城市瀝青混凝土道路路面損壞類型及成因
從外觀表現(xiàn)形式上,瀝青路面的損壞可分為裂縫、變形、表面損壞和修補(bǔ)損壞等四大類,其中可進(jìn)一步細(xì)分為15種主要損壞類型:
一、橫向裂縫
與道路中線近于垂直的裂縫,有時(shí)伴有少量支縫。
橫向裂縫通常不是由于荷載作用引起的,低溫收縮或者半剛性基層收縮裂縫是產(chǎn)生橫向裂縫的主要原因。裂縫初期大多出現(xiàn)于路面兩側(cè),逐漸發(fā)展而貫穿全路幅,貫通裂縫沿路大致呈均勻分布。此外,舊水泥混凝土路面接縫的反射作用,會(huì)使瀝青路面出現(xiàn)橫向反射縫。
二、縱向裂縫
與道路中線大致平行的裂縫,有時(shí)伴有少量支縫。
半填半挖路基或路面加寬處,常由于壓實(shí)不好,路基或基層出現(xiàn)沉降而產(chǎn)生縱向裂縫?;旌狭蠑備仌r(shí)縱向施工打接不好,或者舊混凝土面層縱向接縫的反射作用,也會(huì)在路中心線處出現(xiàn)縱向裂縫。渠化交通的道路上,沿輪跡帶因荷載重復(fù)作用而產(chǎn)生的縱向裂縫,屬疲勞裂縫。
三、龜裂
瀝青路面龜裂主要表現(xiàn)有:隨車輪長期作用順公路延伸方向呈狹長形分布;局部下沉近似圓形分
布;相互交錯(cuò)的疲勞裂縫,形成一系列多邊形小塊組成的網(wǎng),形如龜殼表面花紋;路面基層嚴(yán)重下沉條狀分布等多種形式。對于半剛性基層路面來說,龜裂多是由車轍深層次發(fā)展而形成的。
當(dāng)柔性路面出現(xiàn)車轍后,其原有的強(qiáng)度和變形能力及分布荷載能力急劇下降,路面防水瀝青混凝土出現(xiàn)裂縫,大量的滲水沿裂縫進(jìn)入道路基層。由于各瀝青面層之間的粘結(jié)相對于瀝青面層與半剛性基層之間的粘結(jié)要好,進(jìn)入瀝青路面的滲水在行車荷載的作用下,表層滲水首先破壞的是最薄弱的瀝青混凝土與半剛性基層的界面。雨水沿著界面空隙滲透并充滿空隙。在行車荷載的作用下,有壓水對界面處 瀝青混凝土及半剛性基層的結(jié)合料進(jìn)行破壞。在初期,由于對具有柔性的瀝青混凝土的破壞不明顯,而對于半剛性基層的破壞卻非常明顯,使原本強(qiáng)度較高的半剛性基層表面強(qiáng)度下降較快,并在有壓水的作用下將半剛性基層表面分離成片狀,與骨料分離。出現(xiàn)這種情況最根本的原因是在半剛性基層施工時(shí), 混合料的含水量較大,碾壓成型后在半剛性基層表面形成一層無機(jī)結(jié)合料膜,這層薄膜相對于基層來說強(qiáng)度較低,沒有粗骨料。所謂的片狀就是該層薄膜。它的破壞反映在瀝青表面就是局部的網(wǎng)裂。出現(xiàn)這種網(wǎng)裂,如果不及時(shí)處理,尤其是多雨季節(jié),此網(wǎng)裂發(fā)展迅速,龜裂面積逐漸擴(kuò)大,嚴(yán)重時(shí)伴唧漿現(xiàn)象。
四、塊狀裂縫
縱向或橫向交錯(cuò)而使路面分裂成多邊形大塊,塊的尺寸約為50cm以上。
塊狀裂縫的產(chǎn)生與荷載作用的關(guān)系不大。它主要由于面層材料低溫收縮和瀝青的老化引起,出現(xiàn)在整個(gè)路面寬度范圍內(nèi)。
五、車轍
車轍是指道路表面沿輪跡方向出現(xiàn)的縱向凹陷。
車轍是在行車荷載重復(fù)作用下,路面產(chǎn)生永久性變形積累形成的帶狀凹槽。車轍 降低了路面平整度,當(dāng)車轍達(dá)到一定深度時(shí),由于轍槽內(nèi)積水,極易發(fā)生汽車飄滑而導(dǎo)致交通事故。 產(chǎn)生車轍的原因主要有以下兩點(diǎn):
(一)設(shè)計(jì)原因
城市道路基層多為石灰土、水泥穩(wěn)定碎石或二灰碎石結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)為半剛性結(jié)構(gòu),強(qiáng)度較高,其彈性模量遠(yuǎn)比瀝青砼要高許多,在相同外部荷載作用下的變形能力較瀝青混凝土小的多。而瀝青砼為柔性結(jié)構(gòu),其變形能力強(qiáng),亦即其板體效應(yīng)差。在實(shí)際的行車過程中,當(dāng)行車荷載作 用于其上時(shí),直接接觸部分的瀝青混凝土承受絕大多數(shù)荷載并將荷載傳遞到基層上,而由于基層強(qiáng)度 高,變形能力差,板體性強(qiáng),因而該部分瀝青混凝土在所承受的基層反作用力下,其內(nèi)部原有結(jié)構(gòu)層被破壞(即原有的配合比被破壞),失去應(yīng)有的強(qiáng)度和變形能力,形成車轍。
?。ǘ┏d原因
如今在道路行駛的車輛當(dāng)中,大車、重車較多。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國行駛的重載車輛,其超載能力是令人震驚 的。一輛載重10噸的重型載貨車,可以裝載30~40噸貨物,其超載能力達(dá)到設(shè)計(jì)載重能力的3~4倍, 有的甚至可達(dá)到設(shè)計(jì)載貨能力的7~8倍。科學(xué)檢測表明,超載運(yùn)輸車輛對路面的損壞是幾何級數(shù)倍增的關(guān)系,當(dāng)車重增大至路面設(shè)計(jì)承重的兩倍時(shí),其對路面的損壞將增大到原來的20倍左右,可在極短的時(shí)間內(nèi)形成較深的車轍。
六、唧漿
瀝青路面唧漿是地表水通過瀝青碎石面層滲入基層,使基層軟化、膨脹,在車輛荷載的連續(xù)作用下,基層中細(xì)小顆粒從面層空隙噴射出來的現(xiàn)象。
唧漿形成的原因,一方面是由于車轍引起的,先是由車轍引起細(xì)小的裂縫,然后在行車荷載和水的作用下,逐步發(fā)展成為網(wǎng)裂,并最終發(fā)展成為唧漿。另一方面,由于半剛性基層本身特有的性質(zhì)所帶來得。半剛性基層是采用無機(jī)結(jié)合料作為結(jié)合材料。由于無機(jī)結(jié)合材料有一個(gè)特點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫,當(dāng)裂縫達(dá)到一定程度時(shí),造成面層滲水進(jìn)入基層,從而出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象。
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七、波浪(搓板)
路表面有規(guī)律的縱向起伏,波峰與波谷交替出現(xiàn),間隔很近,一般在60cm以內(nèi)。
材料組成設(shè)計(jì)差、施工質(zhì)量差使面層材料不足以抵抗車輪水平力的作用,是產(chǎn)生波浪的主要原因。或者舊面層已有搓板,而加鋪瀝青面層未予妥善處理如鏟除搓板,也會(huì)產(chǎn)生波浪。
八、沉陷
沉陷是指道路表面出現(xiàn)的局部凹陷。
沉陷是由于路基沉降所引起,主要原因是路基填土壓實(shí)度不夠所造成的。
九、隆起
隆起是指道路表面的局部突起。
凍脹、鹽脹、膨脹土脹起、路面材料摧移擁起等,都可能造成隆起,隆起處常伴有路面裂縫。
十、泛油
泛油是路面混合料中的瀝青向上遷移到路表面,形成一層有光澤的瀝青膜。
瀝青含量過多,混合料中空隙過少,瀝青的高溫穩(wěn)定性差,是產(chǎn)生泛油的主要原因。泛油發(fā)生在天氣炎熱時(shí),而天冷時(shí)又不存在逆過程,因而瀝青積聚在路表面。
十一、松散
松散是路面材料(集料和瀝青)逐漸從路面脫開并散失的現(xiàn)象。
松散主要是由于混合料中瀝青偏少,瀝青與集料間粘結(jié)差;或者由于瀝青老化而變硬造成的。松散可能出現(xiàn)在整個(gè)路面表面,但是由于行車的作用輪跡帶處通常較為嚴(yán)重。
十二、露骨
露骨是瀝青從路面表面散失,使越來越多的集料外露。
形成露骨的主要原因是集料與瀝青黏附性差。
十三、坑槽
坑槽是路面中出現(xiàn)的碗狀坑洞。
坑槽通常是松散、龜裂等其它損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。過量的水份滲入這些損壞后,一些碎裂的小塊面層材料被駛過的車輪帶走,而逐步形成坑槽,并不斷擴(kuò)大。
十四、磨光
磨光是集料棱角被磨成平滑狀的一種現(xiàn)象。
形成磨光的主要原因是由于所采用集料不耐磨和車輪反復(fù)作用。
十五、修補(bǔ)
修補(bǔ)本身并非損壞現(xiàn)象,但它反應(yīng)路面曾經(jīng)損壞并已采取過修理措施,使得修復(fù)部位與原道路路
面相比,在高程、外觀上的不一致,以及不可避免的接縫,影響行駛平穩(wěn)和路容美觀。
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