高速公路瀝青路面損壞成因分析與養(yǎng)護(hù)對(duì)策畢業(yè)論文

1、2014屆畢業(yè)論文題目：高速公路瀝青路面損壞成因分析與養(yǎng)護(hù)對(duì)策專 業(yè)： 交通土建工程 助學(xué)站點(diǎn)： 湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 考 籍 號(hào)： 911012200326 姓 名： 李南麗 指導(dǎo)教師： 魏秀瑛 2014 年 04 月高速公路瀝青路面損壞成因分析與養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究 學(xué)生姓名： 李南麗 考 籍 號(hào)： 911012200326 站 點(diǎn)： 湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 指導(dǎo)教師： 魏秀瑛 完成日期： 2014年04月 高速公路瀝青路面損壞成因分析與養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究摘要自1988年我國滬嘉高速的建成通車，我國高速公路快速發(fā)展。但同時(shí)我國的汽車運(yùn)輸也開始進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，隨著我國汽車交通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸量越來

2、越大，軸載質(zhì)量的增大，其后軸載的額定與輪胎充氣壓力額定不斷增加。這些交通狀況的顯著變化給高速公路瀝青路面帶來了嚴(yán)重的考驗(yàn)。本論文就詳細(xì)分析了瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象和產(chǎn)生原因，并提出了預(yù)防的措施及養(yǎng)護(hù)對(duì)策。關(guān)鍵詞：成因；破壞現(xiàn)象；措施；水損壞；養(yǎng)護(hù)對(duì)策。Analysis of the causes of damage and maintenance countermeasures of asphalt pavement of ExpresswayAbstractsince1988 our country Hujia highway opened to traffic, China's r

3、apid development of expressways. But at the same time, China's auto transport also began to enter a period of rapid development, China's automobile traffic transportation is increasing, axle load quality increases, then the axle load ratings and rating increased tire inflation pressure. Thes

4、e traffic conditions significant changes to the expressway asphalt pavement has brought severe test. In this paper a detailed analysis of the early damage of the asphalt pavement phenomenon and causes, and put forward theprevention measures and maintenance measures.Keywords: Genesis; Damage phenomen

5、on; measures ;Water damage; Maintenance policy .19 / 25文檔可自由編輯打印目 錄1. 緒論 .12. 高速公路瀝青路面施工的幾個(gè)重要技術(shù)問題.22.1 概述.22.2 瀝青路面的幾個(gè)技術(shù)問題 .22.2.1 路面有足夠的承載能力 .22.2.2 路面結(jié)構(gòu)的抗永久性形變能 .22.2.3 面層表明無泛油現(xiàn)象 .32.2.4 無明顯水破壞現(xiàn)象 .32.2.5 無明顯臺(tái)背沉陷和路基沉陷 .32.2.6 基層質(zhì)量好形成完整的整體.32.2.7 避免早期縱向裂橫 .43. 部分高速瀝青路面破壞的簡況 .53.1 概況 .53.2 幾種主要路面早期破壞

6、現(xiàn)象 .53.2.1 由軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面（含橋頭）沉陷 .53.2.2 路基壓實(shí)度不夠?qū)е碌穆访娴脑缙谄茐?.63.2.3 基層質(zhì)量不好造成的破壞 .73.2.4 水破壞 .73.2.5 轍槽 .83.2.6 泛油 .93.2.7 松散 .93.2.8 橫向裂縫 .103.2.9 反射裂縫 .114. 速公路瀝青路面水破壞及措施 .124.1 水破壞現(xiàn)象的普遍性嚴(yán)重性. .124.2 半剛性路面產(chǎn)生水破壞的內(nèi)因外因.134.3 減少瀝青路面水破壞的措施.134.3.1 瀝青面層的隔層用空氣率不大于5%的密實(shí)瀝青混凝土 . 134.3.2 提高瀝青礦料的粘結(jié)力要求 .134.3.3 提

7、高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),增加現(xiàn)場空氣率指標(biāo).134.3.4 解決礦料級(jí)配和溫度變異性.134.4 減少水泥混凝土橋面瀝青面層水破壞的措施.144.4.1 原因 .144.4.2 解決橋面水破壞的措施 .155. 結(jié)論與建議.16 5.1 結(jié)論.16 5.2 建議.16參考文獻(xiàn) .18致謝.191. 緒 論我國高速公路路面上的路面結(jié)構(gòu)有三大類：半剛性基層瀝青路面，水泥混泥土路面，剛性組合式路面。而半剛性基層瀝青路面約占高速公路的75%多。半剛性基層瀝青路面是我國現(xiàn)在高速公路的主要發(fā)展方向，而高速公路是擴(kuò)大國內(nèi)需求，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的重要措施，也是構(gòu)建便捷、通暢、高效、安全的交通運(yùn)輸體系的重要組成部分。半剛性路面

8、的瀝青面層根據(jù)表面層和中面層不同分為：I型瀝青混凝土（多為93年以前的瀝青面層）；型瀝青混凝土。I型混凝土的有點(diǎn)是空氣率小，透水性小，缺點(diǎn)是表面粗糙度小，或表面構(gòu)造深度小，車輛高速行駛時(shí)的抗滑性能差。型瀝青混凝土的有點(diǎn)是TD較大，即表面粗糙度較好，缺點(diǎn)是空氣率較大，透水性較大，但內(nèi)部孔隙有不構(gòu)成水的通道。自由水進(jìn)去的較快，蒸發(fā)或滲透出來則慢。層內(nèi)容易存水，容易導(dǎo)致面層產(chǎn)生水破壞。用沙補(bǔ)實(shí)驗(yàn)法測得的初期表面結(jié)構(gòu)深度常有假象，因?yàn)樯巢坏畛浔砻嫠槭饴独饨侵g的空隙(真實(shí)的表面構(gòu)造深度），而且砂可能進(jìn)入型瀝青混泥土內(nèi)部的孔隙。該孔隙已不屬于表面構(gòu)造深度，而計(jì)算是又只能將其作為表面構(gòu)造深度的一部分。

9、因此，其量得的初始表面構(gòu)造深度往往較大，而通車一段時(shí)間后TD又下降的較快。本課題主要是針對(duì)在我國高速公路工程中，瀝青路面常見損壞經(jīng)常導(dǎo)致路段路面破壞，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加，嚴(yán)重制約著我國高速公路的發(fā)展。本論文首先分析高速公路瀝青路面的破壞形式及原因，進(jìn)而針對(duì)其破壞形式提出相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)對(duì)策。課題研究的主要內(nèi)容是根據(jù)高速公路瀝青路面施工的幾個(gè)重要技術(shù)問題，部分高速公路瀝青路面早期破壞的簡況，高速公路瀝青路面的水破壞，瀝青混凝土設(shè)計(jì)中的若干問題，路面的縱向形變和縱向裂縫及優(yōu)質(zhì)基層的關(guān)鍵方面的問題對(duì)瀝青路面的損壞和各養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究，課題研究內(nèi)容具體如下：(1)高速公路瀝青路面施工的幾個(gè)重要技術(shù)問題；(2)部分高速

10、公路瀝青路面破壞的簡況；(3)高速公路瀝青路面的水破壞及措施；(4)路面的縱向形變和縱向裂縫及措施；(5)縱向裂縫及優(yōu)質(zhì)基層。2. 高速公路瀝青路面施工的幾個(gè)重要技術(shù)問題2.1 概述高速公路瀝青路面的損壞現(xiàn)象，一部分原因是由于瀝青路面的設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)問題造成的。所以，在瀝青路面的設(shè)計(jì)和施工必須解決以下幾個(gè)重要的技術(shù)問題。2.2 瀝青路面的幾個(gè)技術(shù)問題2.2.1 路面有足夠的承載能力在設(shè)計(jì)使用期間的行車荷載反復(fù)作用在，路面不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，這是關(guān)于瀝青路面損壞最關(guān)鍵的。若果路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞，就談不上它還具有優(yōu)良使用性能。路面的結(jié)構(gòu)性皮壞通常不是整段大面積發(fā)生的，而是局部小部分逐漸發(fā)生的。在路

11、面設(shè)計(jì)和施工都符合要求的情況下，半剛性路面的結(jié)構(gòu)性破壞常先發(fā)生在行車道的輪跡帶上。在輪跡帶上線產(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。輪跡帶上產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變后，如不及時(shí)進(jìn)行修理，會(huì)發(fā)展成整個(gè)行車道產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。半剛性路面承載能力取決于半剛性材料層的質(zhì)量和厚度因素，該因素費(fèi)半剛性基層的強(qiáng)度和整體性有至關(guān)重要的影響。剛性路面的結(jié)構(gòu)性破壞常表現(xiàn)為水泥混過凝土面板橫向斷裂。我國已建高速公路的半剛性路面，剛性路面和剛性組合路面的承載能力從設(shè)計(jì)角度看是足夠的，但仍有少數(shù)路面產(chǎn)生較大面積或局部結(jié)構(gòu)性破壞，其原因主要是在基層的施工質(zhì)量不好。2.2.2 路面結(jié)構(gòu)的抗永久性形變能力

12、強(qiáng)要求路面結(jié)構(gòu)的抗永久性形變能力強(qiáng)，也就是要求路面在設(shè)計(jì)使用期間不產(chǎn)生嚴(yán)重的轍槽。因?yàn)?，一旦產(chǎn)生嚴(yán)重的轍槽，就會(huì)影響高速行車的安全和舒適，路面也容易加速破壞。就半剛性路面而言，在基層質(zhì)量好情況下，抗轍槽能力完全取決于瀝青混凝土在高溫下的強(qiáng)度和面層厚度。因?yàn)榘雱傂圆牧蠈邮遣豢蓧嚎s的，通過厚的半剛性材料層的作用在土基頂面的拉應(yīng)力很小，不會(huì)引起土基產(chǎn)生明顯的壓應(yīng)變而通過半剛性材料層反映到表面。2.2.3 面層表面無泛油現(xiàn)象我國建成的高速公路基本每一條都要泛油現(xiàn)象只是泛油輕重不同。實(shí)際泛油現(xiàn)象不是有單一的因素引起的，而是有過個(gè)內(nèi)外因素共同作用的結(jié)果：（1）高溫氣候，特別是連續(xù)多天高溫；（2）大量行車，

13、特別是載貨卡車反復(fù)作用。瀝青面層一旦泛油，會(huì)使竣工時(shí)優(yōu)秀的表面構(gòu)造深度顯著下降，個(gè)別小段甚至變成光面，摩擦系數(shù)顯著下降。它將嚴(yán)重影響車輛高速行駛時(shí)，特別在雨天高速行駛時(shí)的安全性。2.2.4 無明顯水破壞現(xiàn)象新建高速公路，特別是近幾年完成的高速公路的瀝青路面，在竣工通車時(shí)往往表面質(zhì)量是很好的，圖抗滑性。但如果開放交通后。路面在雨天產(chǎn)生各種各樣的水破壞現(xiàn)象，如唧漿，網(wǎng)裂，形變和坑洞，則路面良好的平整度就會(huì)降低，路面的不平整度就會(huì)增大，甚至?xí)@著增大，同時(shí)路面連續(xù)的表面粗糙度也會(huì)遭到破壞。瀝青路面產(chǎn)生水破壞不是由單一因素引起的，而是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果：（1）降水量（在冰凍地區(qū)還包括冬季降雪）；（

14、2）大量車輛（特別是載重貨車高速行駛）。2.2.5 無明顯臺(tái)背沉陷和路基沉陷我國高速公路在軟土的地段，特別是極軟土以及軟土層較厚地段的路面常產(chǎn)生橋梁臺(tái)背沉陷和路基沉陷。個(gè)別軟土地段構(gòu)造物頭上的沉陷量可超過1m，甚至達(dá)到1.5m以上。這種沉陷產(chǎn)生的較快，往往路面建成通車后不久就會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。盡管在設(shè)計(jì)和施工高速公路時(shí)對(duì)軟土地基段都做了處理，但并沒有避免輕重不一是橋頭跳車現(xiàn)象。軟土地基上的橋頭填土往往需要多年時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。軟土地段除臺(tái)背產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻沉降外，在兩個(gè)構(gòu)造物之間的路基路面也有產(chǎn)生明顯不均勻沉降的情況。2.2.6 基層質(zhì)量好，形成完整的整體基層質(zhì)量要好且均勻，要形成一個(gè)完整的

15、整體，即在寬度和深度范圍內(nèi)都是一個(gè)完整的整體，用鉆機(jī)能取出一個(gè)完整的圓柱體鉆件。優(yōu)質(zhì)的整體性好的基層不但對(duì)保證路面承載能力，保證路面結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞非常重要，而且對(duì)保證路面少產(chǎn)生其他早期破壞也是十分重要的?；鶎淤|(zhì)量不好或質(zhì)量不均勻性大，不能形成一個(gè)完整的整體，容易導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生局部破壞。2.2.7 避免早期縱向裂縫路面一旦產(chǎn)生縱向裂縫，首先就影響平整度。如果不及時(shí)灌縫和分縫或用其他方法處理，雨水很容易從縱縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層，甚至通過結(jié)構(gòu)層到達(dá)進(jìn)入圖集。一旦有這種情況發(fā)生，就容易導(dǎo)致路面產(chǎn)生其他破壞現(xiàn)象。早期縱向裂縫統(tǒng)稱縫口較寬，長度較大。有時(shí)中央分隔帶左右兩側(cè)各一條，有時(shí)各有兩條。路面的早

16、期縱向裂縫常是由路基產(chǎn)生橫向不均勻沉陷引起的。路基的橫向不均勻沉陷則是由多個(gè)不同因素引起的：有的是由于路堤橫向壓實(shí)度有明顯差異引起的：有的是由于自由水侵入路堤邊部下面地基，使邊部地基承載能力顯著減弱引起的；有的是由于雨水侵入路堤邊緣引起的。3. 部分高速公路瀝青路面破壞的簡況3.1 概況 高速公路瀝青路面破壞現(xiàn)象，較普通的面層泛油和抗滑性能較快降低現(xiàn)象，以及轍槽深度等:(1）瀝青的面層的厚度有較大差別；(2）面層的結(jié)構(gòu)有較大差別。面層通常有3層，僅少數(shù)為2層，個(gè)別高速公路有4層。有的表面層采用規(guī)范中空氣率大于6%型瀝青混凝土或抗滑表面層，有的采用空氣率小雨5%的密實(shí)式。有的面層中有一層是密實(shí)式

17、，有的有兩層密實(shí)式。3.2 幾種主要路面早期破壞現(xiàn)象3.2.1 由軟土地基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的路面(含橋頭）沉陷我國多條高速公路都有部分路段位于軟土地基上。軟土性質(zhì)嚴(yán)重，軟土層厚度大的高速公路有廣拂，京津塘等。針對(duì)不同情況的軟土地基，高速公路設(shè)計(jì)和施工時(shí)，都采用了相應(yīng)的處理措施，花費(fèi)了大量資金，期望在路面建成通車后軟土地基不會(huì)產(chǎn)生過多的工后沉降，以減少或減輕路面產(chǎn)生較大沉陷，保持路面應(yīng)有的平整度。但是實(shí)踐表明，多條高速都沒有達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)效果。（1）路面沉陷和橋頭跳車杭甬高速公路的軟土地段長91.6km占63.2%,采取不同處理措施的低端占53%，軟土性質(zhì)嚴(yán)重，軟土層普通厚553m。如下表3.2.1

18、-1。除橋、通道等構(gòu)造物外，滬嘉高速公路的路基路面今長12km。后軟土地基繼續(xù)沉降，瀝青面層也不斷下沉變形；特別是跳投沉陷更為顯著。其他高速公路軟土地段的路面也有不同程度的沉陷。軟土地基除引起嚴(yán)重的路面沉陷和橋頭跳車外，還引起涵身和通道沉陷、沉降縫拉開和透水，以及路面橫坡變緩，甚至造成積水。表3.2.1-1 部分高速公路的軟土地基段路 名滬嘉京津唐廣佛佛開廣深杭甬滬寧（江蘇段）泉廈全長（KM）1514215.78012214527481軟基段長（）3487133491.692.317.5占（）2033.746.416.32863.233.622軟土層厚一般84-64-630-406-152-8

19、最大13815約603017（2）關(guān)鍵因素花高價(jià)進(jìn)行處理的軟土地基未得到應(yīng)有的效果的關(guān)鍵問題在于：采取處理措施后到鋪筑路面前容許軟土地基固結(jié)沉降時(shí)間太短。我國高速公路除在構(gòu)造物頭上采用粉噴樁，攪拌樁，石灰粉煤灰樁等樁基處理措施外，通常都在用袋裝砂井或塑料排水板與排水固結(jié)法，也需要有較長的時(shí)間供軟土層固結(jié)基本完成。我國高速公路的計(jì)劃施工期忘忘較短，而實(shí)際施工期往往更短，到時(shí)不得不在圖案圖地基繼續(xù)明顯沉降的情況下，鋪筑完成路面，這樣造成了上述后果。造成軟土地段路面大量沉陷的另一個(gè)重要外因是袋裝砂井或塑料排水板或粉噴樁，攪拌樁等沒有打穿軟土層，致使砂井底。排水板下端以及樁尖下部任由一個(gè)層厚不一的軟土

20、層。排水固結(jié)法不能使這個(gè)軟土層中的叫較快的排出，在上層荷載作用下，此層中的水需要更長的時(shí)間才能逐漸排除并使土體固結(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。未打穿軟土層的各種樁，實(shí)際是懸浮在軟土層中，只能靠樁周的摩擦力起支撐其上路面荷載的作用。樁下的軟土層在上層荷載作用下需要更長的時(shí)間才能逐漸固結(jié)穩(wěn)定。當(dāng)前的技術(shù)要將塑料排水板或袋裝砂井打入深25m以上的軟土層是困難的，粉噴樁的有效深度也只有約15m。因此，要使軟土地基固結(jié)穩(wěn)定，最重要的是要有足夠長的加載預(yù)壓時(shí)間。3.2.2 路基壓實(shí)度不夠?qū)е侣访娴脑缙谄茐模?）路基路面局部沉陷形變與構(gòu)造物相鄰的填土路堤壓實(shí)度不夠以及對(duì)原地基（介于軟土地基和堅(jiān)硬地基之間的地基）未做適當(dāng)處理

21、，使鄰接構(gòu)造物的路面明顯下沉，產(chǎn)生俗稱的橋頭跳車。例如，某高速公路某段第四期工程完成通車后，幾乎每個(gè)構(gòu)造物的兩頭路面都有產(chǎn)生較大的沉陷，造成嚴(yán)重的橋頭跳車現(xiàn)象，最后不得不得多次用瀝青混凝土進(jìn)行補(bǔ)貼和找平。（2）縱向裂縫由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性，特別在有表面水滲入地基的情況下，瀝青路面或早或遲都會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)而短的縱向裂縫。從這個(gè)角度說，縱向裂縫是不可避免的。實(shí)踐證明，地基處理的好，路基分層填筑和壓實(shí)的好，使路基盡有可能均勻，特別在預(yù)先采取措施防止表面滲入地基的情況下，可以大幅度減少縱向裂縫的數(shù)量，同時(shí)顯著延緩縱向裂縫出現(xiàn)的時(shí)間。后者就是我們應(yīng)該努力達(dá)到目的，即我們應(yīng)該盡力避免路面產(chǎn)

22、生多的縱向裂縫，特別是早期長而寬的縱向裂縫。3.2.3 基層質(zhì)量不好造成的破壞(1)早期施工的高速公路中，有用鏵犁，平地機(jī)等路拌法鋪筑基層。如某高速公路雖然瀝青面層厚15cm，水泥礫石基層厚20cm，但由于水泥礫石混合料的不均勻性大，厚度變化大，有些路段厚度不足15cm（拌和不到底）。因此強(qiáng)度無保證。(2)用攤鋪機(jī)鋪筑基層的高速公路，一般由于基層質(zhì)量不好產(chǎn)生的路面破壞少的多。但也由于施工期太短和管理不嚴(yán)，基層水泥碎石強(qiáng)度不足，導(dǎo)致路面較大面積早期破壞。我國多條高速公路瀝青路面或早或遲產(chǎn)生的局部小塊（盆狀或槽狀）網(wǎng)裂形變，都與基層質(zhì)量不好、集料離析和不均勻性（含級(jí)配、結(jié)合料劑量、含水量和密實(shí)度等

23、）過大等因素有關(guān)。部分高速公路上的局部嚴(yán)重轍槽和網(wǎng)裂形變也常與基層質(zhì)量不好有關(guān)。(3)在個(gè)別高速公路的半剛性的基層瀝青路面上還發(fā)現(xiàn)面層表面有滑移裂縫。這種滑移裂縫的惟一修補(bǔ)的方法是：將有滑移裂縫的面層鏟除后，重鋪新面層；同時(shí)要注意保證新鋪面層與基層良好粘結(jié)。3.2.4 水破壞瀝青路面（含半剛性路面和剛性路面組合式路面）的水破壞現(xiàn)象都十分普遍，實(shí)際上使用一年以上的每條高速公路都產(chǎn)生了程度不同的水破壞。差別僅在有的高速公路水破壞現(xiàn)象嚴(yán)重，有的高速公路水破壞現(xiàn)象較輕。水破壞來的快，性質(zhì)最為嚴(yán)重，因此它是路基路面的大敵。降水進(jìn)入瀝青面層厚，視水的滯留位置而異，在大量高速公路行駛車輛作用下，可能產(chǎn)生以下

24、幾種不同的水破壞現(xiàn)象:(1)表面層產(chǎn)生坑洞降雨過程中，雨水會(huì)進(jìn)入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中。在大量快速行車的作用下，一次一次產(chǎn)生的動(dòng)水壓力（孔隙水壓力）使瀝青從碎石表面剝落下來，局部瀝青混凝土變成松散，碎石被車輪甩出，路面產(chǎn)生坑洞。無論表面層瀝青混凝土是密實(shí)式還是半開式的，都曾產(chǎn)生過這類表面層水破壞坑洞。這種破壞現(xiàn)象幾乎每條高速公路都有，只是坑洞的個(gè)數(shù)和面積的比例常有明顯差別。但通常采用半開式（型）瀝青混凝土表面層時(shí)，產(chǎn)生的水破壞較嚴(yán)重。(2)表面層和中面層同時(shí)產(chǎn)生坑洞以及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變降水過程中，如自由水滲入并滯留在表面層和中面層內(nèi)，大量快速行澈使此兩層內(nèi)瀝青混凝土中部分碎石上

25、的瀝青剝落，到時(shí)表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變（下陷）和像外側(cè)推擠，或產(chǎn)生坑洞。這種破壞現(xiàn)象也相當(dāng)普遍。(3)唧漿、網(wǎng)裂、坑洞如水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量快速行車作用下，自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細(xì)料，形成灰白色漿。灰漿被行車唧到路表面。在灰漿數(shù)量大的情況下，可能立即產(chǎn)生坑洞；在數(shù)量小情況下，可使路面網(wǎng)裂或變形。某處產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變后，降水就更容易透入，并產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致路面破壞。這種現(xiàn)象幾乎在每條高速公路上都有發(fā)生，也僅是數(shù)量上的差別。通常，半開級(jí)配面層發(fā)生這種現(xiàn)象最多。調(diào)查表明，上述三種主要水破壞現(xiàn)象幾乎進(jìn)100%都發(fā)生在行車道上，而且是隨機(jī)產(chǎn)生的。瀝青混凝土本身的

26、空氣率大、壓實(shí)度不夠喝不均勻性是導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生水破壞的內(nèi)因。3.2.5 轍槽轍槽是瀝青路面特有的主要破壞現(xiàn)象之一。轍槽被定義為瀝青路面輪跡帶的凹陷（較輕的轍槽）。實(shí)際上嚴(yán)重轍槽處，輪跡帶產(chǎn)生凹陷的同時(shí)，其兩側(cè)的瀝青混凝土常臌起，此時(shí)的轍槽是輪跡帶的凹陷深度與其兩側(cè)臌起高度之和。對(duì)于某一已知?dú)夂驐l件，影響轍槽的有兩個(gè)主要的外因如下：一為重載卡車的數(shù)量及其軸重和輪胎壓力，重載卡車的數(shù)量愈多、軸重和輪胎壓力愈大，要求瀝青混凝土的抗轍槽能力愈大；二為行車速度，承受慢速交通或有停車情況的路面與承受快速交通的路面相比較而言，前者要求瀝青混凝土有較大的抗轍槽能力，即車速愈慢，要求瀝青混凝土的抗轍槽能力愈大

27、。因此，用于交叉路口、公共汽車停車站等的瀝青混合料必須適應(yīng)車輛的質(zhì)量、速度和數(shù)量。同理，在山區(qū)的高速公路的上坡段上，特別是行駛重載和超重在車輛的情況下，往往車速緩慢，容易產(chǎn)生較嚴(yán)重的轍槽，用于這種上坡路上的瀝青混凝土需要有較大的抗轍槽能力。轍槽達(dá)到一定深度就會(huì)影響行車的舒適。降雨過程中及雨后轍槽內(nèi)的積水會(huì)使行車產(chǎn)生水漂現(xiàn)象而影響行車安全。轍槽超過一定深度，路面就容易破壞。若瀝青路面產(chǎn)生了不可接受的轍槽深度，就應(yīng)該研究確定路面結(jié)構(gòu)的哪一層或哪兩層是產(chǎn)生嚴(yán)重轍槽的主要根源，然后確定維修處理措施。3.2.6 泛油高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)象與以往渣油路的泛油現(xiàn)象有明顯的區(qū)別。高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)象

28、主要產(chǎn)生在行車道上，超車道上的泛油現(xiàn)象很少。行車道上的泛油現(xiàn)象主要是間隔式和條片狀，而且間隔距離往往大于泛油條片的長度。連續(xù)泛油和整個(gè)行車道全面泛油的現(xiàn)象不多。實(shí)際上每條高速公路的瀝青路面都有泛油現(xiàn)象，只是數(shù)量多少和程度輕重的差別。有的路段泛油嚴(yán)重且連續(xù)。3.2.7 松散松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的原因。有多種情況可能導(dǎo)致松散：(1）集料顆粒被做夠厚的粉塵包覆，使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上，而不是粘結(jié)在集料顆粒上。表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。(2）表面有離析，離析處缺少大部分細(xì)集料。離析面上有粗集料相接

29、觸，但只有少數(shù)接觸點(diǎn)有瀝青粘結(jié)著集料。隨時(shí)間增長，瀝青會(huì)老化，剝落會(huì)使瀝青與集料的粘結(jié)力減弱，孔隙中的水凍結(jié)會(huì)破壞粘結(jié)力，或足夠大的摩擦力會(huì)破壞離析面上的集料顆粒。(3）瀝青混凝土面層內(nèi)有密實(shí)度低的位置，需要有高密實(shí)度才能保證瀝青混合料的粘聚力。如混合料的壓實(shí)度不夠，集料就容易從混合料中脫落。松散嚴(yán)重的路面，如材料散失后在路面表面留下一個(gè)洼坑，并有足夠的深度存水，就可能引起水漂現(xiàn)象產(chǎn)生安全問題。表面的松散集料會(huì)降低抗滑能力，并被行車輪胎帶起甩在行車道上，引起其他問題。3.2.8 橫向裂縫(1)普遍性橫向裂縫是瀝青面層發(fā)生最多的一種裂縫。每條瀝青路面道路和每條瀝青路面高速公路上都有或多或少的橫向

30、裂縫，通常也把他看作是瀝青路面早期破壞現(xiàn)象之一。關(guān)于橫向裂縫的幾個(gè)要點(diǎn)：1）瀝青路面的裂縫是不可避免的，橫向裂縫也是不可避免的橫向裂縫可能由多個(gè)外因引起，圖溫度變化的作用、地基或填土路堤縱向不均勻沉陷、半剛性基層的裂縫或剛性路面的接縫。2）絕大部分是溫度裂縫高速公路半剛性路面的橫向裂縫絕大部分是溫度裂縫。在冰凍地區(qū)的溫度裂縫有兩種：一時(shí)冬季突然大幅度降溫引起瀝青面層產(chǎn)生低溫收縮裂縫；二是日氣溫變化引起瀝青面層產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力的反復(fù)作用使瀝青面層產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。在冬季負(fù)氣溫低的地區(qū)，通常低溫裂縫是主要的。3）溫度裂縫起始于表面大風(fēng)降溫過程中，面層表面的溫度最低、溫度變化時(shí)也是表面的溫度變

31、化率最大。因此，表面產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力最大以及溫度裂縫總是起始于表面并向下較快延伸。4）半剛性路面的裂縫率與柔性路面的裂縫率沒有明顯差別德國對(duì)170個(gè)路段進(jìn)行了長達(dá)18年得跟蹤觀察后得出結(jié)論，半剛性路面的裂縫率與柔性路面的裂縫率沒有明細(xì)差別5）溫度裂縫逐年增加由于瀝青隨時(shí)間增長而老化，瀝青面層的抗裂縫能力（或抗拉強(qiáng)度）會(huì)逐年降低，因此，溫度裂縫也是逐年增加。6）面層瀝青混凝土的強(qiáng)度大幅度降溫時(shí)，面層表面產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于表層瀝青混凝土的拉力時(shí)，面層就會(huì)開裂。因此，表層瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度愈大，面層愈不容易開裂，反之亦然。(2)瀝青混凝土的均勻性瀝青混凝土的均勻性包括礦料級(jí)配的一致性、拌和的均勻性

32、、有無粗細(xì)集料離析的離析現(xiàn)象的輕重程度、瀝青混凝土壓實(shí)度或空氣率的一致性以及層厚的一致性。瀝青混凝土的均勻性愈好，其強(qiáng)度就愈均勻，面層表面的薄弱處也就愈少。因此，在其他條件相同的情況下，瀝青混凝土面層的均勻性愈好，表面產(chǎn)生溫度裂縫的時(shí)間可能愈晚，溫度裂縫的數(shù)量也會(huì)愈少。由于管理水平和機(jī)械設(shè)備性能的提高，近幾年完成的高速公路瀝青面層的裂縫率已明顯小于早期完成的高速公路瀝青面層的裂縫率。3.2.9 反射裂縫 以往習(xí)慣稱的反射裂縫是由下臥層的不連續(xù)引起的。由于下臥層不連續(xù)處（接縫或裂縫）的運(yùn)動(dòng)，不連續(xù)通過熱拌瀝青混凝土層傳播到表面，形成反射裂縫，下列因素可能引起反射裂縫：(1）下臥水泥混凝土樓面的裂

33、縫或接縫；(2）舊熱拌瀝青混凝土面層上的低溫裂縫；(3）舊熱拌瀝青混凝土面層的塊狀裂縫，或由土基收縮裂縫引起的舊路面的塊狀裂縫；(4）舊面層上的縱向裂縫；(5）舊面層上的疲勞裂縫。4. 高速公路瀝青路面的水破壞及措施4.1 水破壞現(xiàn)象的普遍性嚴(yán)重性當(dāng)降水進(jìn)入瀝青面層后，視水的滯留位置而異，在大量高速行駛車輛，特別是重型貨車作用下，可能產(chǎn)生以下幾種不同的水破壞現(xiàn)象。(1)由于瀝青混凝土的不均勻性，坑洞總是首先在局部瀝青混凝土空氣率較大處產(chǎn)生，因此它是隨機(jī)分布的一個(gè)個(gè)孤立的坑洞。無論表面層瀝青混凝土的密實(shí)式的還是半開式的，都曾產(chǎn)生過這類表面層水破壞坑洞。這種破壞現(xiàn)象幾乎每條高速公路都有，只是單位面

34、積內(nèi)產(chǎn)生的坑洞個(gè)數(shù)和面積常有明顯的差別。通常采用半開式（型）瀝青混凝土表面層時(shí)，產(chǎn)生的水破壞較嚴(yán)重。(2)表面層和中面層同時(shí)產(chǎn)生坑洞以及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變,當(dāng)表面層和中面層都是空氣率較大的半開級(jí)配瀝青混凝土，而底面層為空氣率較小的密實(shí)瀝青混凝土?xí)r，降水過程中，自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內(nèi)。當(dāng)表面層時(shí)半開級(jí)配、中面層為密實(shí)式瀝青混凝土?xí)r，降水（特別是長時(shí)間的降水）過程中，自由水透入表面層后又較長時(shí)間從中面層的薄弱處透入中面層，并滯留在表面層和中面層內(nèi)。有大量快速形成使此兩層內(nèi)瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導(dǎo)致表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變（下陷）和向外側(cè)推擠，或產(chǎn)生坑洞。一旦產(chǎn)生坑洞，洞上

35、側(cè)和前后層內(nèi)的水就會(huì)滲留到坑內(nèi)。（3)唧漿、網(wǎng)裂、坑洞水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量高速行車作用子啊，自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細(xì)料，形成灰白色漿?；覞{又被行車壓唧，通過各種形式不一和寬窄不一的裂縫（橫縫，縱縫，斜縫和網(wǎng)裂）到路北面。水破壞的數(shù)量和速度與下列因素有關(guān)：瀝青混凝土是密實(shí)式或是半開式及空氣率大小，瀝青和碎石的粘結(jié)力大小或有無抗剝落劑，交通量的大小和重載車輛的多少。由于我國當(dāng)前高速公路上的交通量一般都不大，其中小汽車的比例較大，車輛（特別是重載車輛）主要集中在行車道上行駛，因此水破壞絕大多數(shù)都發(fā)生在行車道上。水破壞的數(shù)量和速度與公路沿線的降雨量大小有密切關(guān)

36、系。在其他條件都相同的情況下，在我國南方多雨潮濕地區(qū)，瀝青路面的水破壞要比半干旱地區(qū)（特別是干旱地區(qū)）瀝青路面的水破壞在數(shù)量上多得多，在速度上快的多。（4）其他水破壞自由水進(jìn)入瀝青面層后，使瀝青面層產(chǎn)生唧漿，坑洞或唧漿、形變、網(wǎng)裂，坑洞是典型的最嚴(yán)重水破壞現(xiàn)象。另一類水破壞現(xiàn)象常表現(xiàn)為嚴(yán)重的轍槽。自由水侵入瀝青面層后，使瀝青與碎石的粘結(jié)力減弱。在行車荷載作用下，滯留在面層下部的水使礦料、特別是粗粒碎石表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，使瀝青混凝土的強(qiáng)度逐漸損失，直至完全松散的瀝青混凝土向兩側(cè)，（特別是向外側(cè)）擠出，使輪跡帶下陷，同時(shí)使其兩側(cè)鼓起，形成嚴(yán)重的轍槽槽深一般達(dá)3040mm,最大可達(dá)810cm

37、。4.2 半剛性路面產(chǎn)生水破壞的內(nèi)因外因?yàn)r青路面產(chǎn)生水破壞的外因是降水量、交通量組成，以及行車速度。通常降水量大的多雨潮濕地區(qū)，水破壞現(xiàn)象較降水量小的半干旱地區(qū)和干旱地區(qū)為嚴(yán)重。交通量大的載重車輛多的高速公路交通量小和載重車輛少的高速公路更嚴(yán)重。產(chǎn)生水破壞的內(nèi)因：第一是型瀝青混凝土的空氣率較大和型瀝青混凝土的壓實(shí)度偏小，現(xiàn)場實(shí)際空氣率較大，以及瀝青混凝土不均勻造成的局部空氣率更大；第二是瀝青與碎石的粘結(jié)力不足；第三是我國的路面設(shè)計(jì)方法習(xí)慣上不考慮路面結(jié)構(gòu)層排水和不設(shè)置有效防水層。4.3 減少瀝青路面水破壞的措施我國的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)習(xí)慣上不考慮路面內(nèi)部（或結(jié)構(gòu)層）排水，也不考慮防止水侵害基層。結(jié)果

38、為，水進(jìn)得去但排不出來，任其在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)發(fā)揮破壞作用。因此，必須從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面考慮采取多種措施，才能基本解決路面的早期水破壞，使水破壞現(xiàn)象降到最少。需要和可能采取的措施如下：(1）瀝青面層的隔層用空氣率不大于5%的密實(shí)瀝青混凝土我國已建成的高速公路瀝青路面，多數(shù)有三層，少數(shù)是二層。從減少水破壞來說，首先要從多方面老驢如何使水不容易侵入路面結(jié)構(gòu)層。此外，盡可能防止瀝青面層本身透水是十分重要的，他既可以減輕水破壞，又可以減少嚴(yán)重轍槽。實(shí)踐證明，瀝青面層結(jié)構(gòu)中僅有一層是密實(shí)式I型瀝青混凝土或僅設(shè)計(jì)一層瀝青砂來防水破壞是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求的。實(shí)際情況是瀝青面層中哪一層空氣率大。一旦水進(jìn)去，那一層就

39、會(huì)產(chǎn)生水破壞。因此，不管瀝青面層是一層，二層，三層，各層都應(yīng)該采用密實(shí)式或所謂的I型瀝青混凝土，但專門設(shè)計(jì)的排水層不包括在內(nèi)?？祷韺右矐?yīng)該是空氣率不大于4%所謂密實(shí)式瀝青混凝土，用密實(shí)式瀝青混凝土來減少表面透入面層結(jié)構(gòu)。(2）提高瀝青與礦料的粘結(jié)力要求一旦水進(jìn)入瀝青混合料中，在快速重載車輛作用下容易產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象。為減輕瀝青剝落現(xiàn)象，改善瀝青混凝土的水穩(wěn)定和耐久性，需要增強(qiáng)瀝青與礦料的粘結(jié)力。建議對(duì)于用作中面層和底面層的瀝青混凝土，要求瀝青與礦料的粘結(jié)力不小于4級(jí)；對(duì)于用作表面層的瀝青混凝土，要求瀝青與礦料的粘結(jié)力不小于5級(jí)。對(duì)于用作表面層的瀝青混凝土，通常要求用及耐磨又有高磨光值的硬質(zhì)巖

40、石料。在已建成高速公路上使用過的硬質(zhì)巖石料有玄武巖、安山巖、閃長巖、花崗巖、砂巖和輝綠巖等。經(jīng)驗(yàn)證明，這些巖石與瀝青的粘結(jié)力都較差，往往只有三級(jí)，偶爾能達(dá)到四級(jí)，因此都需要添加抗剝落劑，以改善粘結(jié)力。(3）提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，增加現(xiàn)場空氣率指標(biāo)1)壓實(shí)度的重要影響；2)以生產(chǎn)配合比時(shí)的馬歇爾試件密度為標(biāo)準(zhǔn)；3)提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)；4)增加現(xiàn)場空氣率指標(biāo)。5)解決礦料級(jí)配和溫度變異性產(chǎn)生嚴(yán)重水破壞和其他路面早期破壞的另一個(gè)重要原因是：瀝青混凝土的礦料級(jí)配和碾壓溫度變異性大以及混合料離析，使竣工瀝青面層從顆粒組成、瀝青含量到密實(shí)度和空氣率都顯著不均勻。解決這個(gè)問題將顯著提高路面質(zhì)量，基本解決一些路面早期破壞

41、。4.4 減少水泥混凝土橋面瀝青面層水破壞的措施4.4.1 原因有多個(gè)原因?qū)е禄炷龄佈b層上瀝青面層措施嚴(yán)重的水破壞：(1)橋面上瀝青混凝土的級(jí)配個(gè)性質(zhì)與路面上所用的相同；(2)橋面上的瀝青混凝土的壓實(shí)度常次于路面上的瀝青混凝土，因此橋面上的瀝青混凝土的實(shí)際空氣率常大于路面上的瀝青混凝土的空氣率。結(jié)果是前者更容易透水；(3)橋面鋪裝層的平整度不好，既有局部的凸起，又有局部的低洼；而且常用水泥砂漿找平，此層水泥砂漿既薄又很不均勻，實(shí)際工程中常得不到正常養(yǎng)生，輕度較次，也易被行車壓碎。對(duì)橋面瀝青混凝土破壞起了較大促進(jìn)作用；(4)橋面橫坡下側(cè)邊緣處有泄水孔只能排表面水，一旦表面水透過瀝青面層到達(dá)面層

42、與混凝土鋪裝層的交界面后，只能滯留子交界上并積在局部低洼處，不能排出。4.4.2 解決橋面水破壞的措施根據(jù)上述橋面瀝青混凝土面層措施嚴(yán)重水破壞的主要原因，同時(shí)根據(jù)近幾年來一些高速公路為解決或減輕橋面瀝青面層水破壞采取的一些措施，建議可以同時(shí)采取下述一些措施來大大減輕，甚至基本解決橋面瀝青面層的水破壞：(1）混凝土鋪裝層應(yīng)有嚴(yán)格的平整度要求，如可采用水泥混凝土路面的平整度標(biāo)準(zhǔn)，縱向和橫向3m支持下最大孔隙不超過3mm；(2）鋪裝層混凝土要重視養(yǎng)護(hù)，按水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)要求進(jìn)行；(3）不改變水泥砂漿抹平鋪裝層表面；(4）混凝土鋪裝層設(shè)防水層；(5）大橋橋面瀝青面層宜設(shè)計(jì)兩層。其下層宜用多孔隙瀝青混

43、合料，起空氣率為1820%以上。表面采用與路面表層相同的抗滑表層。中，小橋的兩層瀝青面層課采用與路面上的表面層和中面層或底面層相同。5. 結(jié)論與建議5.1 結(jié)論通過對(duì)課題的研究，研究結(jié)論如下：(1）完成了對(duì)高速公路的的整體簡況及其對(duì)高速公路瀝青路面的類型和路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解和分類；(2）完成了對(duì)于高速公路瀝青路面潮濕的各種各樣的破壞現(xiàn)象，以及瀝青路面的設(shè)計(jì)和施工必須解決的幾個(gè)重要技術(shù)問題進(jìn)行了分析和研究并且對(duì)這幾個(gè)中要的技術(shù)問題提出了解決的措施；(3）完成了對(duì)部分高速公路瀝青路面的早期破壞情況進(jìn)行了概述，并且還描述了高速公路瀝青路面主要有哪幾種早期破壞現(xiàn)象及其各種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因和如何防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)的措施；(4）本論文詳細(xì)研究說明了高速公路瀝青路面損壞一種水破壞，說明了水破壞現(xiàn)象的普遍性和嚴(yán)重性