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高速公路路面破坏和路基病害的特征及成因分析
作者:佚名 来源:中国论文下载中心 点击量: 发布时间:2013-7-3 22:41:42
力不足以抵抗超载和重载车作用下的剪应力,尤其是在长大纵坡上坡路段,由于重载车车况差、爬坡车速降低,更为严重。严重车辙的内因是由于沥青混凝土的矿料级配不合适。我国已通车的多数高速公路都使用规范中的连续式密集配。沥青混凝土的高温抗形变能力较差,不能承受重载交通的反复作用,容易产生严重辙槽。有的为避免产生水破坏,有意在沥青混凝土中多用细集料和沥青。未经认真试验研究,就大量使用美国的SUP.自由水进入并长期滞留在中面层内,使中面层沥青混凝土强度显著减弱、沥青剥落直到松散,表面开始产生较严重辙槽、辙槽两侧鼓起。

  1.4裂缝类

  沥青路面开裂是国际上最普遍的损坏现象之一,只不过是裂缝发生的早晚、多少及裂缝的类型有所不同。我国沥青路面的裂缝有横向裂缝、纵向裂缝、网裂、沉降裂缝等。

  横向裂缝是由于在寒冷季节气温骤降和反复的温度变化后,因疲劳而产生的温缩裂缝;半刚性基层的干缩和冷缩开裂造成的沥青路面的反射性裂缝;或者两者综合作用产生的裂缝。温缩裂缝至今国际上并没有有效的根治措施,不属于早期破坏。

  第二种是自上而下的表面裂缝。近年来国际上对沥青路面自上而下的表面裂缝研究甚多,发现当沥青层较厚时,由于路表面沥青容易老化,沥青混和料的自愈能力逐渐丧失,极限拉伸应变不断减小,在车载荷载直接作用下,在轮迹部位产生大的拉应力或剪应力,导致路面产生开裂。但我国沥青路面的表面裂缝有相当部分与由于沥青层的层间污染没有很好粘结成为整体,首先使表面层或上、中层压碎有关。

  第三种是自下而上的疲劳裂缝。由于我国路面的沥青层较薄,高速公路沥青路面的纵向裂缝和网裂比较普遍,其原因是路面承载能力不足,导致路面的结构性损坏。基层结构松散,尤其在有雨水的不利季节,承载能力不足于承受超载车和繁重交通的作用,造成路面大面积损坏。基层松散的原因少数是施工时没有成型,大部分是由于半刚性基层在施工过程中水泥剂量过高,强度过高,收缩严重开裂,使整层的半刚性基层分裂为大块,在使用过程中又逐渐破碎为小块,最后成为碎块。

  二、高速公路路基病害的特征及成因

  2.1基层

  高速公路的半刚性基层厚度多在20cm左右,采用水泥稳定碎石(或砾石)或石灰粉煤灰稳定碎石(或砾石)半刚性底基层厚20-40cm,采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半刚性材料层的总厚度通常不超过60cm,最薄为40cm.

  半刚性材料路面的承载能力取决于半刚性材料层的质量和厚度因素,如果基层或底基层质量不好或不均匀性大,不能形成一个完整的整体,容易导致沥青路面产生局部破损。在路面设计和施工都符合要求的情况下,半刚性路面的结构性破坏常发生在行车道的轮迹带上。在轮迹带上先产生纵向细小裂缝,尔后产生通过轮迹带的横向裂缝,最后发展成网裂和形变。

  2.2岩土地基

  填土路堤路基产生纵向不均匀沉降,使路面顶面产生波滚式的不平整。其产沉降的原因:一是原土地基产生固结变形,在填筑路堤之后,地基收到加载作用,产生压缩变形。二是路堤本身产生固结变形,是与填土高度、土的性质和压实度密切相关。

  路基压实度不够产生的纵向裂缝由于地基和填土在槽向不可避免的不均匀性,特别是在有表面水渗入地基的情况下,沥青路面和水泥混凝土路面或早或迟都会产生一些细而短的纵向裂缝。

  桥头跳车是由路基路面沉降引起的,是路基路面纵向变形最严重的一种形式。它是由于桥头填土较厚,路基路面容易产生大的沉降,而桥头的沉降量很小,从而产生错台高差。这种现象在软基路段、湿陷性黄土地区尤为严重。

  2.3特种土层的路基

  淤泥质黏土、红粘土等软土地基往往因固结沉降稳定时间长,或是因修路微型水文地质条件发生了改变,从而引起路面沉陷。湿陷性黄土路基:在地下水的作用下老的空穴增大,并发生新的空穴。

  2.4不良地质现象对路基稳定的影响

  地基位于(或存在)不良地质体,如滑坡、空穴,由于高速公路的修建改变了微地貌环境,水地质条件、工程地质条件均发生了变化,在持续动荷载作用下,原有的不利地质条件被进一步激发、扩大,从而引起路面沉陷、裂缝,甚至大范围的路基塌滑。高速公路位于古滑坡体上,路基的一部分位于滑动面上,在动载荷作用下,引发路基边坡大范围失稳和路基深部的空穴,在路基填土的压力和车辆动荷载作用下发生沉陷,引起路面沉陷。

  综上所述,将路面破损和路基病害成因类型对应分析,能够发现它们相互作用、相互影响。路基病害会

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