沥青路面常见病害及其防治措施设计.docx
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沥青路面常见病害及其防治措施设计
辽宁省交通高等专科学校机电系
毕业设计文件
设计题目：
沥青路面常见病害及其防治措施
专业：
公路机械化施工技术
姓名：
班级：
10252学号：
25
完成期限：
年月日至年月日
指导教师：
设计任务
沥青路面常见病害及其防治措施
设计要求
第一章沥青路面常见病害及原因分析
第二章沥青路面常见病害的防治措施
第三章沥青路面预防性养护及工艺技术
设计成果
沥青路面常见病害及其防治措施第一稿（手写）
沥青路面常见病害及其防治措施第二稿（打印，按格式）
设计进程
2012年12月26日至2013年1月02日完成写作提纲；
2013年1月03日至2013年01月06日完成第一稿；
2013年01月07日至02月底完成第二稿（清样）；
2013年02月底至3月初完成定稿（按系要求格式）。
指导教师评语
评阅人评语
成绩
设计成绩
指导教师
评阅成绩
评阅教师
答辩成绩
答辩负责人
总评
负责人
摘要：
随着我国道路建设的迅速发展，沥青路面的施工得到了普遍推广应用。
沥青路面具有表面平整，坚实、无接缝、施工工期短和养护简便等优点，使行车噪声低、平稳和舒适。
但随着交通量的增长和重载超载车辆的增多，加上由于受到温度和湿度的变化以及冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响，出现了多种沥青路面病害，如结构性破坏裂缝、沥青路面的裂缝、松散及水损害等等。
公路沥青路面常见的病害问题是道路工程的质量通病之一，文章着重介绍了沥青路面中常见的一些病害，重点阐述了沥青路面产生裂缝的原因，并有针对性地提出了预防裂缝出现的相应措施，可供对沥青路面的设计和施工人员参考。
根据长期对沥青路面的实际情况调查，谈谈沥青路面中常见病害出现的原因及其预防措施。
关键词：
沥青路面路面病害病害防治
Abstract：
Alongwiththerapiddevelopmentofourcountryroadconstruction,oftheasphaltpavementconstructiontobeuniversalapplication.Theasphaltpavementissmooth,solid,nojuncture,shortconstructionperiodandmaintenanceconvenientwaitforanadvantage,maketrafficnoiseislow,smoothandcomfortable.Butasthevolumeoftrafficofthegrowthandheavy-loadoverloadtheincreaseinvehicles,plusduetotemperatureandhumiditychangesanddehydratingaction,design,construction,usingmaterialsandmaintenancemanagementofthefactorssuchasasphaltpavementappearedavarietyofdiseases,suchasstructuraldamagecracks,asphaltpavement.thiscrack,looseandwaterdamageetc.
Maleasphaltpavementcommondiseaseproblemisoneofthecommonfaultsofroadengineering,thearticlemainlyintroducesasphaltpavementtosomecommondiseases,expoundstheasphaltpavementandthecausesofcracksandputsforwardthecorrespondingmeasuresforpreventingthecrackappearedavailablefordesignandconstructionofasphaltpavement.thisreference.Accordingtothelong-termattractorsamongasphaltpavement.thisactualsituationinvestigation,talkabouttheasphaltpavementofcommondiseasesandpreventionmeasures.
[Keywords]:
asphaltpavementroaddiseasesdiseasecontrol
沥青路面常见病害及其预防措施
前言
近年来，我国道路工程发展迅速。
尤其是从经济危机之后我国为了缓解经济危机大兴土木，来加快国内的经济和路桥人才的培养。
道路的建设与国民经济是不可分割的，道路四通八达，国内经济的联系网络也就开始变得密不透风，从而加快了国内生产总值的提高。
从公路发展的速度来看，我国公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。
随着人们越来越越富裕的生活，交通量也不断的增加。
沥青路面因具有地质条件适应性强，行车舒适、维护方便等优点而被广泛用于高速公路。
与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有造价相对较低、表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低，施工期短、养护维修简便等优点。
在沥青公路通车后，因行车荷载作用，外界环境影响以及设计、施工中存在的不足，沥青路面会逐步出现多种路面病害，一旦出现路面病害，就应及时分析病害成因，及时采取有效措施进行处治，否则不仅会降低道路的使用性能，影响行车的安全、舒适、快捷，畅通，而且会因处理不及时或措施不当导致道路结构性破坏。
本文就几种常见病害的成因进行分析并结合实际提出相应的预防措施。
1沥青路面常见病害及原因分析
沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便，且适宜于分期修建等优点，因此得到了广泛的应用。
沥青路面的路用性能要求路面具有一定的强度、刚度、平整度，具有足够的承载能力，同时具有较好的高温稳定性和低温抗裂性，另外沥青路面的表面层应具有耐久且良好的抗滑性能和耐磨性。
但是由于各种原因，沥青混凝土路面早期破坏时有发生。
1.1沥青路面的横向裂缝
裂缝与路中心线基本垂直，线宽不一，缝长有的贯穿整幅路面，有的路面部分开裂。
其产生原因是：
沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准，致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，产生横向裂缝。
施工缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良，从而产生横向裂缝。
半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝，通过横向裂缝形式表现出来。
桥梁、涵洞等构造物回填部位没有按照要求进行施工，或处理不得当，从而产生不均匀沉降，导致路面产生横向裂缝。
如图1-1所示：
图1-1沥青路面横向裂缝
1.2沥青路面的纵向裂缝
裂缝走向基本与路线走向平行，裂缝长度和宽度不一。
其产生原因是：
路基填筑使用了不合格材料，路基吸水膨胀引起路面开裂。
纵向加宽没有按照要求进行施工，或者碾压没有达到要求，从而造成加宽部位沉降，产生纵向裂缝。
路基边坡度小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡。
如图1-2所示：
图1-2沥青路面纵向裂缝
1.3沥青路面的网裂
由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上，因此在长期行车荷载作用下，沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展，随着下部大量碎石上沥青的剥落，沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。
网裂是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。
网裂的成因：
网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。
一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差；另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软，在汽车荷载反复作用下，粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。
另外，沥青老化和汽车严重超载，使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因，为预防网裂必须加强货车的载重管理，在路面出现裂缝时要及时修补。
如图1-3所示：
图1-3沥青路面的网裂
1.4沥青路面的松散
松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。
集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。
可能导致松散的情况还有：
集料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。
这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。
沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实度不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。
表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触，但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。
随时间增长，沥青会老化，沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱，孔隙中的水冻结会破坏粘结力，或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。
1.5沥青路面的坑槽
坑槽是常见的沥青路面早期病害，汽油或柴油渗入沥青路面后造成对沥青的破坏，已破坏的沥青残留物在水的作用下沿沥青基层桥面扩散，在汽车荷载的作用下造成桥面铺装的坑槽，此外水损害也是形成坑槽的理由。
路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。
坑槽的成因：
水损害在开始阶段,雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下，水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。
在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大，最后形成坑槽。
如图1-4所示：
图1-4沥青路面的坑槽
1.6沥青路面的车辙
路面在车辆荷载作用下轮迹处下陷，轮迹两侧往往伴有隆起，形成纵向带状凹槽，在实施渠化交通的路段或停刹车频率较高的路段较宜出现。
原因分析：
沥青混合料热稳定性不足，矿料级配不好，细集料偏多，集料未形成嵌锁结构；沥青用量偏高，沥青针入度偏大或沥青质量不好。
沥青混合料面层施工时未充分压实，在车辆反复荷载作用下，轮迹处被进一步压密，而出现下陷。
基层或下卧层软弱或未充分压实，在行车荷载作用下，继续压密或产生剪切破坏。
1.7沥青路面的冻胀和翻浆
沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期，因为水的侵入和路基土的水稳定性能差，由于冰冻的作用，路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。
道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。
其中水、土、温度是构成翻浆的三个自然因素，缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。
翻浆可根据路面翻浆的严重程度，区分为重型翻浆和轻型翻浆两种类型。
重型翻浆是路基土质不好，地下水位高，冬季路基土结冰，春融季节化冻引起严重的路面变形。
轻型翻浆是因为基层水稳定不良，或含水量过大造成的基层全部松软和浅层土基松软，引起的路面变形。
如图1-5所示：
图1-5沥青路面的坑槽
1.8沥青路面的水损害
所谓水损害即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象，它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。
水损害的主要破坏形式有：
坑洞、唧浆、辙槽等。
坑洞：
在行车荷载作用下，特别在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂会逐渐松散，松散的石料被车轮甩出形成坑洞。
由于沥青混凝土的不均匀性，坑洞总是先在沥青混凝土空隙率较大处产生，随着时间推移，将会造成路面大面积破损。
唧浆：
当水透入沥青面层并滞留在半刚性基层顶面时，在大量高速行车作用下，自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料形成灰浆，灰浆又被行车压唧，通过各种形状不一的裂缝（纵、横、斜裂缝及网裂）到路表面形成唧浆。
在灰浆数量大的情况下，可能很快形成更为严重的裂缝，在数量小的情况下，可使路面形成网裂或形变。
某处一旦有灰浆唧出，该处很快就会产生网裂和形变，随后的降水就更容易透入，并形成恶性循环，最终导致路面严重破坏。
辙槽：
自由水进入面层后，使沥青与碎石的粘结力减弱。
在行车荷载作用下，滞留在面层下部的水使矿料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，使沥青混凝土的强度逐渐降低，直至完全松散。
在行车轮迹下向两侧（特别向外侧）挤出，使轮迹带下陷，同时使其两侧鼓起，形成严重辙槽。
形成辙槽后，降雨过程和雨后辙槽就会变成积水槽，致使水有更长的时间透入沥青面层形成更加严重的水损害。
沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用。
沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。
沥青路面产生水损害的原因主要有材料、设计、施工、土基和基层、超载车辆等原因。
1.9沥青路面的泛油
沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青的现象称作泛油。
新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节，特别在连续多天高温后，在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实，易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动，产生泛油现象，油石比偏大地段表现的尤为明显。
高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后，如沥青与矿料的粘结力不足，沥青很快会从集料表面剥落并向上移动，产生更严重的泛油现象。
在绝大多数情况下，泛油仅产生在行车道上，而且是间断式的片状分布。
沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。
其他原因如下：
混合料组成设计不当。
混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油。
混合料拌和控制不严。
细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易出现泛油。
粘层油用量不当。
喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油。
施工质量差。
摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。
水损害。
雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落,上泛引起表层泛油。
施工控制不严和管理不善。
有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌合不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。
如图1-6所示：
图1-6沥青路面的泛油
2沥青路面常见病害的防治措施
2.1沥青路面裂缝的防治措施
按照《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求，结合本地区的气候条件和道路等级选用符合要求的沥青种类，以减少或消除沥青面层的温缩裂缝。
施工中所采用的沥青应该到本地区相关试验检测机构进行试验检测，验证其是否符合相关技术标准。
合理组织施工。
摊铺作业尽可能连续，尽量避免冷接缝。
如不能避免，冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐，清除浮料，用新的热混合料敷贴到接缝部位，使冷料部位预热软化，清除敷贴料，向接缝壁涂刷粘层沥青，再摊铺新的沥青混合料。
充分压实横向接缝。
碾压时，压路机先在横向接缝已压实的路幅上，钢轮伸入新摊铺部位l5cm左右，然后每压一遍向新铺层移动15～20cm，直到压路机完全进入新摊铺层，然后再转入纵向碾压。
在路基施工过程中特别在路基拓宽地段、路桥（涵）衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性，并保证达到规范要求的压实度，可有效防止裂缝的形成。
沥青往往随着时间增长而老化，沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低，所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。
试验证明，在其它条件相同的情况下，采用较稀（针入度大）的沥青有利于减少温度裂缝。
沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。
因此，在基层施工中，及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一.
沥青路面裂缝产生后，应及时予以处理，防止水等有害物质侵入，影响道路使用寿命。
对于细裂缝（2～5mm）可用乳化沥青进行灌缝处理；对于大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青（如SBS改性沥青）进行灌缝处理；灌缝前，必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等，并保证缝内干燥；灌缝后，表面应洒布粗砂或（3～5）mm的石屑。
如表2-1：
表2-1压实度、碾压速度、碾压遍数的关系
试验
路段编号
碾压遍数
碾压速度
压实度
空隙率
碾压温度
振压
静压
km/h
%
%
℃
1
2
1
2.5
97.9
3.9
110-120
2
1
3.5
97
5
4
1
2.5
97.8
3.7
4
1
3.5
97.5
4
2
2
1
2.5
99
4
120-140
2
1
3.5
98.1
3
4
1
2.5
98.8
3.4
4
1
3.5
97.8
3.5
3
2
1
2.5
98
3.4
140-160
2
1
3.5
97
4.1
4
1
2.5
97.7
4.3
4
1
3.5
97.3
4.5
2.2沥青路面松散现象的防治措施
选用合格的原材料，特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。
严格控制施工温度及压实效果。
沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化，降低与矿料的粘附性，温度过低会导致混合料压实困难，造成混合料内部空隙率过大。
严格控制沥青混合料均匀性，防止混合料离析。
2.3沥青路面车辙的防治措施
根据当地气候条件按《沥青路面施工及验收规范》（GB50092）选用合适标号的沥青，针入度不宜过大。
道路结构组合设计时，沥青面层每层的厚度不宜超过混合料集料最大粒径的4倍，否则较易引起车辙.施工时，必须按照有关规范要求进行碾压，基层和沥青混合料面层的压实度应分别达到98％或96％。
对于通行重车比例较大的道路，或起动、制动频繁、陡坡的路段，必要时可采用改性沥青混合料，提高抗车辙能力，但在选用时，必须兼顾高低温性能。
加强路面基层施工质量，提高基层平整度是有效防治病害的条件之一。
同时，沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要，透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量，提高基层与面层的粘结力。
有效阻止超载车辆。
随着油价上涨等原因，近年来超载车辆越来越多，与设计荷载相比超载十分严重。
在重荷载重复作用下，特别在车辆启动或刹车频繁的叉路口及转弯处沥青路面很快产生破坏，推移、车辙尤为常见。
对于车辙，主要是对出现车辙较严重的路面进行铣刨后，洒粘层油，加铺新的沥青混凝土路面面层，或根据车辙深度，在车辙上加铺一层沥青混凝土层，以减少车辙产生的沉陷；对于由于沥青面层高温强度不足引起的车辙，严重的路段铲除沥青面层，重做满足高温强度的新沥青面层；对于由于半刚性基层强度不足引起的车辙，挖除基层，重新铺筑满足强度要求的基层后，再铺筑面层。
如表2-2：
表2-2沥青混凝土试件抗压强度随温度的变化
温度/℃
平均抗压强度/MPa
温度/℃
平均抗压强度/MPa
50
1.0～2.0
-10
10.0～17.0
20
2.5～5.0
-35
18.0～30.0
0
8.0～13.0
2.4沥青路面冻胀与翻浆的防治措施
重点做好公路路面纵横向排水、对路基易积水段采用养护措施及时排除积水：
如增设片石边沟或砼边沟，并每隔300～500m左右选择适当地形及时将边沟水排出路基以外。
其次，在汛期及时清除路面积水和路基边沟积水、在冬季降雪后及时清理路面积雪，防止或减少地面水渗入路基内部。
轻型翻浆，由于面层渗水引起基层轻度发软而形成轻微翻浆的，可在晴天干燥时，清理干净后修补平整即可。
因基层渗水较严重引起的重型翻浆，因根据情况采取以下方法予以处治：
在翻浆路段的中心线上，顺路向每隔4~6m挖一个圆坑，其直径30~40cm，坑深要挖到冻土层以下10cm左右，使融化的冰水渗到坑内，再将水排除。
此方法适用于土路及粒料路面路段，但要保证行车安全。
把翻浆路段上部挖出来，挖到稳定土层，然后将挖出的土摊到路肩上晾干再回填，或换铺一层水稳定性较好的土壤，此方法适用于翻浆较严重的路段。
挖除稀泥填以碎石、碎砖或炉渣等粒料，表面平整后直接通车，或在下面填一层干土，再铺上粒料，垫平后通车，此方法适用于翻浆严重的路段。
在翻浆路段上，铺撒石灰块，并用工具捣夯，使石灰进入路基里面去，此方法可适用于土路已翻浆破坏了的路段。
根据实际情况加高路基，使路基上部土层远离地下水和地表水面。
路基加高的数值，应根据当地的冰水深度、路基土质和水文情况以路基的最小填土高度及临界高度而定，一般应保证路基处于干燥或中湿状态，此方法适用于平原区的土地和其他地区易取土的地段。
2.5沥青路面坑槽的防治措施
水损害在开始阶段,雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下动水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。
在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大，最后形成坑槽。
预防坑槽损害，首先要选用粘附性和抗老化性强的沥青,恰当采用集料,合理设计混合料级配；其次要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度，确保压实度达到规范要求，确保沥青面层的厚度和平整度；再次要确保路表排水畅通,以预防为主,对裂缝、小面积松散、沉陷等作用及时科学的维修,避免其迅速发展为坑槽。
2.6沥青路面水损害的防治措施
选择合适的混凝土类型。
沥青面层各层应尽量使用空隙率≯5%的密实型沥青混凝土。
从当前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配沥青混凝土（如AC—16Ⅰ、AC—20Ⅰ、AC—25Ⅰ）的高温抗永久形变能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能。
使用优质沥青及抗剥落剂以增强沥青与碎石的粘附性。
一般情况下，酸性石料（花岗岩、玄武岩等）与沥青的粘附性较差，所以在高等级公路中，宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂。
严格控制细集料含泥量也是提高沥青与碎石的粘附性的有力措施。
提高施工质量。
施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理，配合比设计必须严密。
在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性，防止粗细集料离析。
严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化，与集料的粘附性也会明显降低，严重时会造成面层局部色泽不一致等现象。
严格控制超载车辆。
公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载，并在入口处设卡不得让超载车辆进入高速公路。
优化设计。
沥青面层层间应使用防水材料，无论是何种沥青混合料，必然有一定的空隙率存在，就会遭受一定的水破坏。
在沥青面层表面涂上防水材料，形成一种不透水的薄膜封层，能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。
2.7沥
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