建設(shè)工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 交通工程 > 正文
2010-09-27 15:18 來源于網(wǎng)絡(luò) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
一、前言
由于設(shè)計,施工等原因造成的公路路基路面破壞不僅對社會、交通造成了較大的影響,也在經(jīng)濟(jì)上造成了很大的損失。因此,公路路基路面的破壞問題引起了廣泛的關(guān)注。
二、公路路面破壞的特征及成因
引起瀝青混凝土路面的早期破壞有多種原因,表現(xiàn)為多種形式。
。1)變形類
填土路堤上的路面竣工后以及開放交通后,路基會產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致其上路面頂面產(chǎn)生波浪式的不平整。在未填筑路堤之前,地基處于平衡狀態(tài)。填筑路堤后,地基受到動靜荷載的共同作用產(chǎn)生固結(jié)形變,直到達(dá)到新的平衡狀態(tài)為止。地基產(chǎn)生固結(jié)形變的大小,既與填土高度有關(guān),又與地基內(nèi)部各層土的壓縮系數(shù)有關(guān)。填土路堤地基存在橫向承載能力顯著不均勻的特性,兩側(cè)地基的承載力小,中部承載力大,路堤產(chǎn)生不均勻沉降,路堤兩側(cè)邊部產(chǎn)生外傾式沉降,將路面和路基掰開,在路面上產(chǎn)生寬度較大的縱向裂縫,其特點是上寬下窄。
(2)松散類
由水破壞產(chǎn)生松散變形類病害尤其廣泛,主要表現(xiàn)為幾種不同情況:第一種是由于雨水較快的透入空隙率較大的瀝青混凝土表面層后,由于其下層比較密實,在進(jìn)入表面層的水還未來得及往下層滲透前,表面層就開始產(chǎn)生水破壞。表現(xiàn)為瀝青路面的表面層產(chǎn)生圓形坑洞。第二種情況是由于透入表面層的水較快滲入中面層,滯留在中面層的水因難于或來不及透過中面層進(jìn)入底面層之前,中面層瀝青混凝土強度變?nèi),瀝青剝落,甚至松散,導(dǎo)致表面層首先在行車道底輪跡帶上產(chǎn)生網(wǎng)裂形變,有的甚至產(chǎn)生明顯轍槽。第三種是由于透入表面層的水透過中面層進(jìn)入底面層,如果在底面層表面有粘結(jié)防水層,或有質(zhì)量好的下封層,同時進(jìn)入的水量不大,則滯留在底面層的水會使底面層瀝青混凝土強度減弱,進(jìn)而瀝青剝落,甚至瀝青混凝土松散,導(dǎo)致瀝青混凝土路面表面產(chǎn)生網(wǎng)裂形變。
水破壞的重要內(nèi)因是所用瀝青混凝土的空隙率較大。所用瀝青混凝土,特別是表面層瀝青混凝土的實際空隙率較大,雨水較易進(jìn)入表面層,并導(dǎo)致水破壞。水破壞的另一重要內(nèi)因是片面強調(diào)平整度,忽視了壓實度。水破壞的第三個重要內(nèi)因是瀝青混凝土的不均勻性大。由于礦料質(zhì)量、施工技術(shù)要求和工程管理等多方面原因,我國公路面層所用瀝青混凝土的離析現(xiàn)象和不均勻性較大,在面層表面隨機分布這數(shù)量不一的薄弱點位。在降雨過程中,雨水在一些薄弱點位被快速行駛車輛輪胎下產(chǎn)生的較大動水壓力壓入表面層。水破壞的第四個內(nèi)因是瀝青混凝土面層的裂縫。由于瀝青混凝土是一種熱脹冷縮的材料,它的溫縮系數(shù)是半剛性基層材料的4倍左右。新瀝青混凝土面層剛產(chǎn)生的裂縫,往往僅深入表面層的上部。過一個冬季或一定時間后,裂縫又會深入到下層底部,甚至引發(fā)基層在相同的位置開裂。造成基層上部沖刷甚至松散的原因,是表面水的反復(fù)進(jìn)入和沖刷的結(jié)果,不是基層本身“衰老”的結(jié)果。
。3)車轍
車轍、擁包等流動變形損壞當(dāng)公路車輛渠道化以后,車轍問題逐漸成為主要病害。由于我國普遍采用半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu),基層本身的變形不是主要的,多數(shù)都是瀝青混和料產(chǎn)生的流動性車轍。其主要成因是路面在高溫情況下勁度模量大幅度降低,抗剪切變形能力不足以抵抗超載和重載車作用下的剪應(yīng)力,尤其是在長大縱坡上坡路段,由于重載車車況差、爬坡車速降低,更為嚴(yán)重。嚴(yán)重車轍的內(nèi)因是由于瀝青混凝土的礦料級配不合適。我國已通車的多數(shù)公路都使用規(guī)范中的連續(xù)式密集配。瀝青混凝土的高溫抗形變能力較差,不能承受重載交通的反復(fù)作用,容易產(chǎn)生嚴(yán)重轍槽。
。4)裂縫類
瀝青路面開裂是國際上最普遍的損壞現(xiàn)象之一,只不過是裂縫發(fā)生的早晚、多少及裂縫的類型有所不同。我國瀝青路面的縫有橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂、沉降裂縫等。橫向裂縫是由于在寒冷季節(jié)氣溫驟降和反復(fù)的溫度變化后,因疲勞而產(chǎn)生的溫縮裂縫;半剛性基層的干縮和冷縮開裂造成的瀝青路面的反射性裂縫;或者兩者綜合作用產(chǎn)生的裂縫。溫縮裂縫至今國際上并沒有有效的根治措施,不屬于早期破壞。第二種是自上而下的表面裂縫。近年來國際上對瀝青路面自上而下的表面裂縫研究甚多,發(fā)現(xiàn)當(dāng)瀝青層較厚時,由于路表面瀝青容易老化,瀝青混和料的自愈能力逐漸喪失,極限拉伸應(yīng)變不斷減小,在車載荷載直接作用下,在輪跡部位產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或剪應(yīng)力,導(dǎo)致路面產(chǎn)生開裂。但我國瀝青路面的表面裂縫有相當(dāng)部分與由于瀝青層的層間污染沒有很好粘結(jié)成為整體,首先使表面層或上、中層壓碎有關(guān)。第三種是自下而上的疲勞裂縫。
三、公路路基病害的特征及成因
。1)基層
公路的半剛性基層厚度多在20cm左右,采用水泥穩(wěn)定碎石(或礫石)或石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石(或礫石)半剛性底基層厚20-40cm,采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半剛性材料層的總厚度通常不超過60cm,最薄為40cm.半剛性材料路面的承載能力取決于半剛性材料層的質(zhì)量和厚度因素,如果基層或底基層質(zhì)量不好或不均勻性大,不能形成一個完整的整體,容易導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生局部破損。在路面設(shè)計和施工都符合要求的情況下,半剛性路面的結(jié)構(gòu)性破壞常發(fā)生在行車道的輪跡帶上。在輪跡帶上先產(chǎn)生縱向細(xì)小裂縫,爾后產(chǎn)生通過輪跡帶的橫向裂縫,最后發(fā)展成網(wǎng)裂和形變。
。2)巖土地基
填土路堤路基產(chǎn)生縱向不均勻沉降,使路面頂面產(chǎn)生波滾式的不平整。其產(chǎn)沉降的原因:一是原土地基產(chǎn)生固結(jié)變形,在填筑路堤之后,地基收到加載作用,產(chǎn)生壓縮變形。二是路堤本身產(chǎn)生固結(jié)變形,是與填土高度、土的性質(zhì)和壓實度密切相關(guān)。路基壓實度不夠產(chǎn)生的縱向裂縫由于地基和填土在槽向不可避免的不均勻性,特別是在有表面水滲入地基的情況下,瀝青路面和水泥混凝土路面或早或遲都會產(chǎn)生一些細(xì)而短的縱向裂縫。橋頭跳車是由路基路面沉降引起的,是路基路面縱向變形最嚴(yán)重的一種形式。它是由于橋頭填土較厚,路基路面容易產(chǎn)生大的沉降,而橋頭的沉降量很小,從而產(chǎn)生錯臺高差。這種現(xiàn)象在軟基路段、濕陷性黃土地區(qū)尤為嚴(yán)重。
四、結(jié)束語
綜上所述,將路面破損和路基病害成因類型對應(yīng)分析,能夠發(fā)現(xiàn)它們相互作用、相互影響。路基病害會引起路面破損,而路面破損又加快了路基病害的產(chǎn)生和發(fā)展,表現(xiàn)為路基壓實度減小、含水量增大、裂縫松散體的產(chǎn)生。路面破損往往是路基病害的表現(xiàn)形式。在對路基路面的進(jìn)行整治維修時要全面分析,進(jìn)行總體規(guī)劃。
參考文獻(xiàn):
[1]何仙偉。 公路路基路面設(shè)計安全檢查問題探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2008,(08)。
1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標(biāo)明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認(rèn)后會盡快予以處理。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認(rèn)同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負(fù)法律責(zé)任。
3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。