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。而當路面實際空隙率為8%。15%的范圍內時，水容易進入混合料內部，且在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細壓力成為動力水，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，不少地段路面現(xiàn)場空隙率高達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，水很容易進入路面內，加上我國路面設計結構不合理，習慣上不考慮路面結構層的排水和不設置有效防水層，進入路面的水不易排出，進而誘發(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，使瀝青與碎石的粘結力減弱。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，向兩側擠出，使輪跡帶下陷，兩側鼓起，形成嚴重車轍。(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)雨水浸入各結構層的層間，破壞路面結構層間接觸條件，使路面結構的受力狀況惡化，最終導致松散、坑槽和唧漿等早期破壞。

　　此外，我國高速公路集料離析嚴重，即在路面一定的區(qū)域內，粗、細集料不均勻，偏離了設計級配，瀝青含量不均勻，偏離了設計的最佳瀝青用量，從而使該區(qū)域內的瀝青混合料實際配合比與設計的配合比嚴重地不一致。粗集料集中的部位空隙率過大、瀝青含量偏小，混合料的拉伸強度低，抗裂性能差，易導致開裂、坑槽;細集料集中的部位則瀝青含量偏多，空隙率過小，易導致車轍、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，大致可歸納為設計和施工兩個方面。

　　5設計原因轉自環(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準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為施工當天取樣的馬歇爾試驗標準密度。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準密度，即使達到了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%的壓實標準偏低，加上部分高速公路表面層采用H型瀝青混凝土，其設計空隙率偏大。規(guī)范規(guī)定室內標準密度馬歇爾空隙率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構層厚度不匹配，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果準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識不夠，只注重路面平整度要求，導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)路面施工技術和管理水平不高，離析嚴重，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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