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排水沥青路面典型病害成因分析及预防对策

发布时间:2020/6/2  新闻类别:行业资讯 点击次数:46

排水路面与传统路面的对比

但排水沥青路面具有大孔隙、集料粒径单一的特点,沥青与骨料间的相互嵌锁作用较传统沥青路面弱,沥青混合料易产生耐久性差、强度低、高温稳定性不足等问题。排水沥青路面的病害有其独特性,如冬季路面结冰、空隙堵塞等,传统的密级配沥青路面养护措施不能满足排水沥青路面养护需求。需形成一套切实可行的养护规程,推进海绵城市的健康发展。

排水沥青路面典型病害成因分析

近年来,我国开展排水性路面材料与结构的试验研究,在陕西、江苏、上海、重庆地区等先后铺筑较大规模的排水沥青路面,如西安咸阳机场高速公路、江苏盐通高速公路、上海浦东外环线、渝邻高速公路、104国道常州段和宁杭高速公路二期工程等项目。这些项目在长期运营过程中陆续出现不同病害,通过现场调查,排水路面的病害主要为:表面松散、剥落、坑槽、泛油、车辙等,同时存在空隙堵塞、冬季路面结冰等现象。

造成排水路面病害的因素很多,主要表现在以下几个方面:材料性能设计不合理,现场施工质量控制不严,投入运营后车辆管理不严,气候条件影响等。

松散、剥落、坑槽

现场调查表明,排水路面表面松散是我国排水沥青路面最为主要的病害。导致排水沥青路面表面松散病害的主要原因,一是排水沥青混合料集料组成粒径较为单一,9.5mm以上粒径的集料含量达到40% 以上,未能形成优良的集料嵌挤结构;二是沥青胶结料在长期使用过程中黏结能力下降,导致局部集料剥落,有些集料由于沥青粘附不足而脱落,也有些集料则在车辆高速行驶下被车轮带起,逐渐发展为坑槽。

排水沥青路面表面松散、剥落、坑槽病害示例图

车辙

现场调查表明,排水路面的车辙病害主要是磨耗型车辙。江苏省宁杭二期高速公路排水路面经过7a多运营后,有3km 路段车辙深度在10.7mm 以上,车辙病害非常明显。排水路面产生车辙主要是沥青与骨料的嵌挤作用较传统路面弱,导致沥青路面结构层材料在车轮磨耗和自然环境作用下持续损失。

泛油

泛油现象是排水沥青路面的主要病害之一,排水路面泛油病害主要是由于排水沥青混合料中集料粒径较为单一,难以形成良好密实结构,同时为了提高沥青与集料的黏结性,设计时沥青用量较高,沥青用量过高容易导致路面泛油等病害,尤其是在重载交通作用下泛油现象更为明显。

路面空隙堵塞

排水路面在长期使用过程中,由于空气环境中灰尘较大,同时缺乏路表面空隙堵塞的日常清扫和养护,沥青路面空隙容易被泥土和灰尘堵塞,导致排水功能逐渐减低。观察表明,排水沥青路面开放交通3~10a后,排水能力为通车初期的50%左右。

冬季结冰

通常情况下,排水沥青路面较普通沥青路面冬季更容易结冰,是因为排水路面的空隙率大造成的。空隙率增大减少路面材料的热传导性,下层热量传递到上层不如密级配沥青路面,使排水沥青路面长期处于低温。另外,冬季养护喷洒的融雪剂容易通过连通孔隙进入层底,削弱防冻效果。因此,冬季养护巳成为排水路面养护中遇到的一大挑战,研究表明,在0~5 ℃时,与传统沥青路面差异最为明显。

2排水沥青路面典型病害的预防措施

设计阶段空隙率的确定

空隙率的大小既影响排水沥青路面的排水能力,又影响其耐久性。空隙率越大,排水能力越强,但耐久性随之下降。合理确定排水沥青路面的目标空隙率是确保排水沥青路面成功应用的关键。

在排水路面设计时,应针对具体的降雨特征和道路特点,对排水沥青路面的空隙率进行调整。通过增加排水面层的厚度、增大路面坡度、提高排水面层的渗透系数、缩短排水长度等措施,降低路表发生的径流,使排水沥青路面达到最佳效果。

排水沥青路面的设计

1)选择合适的原材料。排水沥青混合料的表面积一般为传统密级配混合料表面积的一半,沥青混合料中集料的接触很少,接触点的应力更高,必须使用坚硬的破碎集料;沥青材料对排水路面性能影响较大,应采用技术指标好的高黏沥青、掺加高黏改性剂(如TPS 等)的石油沥青,或掺加合格纤维的SBS改性沥青。

2)混合料级配及最佳沥青量。目前国内对排水沥青配合比的设计研究较为成熟,实际应用中应根据项目特点、原材料质量与经济性、施工工艺控制等,经过多方比选与试验后,推荐最为经济合理的方案。

3)应重视黏层、下卧层等配套结构的设计,良好的黏层、下卧层结构可延长排水沥青路面的耐久性。

排水沥青路面作为一种环保生态型道路结构型式,将在我国海绵城市道路建设中得到越来越多的推广和应用。海绵城市的建设,不只是短期的构建,还需要长期良好的运营和维护。排水沥青路面作为海绵城市中重要的一个环节,在长期使用过程中,由于其自身的特点和外界环境的影响,不可避免会出现空隙堵塞、松散等病害,损害路面的排水功能和使用性能,从而影响到海绵城市整体系统的工作。因此,须重视对排水沥青路面病害的产生原因进行分析,做好养护及日常维护,同时加强对排水路面使用性能的检测,对于出现的病害要及时予以有效的治理。


 
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