從空隙率談我國高速公路路面的早期破壞3

　　4空隙宰與我國高速公路的早期破壞轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　研究表明，瀝青路面的空隙率在8%以下時，瀝青層中的水在荷載作用下一般不會產(chǎn)生動水壓力，不容易造成水損害破壞;空隙率大于15%時，水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損害破壞。而當(dāng)路面實際空隙率為8%。15%的范圍內(nèi)時，水容易進(jìn)入混合料內(nèi)部，且在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細(xì)壓力成為動力水，易造成瀝青混合料的水損害破壞。大量路況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國高速公路路面的空隙率較大，一般在5%—15%范圍內(nèi)，不少地段路面現(xiàn)場空隙率高達(dá)10%以上，處于最危險范圍，易產(chǎn)生早期破壞。更為重要的是，空隙率在該范圍，水很容易進(jìn)入路面內(nèi)，加上我國路面設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，習(xí)慣上不考慮路面結(jié)構(gòu)層的排水和不設(shè)置有效防水層，進(jìn)入路面的水不易排出，進(jìn)而誘發(fā)路面的早期破壞。

　　我國高速公路的大多數(shù)早期破壞實際上都是通過水損害破壞表現(xiàn)出來的，主要發(fā)生在雨天特別是雨季。主要表現(xiàn)為：(1)雨水滲人表面層，使瀝青混合料長期處于飽水狀態(tài)，在行車荷載的反復(fù)抽吸作用下，使得集料表面的瀝青薄膜被剝落松散，產(chǎn)生坑洞。(2)自由水透人表面層后較長時間滯留路面內(nèi)，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，產(chǎn)生松散，坑洞、網(wǎng)裂。輪下松散的瀝青混凝土產(chǎn)生壓縮形變和剪切形變，向兩側(cè)擠出，使輪跡帶下陷，兩側(cè)鼓起，形成嚴(yán)重車轍。(3)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，繼而產(chǎn)生唧漿、坑洞、網(wǎng)裂和變形。(4)雨水浸入各結(jié)構(gòu)層的層間，破壞路面結(jié)構(gòu)層間接觸條件，使路面結(jié)構(gòu)的受力狀況惡化，最終導(dǎo)致松散、坑槽和唧漿等早期破壞。

　　此外，我國高速公路集料離析嚴(yán)重，即在路面一定的區(qū)域內(nèi)，粗、細(xì)集料不均勻，偏離了設(shè)計級配，瀝青含量不均勻，偏離了設(shè)計的最佳瀝青用量，從而使該區(qū)域內(nèi)的瀝青混合料實際配合比與設(shè)計的配合比嚴(yán)重地不一致。粗集料集中的部位空隙率過大、瀝青含量偏小，混合料的拉伸強(qiáng)度低，抗裂性能差，易導(dǎo)致開裂、坑槽;細(xì)集料集中的部位則瀝青含量偏多，空隙率過小，易導(dǎo)致車轍、泛油。

　　4.1我國高速公路空隙宰不臺理的原因

　　造成我國高速公路路面實際空隙率不合理的原因很多，大致可歸納為設(shè)計和施工兩個方面。

　　5設(shè)計原因轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　(1)現(xiàn)行規(guī)范對壓實度控制有缺陷，用馬歇爾密度作為檢測標(biāo)準(zhǔn)不能真實地反映路面的實際壓實狀況。路面壓實度計算公式R=P/Pd;試中：式中P為現(xiàn)場取芯密度，Pd為施工當(dāng)天取樣的馬歇爾試驗標(biāo)準(zhǔn)密度。Pd受溫度影響顯著，稍微降低一點拌和溫度和壓實溫度就可得到較低的馬歇爾密度，以這樣的密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度，即使達(dá)到了96%的壓實度，實際路面的密度仍偏低，空隙率偏大。

　　(2)現(xiàn)行規(guī)范馬歇爾密度96%的壓實標(biāo)準(zhǔn)偏低，加上部分高速公路表面層采用H型瀝青混凝土，其設(shè)計空隙率偏大。規(guī)范規(guī)定室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度馬歇爾空隙率VV，則現(xiàn)場路面實際空隙率，VV‘=Kx VV十(1—K)xloo按壓實度計算，則對于設(shè)計空隙率為3%—6%I型瀝青混凝土，現(xiàn)場路面實際空隙率為6.88%—9.76%;設(shè)計空隙率為4%。10%H型瀝青混凝土，現(xiàn)場路面實際空隙率為7.84%。13.6%。

　　(3)瀝青混合料類型與路面結(jié)構(gòu)層厚度不匹配，由于集料最大粒徑過大，大粒徑集料偏多，造成混合料容易離析、壓實困難、空隙率偏大。

　　(4)混合料設(shè)計采用馬歇爾法，試件的空隙率與路面的空隙率不一致。例如沒有考慮施工中混合料老化，用計算法計算理論密度沒有考慮集料對瀝青的吸收等。美國對不同老化時間的集料做過試驗，證明老化時間的長短對瀝青混合料的理論密度有較大影響。據(jù)美國MS—2計算，是否考慮集料對瀝青的吸收，試件空隙宰相差1.5%—2%。

　　(5)對影響空隙率計算結(jié)果準(zhǔn)確性的最大理論密度和試件實測密度沒有統(tǒng)一規(guī)定，而采用不同的測量和計算方法得到的空隙率的計算值相差0—4%。

　　5.1　施工原因

　　(1)施工單位對壓實度的重要性認(rèn)識不夠，只注重路面平整度要求，導(dǎo)致瀝青混合料壓實度不夠，使原本空隙率較大的II型瀝青混凝土的現(xiàn)場空隙率更大，也使I型瀝青混凝土空隙率偏大。

　　(2)路面施工技術(shù)和管理水平不高，離析嚴(yán)重，壓實溫度偏低，使路面混凝土不均勻，局部空隙率過大，局部空隙率過小。
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