

各有优缺点:AC结构具有良好的密实性,但表面较细,抗滑指标难以保证,而且矿料组成中往往是粗骨料悬浮于细集料之中,在行车荷载作用下,容易出现车辙现象;AK结构具有很好的骨架,抗车辙能力强,粗糙的表面满足了抗滑要求,但空隙率偏大,透水严重,容易出现水损破坏。因此,在进行级配设计时,应充分考虑沥青路面的稳定性、耐久性、抗疲劳性、抗渗性、施工和易性等。沥青混合料应在配合比设计基础上按照要求进行各种性能的检验。沥青混合料的设计具体指标应针对交通、气候、路线纵坡等具体情况适当调整。

315保证沥青路面的施工质量31511

路基施工

严格路下构筑物、管线施工质量控制,预防路面塌陷。

做到给水排水管材料符合要求,连接工艺达标。严控管沟槽超挖,确保管沟槽回填料密实。窖井基(下转第58页)

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《四川建材》2008年第4期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　质量检验与控制●

置双层双向钢筋网,现浇板配筋宜采用细筋密布的原则选择钢筋,有助于提高结构的抗裂性。增强墙体配筋,在顶层门窗洞口边宜设计钢筋混凝土小型构造柱,防止墙体开裂,提高抗剪能力,在抗震设防施工方便、防水透气等耐久性能好、节能效果显著、无污染,具有良好的经济效益和社会效益。

3)屋顶建筑造型设计与屋面防水适当结合。为了提高屋顶及整个建筑的整体造型,建筑师习惯在屋面上设计阁楼,建议阁楼设计为坡屋面,布满整个屋顶,既解决整体造型,又有利于防水,同时结构构造简单,便于施工,防止温度作用下局部首先扭转变形。

4)加强构造、节能设计,控制伸缩缝长度,提高外墙及屋面的保温隔热性能。伸缩缝位置严格按规范设计,建议纵向长度大于40m的砖混住宅屋面板设计后浇带,消除混凝土收缩应力。在季节变化温差较大的地区,条件允许时建议采用节能型承重空心砖外墙,或同时采取外墙及屋面保温隔热技术,减少建筑物墙体及屋面板温差,降低温度作用带来的附加应力,提高结构耐久性。

5)顶部构造措施加强。适当提高顶部1层～2层结构

的混凝土及砂浆强度,增加圈梁高度,顶层构造柱加密设

置,提高顶层圈梁及构造柱配筋率。减少结构单元长度,减少结构单元长度,减少温度应力。端部开间屋面板适当加厚,屋面设计为双层双向钢筋,提高板在复杂应力状态下的承载能力,提高防水能力,有利于降低结构的正常维护费用。

(上接第55页)　础密实,砌筑保证质量,内抹灰达到防渗要求,井坑回填,分层夯实,在现场及时取样、试验,

使其密实度真正达到规范要求。注意井盖和路面的高度和坡度,确保护圈周围混凝土施工质量。严格路下各类管线

(及构筑物施工质量)的回填质量,避免多家施工单位施工

扯皮各自为阵,统一施工验收标准由道路总包单位监督检查,监理抽检验收,不合格一律返工整改。

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路面施工

城市道路沥青路面施工过程中,由于交叉口多、湾道及坡度变化多,很多路段先进的设备和施工方法难以采用,人工摊铺或人工配合机械施工非常普遍,给沥青路面施工的平整度控制增加了难度。可以采取如下措施:

①加密标高控制点。交叉口采用人工摊铺,按常规10

m或20m一个标高控制点必然无法满足要求,施工时很容

易因标高控制点距离远而凭感觉施工,造成平整度满足不

了要求。因此,实际施工时应将控制点进行加密,摊铺后及时挂线找补。②厚度控制。人工配合机械施工时,易造成两者之间的高差,影响平整度。所以,在人工摊铺部分应考虑两者之间的差值,稍高于机械摊铺部分,以保证碾压后厚度一致,平整度满足要求。③横缝施工控制。沥青路面施工过程中,必然存在多条纵横向接缝。纵缝的搭接应尽量采用热接缝,不能采用热接缝时,在摊铺另半幅之

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6)强化施工、技术管理,选择有利季节施工。一般地

说,尽可能选择有利于降低温差的季节施工主体结构,施工时应采取有效技术措施,添加外加剂,增强屋面结构的弹性,提高抗裂能力,屋面结构施工完成后应特别重视养护,达到足够强度后及时进行下一道工序施工,防止屋面结构在阳光下曝晒,减少收缩应力产生,增强混凝土及砖砌体综合质量,提高砖混结构的耐久性能。

6　结语

综上所述,通过对六层加阁楼砖混结构住宅现浇钢筋混凝土屋面板裂缝进行细致的观察分析,并对原设计施工图重新做了分析审查,论证了该砖混结构建筑平面、顶层水平和竖向受力构造的不合理布置及保温隔热构造措施不完善对现浇钢筋混凝土屋面板裂缝产生的影响,同时分析并提出了解决结构裂缝的措施。

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参考文献

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出版社,2001.

前,需将纵缝边缘切齐并清扫干净,涂上少量粘层沥青。摊铺时,与已摊铺好的半幅重叠5cm～10cm,并将摊铺好的半幅上的混合料铲除。④与管线井相接处施工控制。摊铺沥青混合料前,先用砖将井座部分砌实,路面摊铺、碾压一次到位,以保证路面平整和碾压密实。⑤伸缩缝位置施工控制。先用砂袋(麻袋灌砂约1P3)将伸缩缝铺平,保证沥青面层摊铺时一次成型,最后切开沥青混合料施工伸缩缝。⑥交叉口施工控制。能采用摊铺机施工的部分,应尽量采用摊铺机;不能采用摊铺机作业的部分,再采用人工摊铺施工。

4　结语

综上所述,延长城市道路沥青路面的使用寿命是一项复杂的系统工程,必须从设计、施工、材料、荷载、气候等方面考虑。认真分析路面破坏的原因,重点研究解决好

沥青路面车辙、水损害、裂缝等早期破坏问题,各个环节严格把关,从整体上提高路面质量。只有这样,才能保证城市道路沥青路面的使用寿命,保证城市道路良好的服务能力,为人们的出行提供最大方便。

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