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沥青混凝土路面早期病害类型及原因分析

科技信息.工程技术

沥青混凝土路面早期病軎类型及原因分析

天津市公路养护管理中心李利

[摘要]本文对沥青混凝土路面早期病害类型进行了分类,并对病害的产生原因进行了分析以便为今后的公路建设提供一定的借

鉴,为不断提高公路建设水平贡献一点力量.'

[关键词]沥青混凝土路面早期病害原因分析

沥青混凝土面层因具有良好的力学性能和较好的耐久性及行车舒

适性,适合各种车辆的通行,并具有坚实,耐久,平整,良好的抗滑,防

渗,耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性,在我国的公路建设中得

到了相当广泛的普及和应用.但随着社会经济快速发展,道路交通量日

益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路路面面临严峻的考验.很

多公路沥青路面呈现出一定的早期破坏,如开裂,泛油,剥落,车辙等现

象,使得维修期大大提前,一方面直接影响了车辆的运行,同时增大了

养护管理资金的投入.因此本文对各种主要病害类型的产生原因进行

了分析,以便在今后的工作中加以改进.

1,沥青路面早期病害类型

根据我国沥青路面设计理论体系,沥青路面的设计使用寿命为

10—15年,如果通车1—3年内就发生严重病害和较大面积损坏,即被视

为早期破坏.根据笔者多年来的路面维修设计工作经验,沥青路面发生

的早期破坏类型主要包括以下几种类型.

1.1裂缝

路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂

缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速

路面破坏.其中包括横向裂缝和纵向裂缝两部分.

1.1.1横向裂缝

横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类.荷载性裂缝

是由于路面设计不当和施工质量低劣或由于车辆严重超载,致使沥青

面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝.非荷载性

裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:

沥青面层温度收缩性裂缝

和基层反射性裂缝.

1.1.2纵向裂缝

纵向裂缝可分为两种情况:

一种情况是由于路基压实度不均匀,路

面不均匀沉陷而引起的,如发生在半填半挖处的裂缝,旧路改建加宽路

基部位的裂缝.另一种情况是沥青面层,基层分幅摊铺时,两幅接茬未

处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝.有时,车辙边缘也会有纵向裂

缝.纵向裂缝,大多发生在半填半挖路基或路面加宽处,主要由路基的

不均匀沉降造成.

1.2块状裂缝

块状裂缝通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良等

原因引起的,其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在

纵缝间出现横向或斜向连接缝,沥青路面老化变脆,也会发展成块状裂

缝.

1-3车辙

车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽,

表现为沿行车带出现横向高差,主要是由于沥青混合料级配设计不合

理,面层高温稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带

处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切

位移引起.另外,重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因.

1.4波浪

主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差导致路面材料

不足以抵抗车轮水平力的作用.在纵坡段,由于高温的原因也会出现这

种病害.

1.5松散

原因主要是采用的沥青粘结力差,沥青用量偏少,或所用的矿料过

湿,铺撒不匀,或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢.对表处面

层还会产生大面积松散,唧泥现象,从而导致沥青面层脱落.在水损坏

严重的路段上表现明显.

1.6坑槽

主要是因为面层出现块状裂缝后不及时养护而逐渐形成的.另外

基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽,是由龟裂和松散等其

它损坏进一步发展的结果.

1.7沉陷

一

般是由于基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素

等作用下形成的.对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均

匀沉降或局部滑移面引起的.主要是由于路基压实度不足引起,特别是

在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现.

1.8剥落

如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料,将会造成集料与沥青

之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下,集料从路面剥落,使路面形

成麻面,进而可能发展成为坑槽,松散等病害.施工时混合料离析也是

产生剥落的原因之一.

1.9泛油

沥青混合料中沥青含量过多,空隙率较小,高温稳定性差,是产生

泛油的主要原因.

2,沥青路面发生早期病害的原因分析

2.1设计原因

在我国现行路面结构设计规范中,可供设计人员选择的结构单一,

而且级配范围较宽.如AC,AK结构都具有很强的优缺点:

AC结构具有

良好的密水性,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,容易出现材料重分

配,因此容易出现车辙现象;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,这是近几年水

损破坏普遍产生的主要原因之一.根据调查,现场铺筑的沥青混凝土空

隙率在8%一13%时,沥青混合料产生水损坏的可能性最大.这是因为雨

天之后,沥青路面在饱水状态下承受重载车辆冲击与动水压力的反复

作用,沥青膜与矿料渐渐剥离,形成松散的凹坑,若不及时予以修补,极

易发展扩大成坑槽,造成更大的损坏.

另外,设计规范中的设计车辆标准轴载为BZZ一100,这与实际运营

车辆荷载严重不相符,按照规范进行设计的沥青混凝土路面难以承受

当前交通运输重车多,超载严重的交通状况.我国公路建设现仍处在一

个快速发展时期,对公路许多方面认识也在逐步加深,一些标准和规范

仍停留在多年前的水平仍不能满足发展的需要,现行相关规范的修改

跟不上迅速发展的公路建设需要,与实际紧密结合的理论探索还需进

一

步加强.

第三就是设计深度不足.主要体现在对地质条件调查深度不足,路

段划分不合理.如某些路段属于过湿地段的路基仍按一般正常情况设

计,全部利用挖方和就地借方填筑路基,采取逐层晾晒法施工,不仅造

成极大的窝工,影响工期,还会造成沥青路面提前破坏.这说明正确区

分路基干湿类型极为重要.再有就是设计的路面排水系统不健全造成

水损坏现象更加突出.

2.2施工因素的影响

2.2.1材料选择

目前我国公路建设部门非常注重沥青的选择,大部分选用优质进

口沥青,上面层采用改性沥青,但如果招标时将指标值定得过高,会导

致有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要,在沥青中加入某种成分

以提高指标值,会严重影响沥青路面的寿命.除此之外,粗细集料质量

的参差不齐也会造成高速公路建设质量的下降.为避免此现象的产生,

可以采用甲供的方式统一规格,统一招标,并在有条件的路段自建料

厂,严格按照标准规格以及质量提供材料,不仅能满足工程进度的需

要,也确保了工程质量.

2.2.2施工配合比的控制

在实际生产中,许多地方多年来形成了一种习惯,那就是严格按照

实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产.这种方法生产的混合料

往往达不到设计要求,有的甚至出现较大偏差,出现了"目标配合比设

计"与"生产配合比设计"不相符的情况.我国现行的沥青混凝土路面设

计方法中,集料密度采用的是视密度.而在实际生产过程中,因为自然

条件,环境因素的影响,使生产配合比与实验室配合比出入很大.在实

际建设中,解决这个问题唯一的办法就是加大抽检力度,通过试验路段

确定生产配合比,加强现场监理,实行跟踪作业,定点,定量取样,取得

试验数据后,指导生产,切实把质量标准落实到施工过程中.

2.2.3混合料的拌和,摊铺和压实

摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节.摊铺质量不好往往

伴随着裂缝,车辙等病害的发生.摊铺过程中除严格按《规范》要求施工

外,还应着重控制摊铺温度,供料速度与前进速度相协调,防止大料滚

动离析等环节.碾压过程应遵循少量喷水,保持高温,梯形迭进的原则.

绝不能片面追求平整度,进行低温碾压,降低压实度标准;低温碾压易

造成空隙率大,压实度不足,使路面渗水,导致早期破坏.过度碾压易造

成构造深度偏小,甚至出现泛油病害,影响行车安全.压实措施好坏对

沥青路面的平整度,防止水损坏和提高抗车辙能力都有很大影响.

2.2.4路基施工缺陷的影响（下转第253页）

---——

255...——

科技信息基础教育

高考如何翩决数列问题

安徽师范大学数学计算机学院芜湖市第二中学张敏

一

错位相减法的概念及在高考中的地位

错位相减法是一种常用的数列求和方法,应用于等比数列与等差

数列相乘的形式.形如sII=atl?

b,其中为等差数列,b为等比数列;分

别列出s,再把所有式子同时乘以等比数列的公比,即qS;然后错一

位,两式相减即可.数列求和是数列知识中的重要内容.在学习中我们

往往只重视求和公式的掌握及应用,而忽略公式推导过程中所涉及的

错位相减的重要方法,因而在遇到此类数列求和时无法解决,结果半途

而废.近几年全国高考许多省的试卷都涉及考查用错位相减方法解决

数列求和问题,充分说明这一方法的重要性,很有必要引起我们的重视.

近几年高考情况对照表:

数列求和方法近几年对应高考题

2009年全国卷I（理）20题

2009年山东卷（文）20题错位相减法

2009年湖北卷（理）19题

2010年安徽卷（文）21题

二,用错位相减法解决数列问题

一

般地,如果数列{是等差数列,（b）是公比为q的等比数列,求数

列?

b}的前n项和时,常用错位相减法进行求和.利用该方法的关键

是先在等式Sn=ab+a2b2+…+at.b的两边同乘以等比数列fbJ的公比q,

得qs,再由S~-qS消去相同的项或合并同类项,最后化简得s.

三,例题归类分析

例1:

2010年高考（安徽卷）文科21题:

设c,C…C…是坐标平面

上的一列圆,它们的圆心都在x轴的正半轴上,且都与直线y=j—x

相切,对每一个正整数n,圆c都与圆c.相互外切,以rn表示c的半

径,已知（rn}为递增数列.

（I）证明:

{rnl为等比数列;

（II）设1,求数列{）的前n项和.

～一

解:

（I）将直线y:

x的倾斜角记为0,则有tanB_'sin0=

设C的圆心为（,0）,则由题意知÷L=sin0=1,得k.=2ro;同理^

=2r,题意知=n+rn+:

2,将代入,解得r~l=3rn.

故{rn）为公比q=3的等比数列.

（II）由于rl=1,q=3,故3一,从而n--n?

记s:

l_++…+_n,

rlr2I

贝0有Sn=l+2?

3-1+3?

3-2+…+n?

=1?

3-I+2?

3—2+…+（n一1）?

3—n+n?

3啊n

相减得:

1+3-1+3m+¨.+33一n

一.3-n

}

孚一（n谆）

s9一

（n+手）.3J

例2:

2011年安徽省"江南十校"高三联考文19题:

数列{ad满足

1=兰（n∈NO

（I）证明:

数列（）是等差数列;

（II）求数列fanJ的通项公式an;

（III）设bIl=n（n+1,求数~lJ{b）的前n项的和s.

解:

（I）由已知可得

~1]2ml一

a叶1an

即一:

a叶1an

数列{1是公差为1的等差数列I8llJ

（II）由（I）知:

2+（n一1）×1:

n+1

（Il1）n~（II）知bn=n'2

S=1.2%2?

22+3-2+…+n?

2S=1.22+2?

2…+（n一1）?

2%n?

相减得:

一S.=2+2z+2…+2~-n?

--2（

一

2"）'--I,1~21

=2一2一n-2

So=（n—l1?

2+2

（上接第255页）

路面的早期破坏与路基施工质量密切相关,尤其是软土地区.路基

软土地基不稳定,地基换填或挤淤处理不彻底,路基填筑压实度不足,

路基填料的液限偏高,路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏.

2_3其他因素的影响

2.3.1气候因素

极冷或极热天气是造成公路出现车辙和推移的气候原因.

2.3.2人为因素

交通事故及车辆漏油,千斤顶引起的路面局部破坏.

2.3.3养护与管理

路面早期养护措施不及时,不完善等也是公路沥青路面产生早期

破坏的原因.允许超载车辆行驶或对超载车辆控制不严则更是早期破

坏的直接原因.

总之,上述沥青混凝土路面早期病害产生的原因多种多样,一种病

害的产生可能是多种原因共同作用的结果,也可能是一种因素致使几

种沥青路面病害产生.在今后的公路建设中要避免这些病害的产生不

是任何一方面能够独立解决的问题,而是需要通过建设单位,设计单

位,施工单位,监理单位,社会公众等多方面共同努力来完成的一项任

务,艰巨的复杂的系统工程.在以后的工作中应从多方面着手避免各种

早期病害的产生.

参考文献

[1]邓学钧.《路基路面工程》.北京:

人民交通出版社2003

[2]中华人民共和国行业标准《沥青混凝土路面设计规范（JTGD50

2006）》.北京:

人民交通出版社,2006

[3]中华人民共和国行业标准《沥青混凝土路面养护规范（ITJ073.

2-2001）》.北京:

人民交通出版社,2001

[4]王志,王强.《公路工程监理工程师考试辅导用书——道路与桥

梁》.北京:

人民交通出版社,2007

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253.--——

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