沥青试验检测论文

沥青路面泛油现象的分析及防治论文

【摘 要】 本文分析了沥青路面泛油现象的危害性及传统和现代定义的不同。综合国内外研究对沥青路面泛油现象，按照原因和机理的不同分为空隙率过小型、压密型、动水作用型和施工不当型四种，并分别阐述了其判别性特征和原因机理。结合新、旧规范对比分析，按泛油型式不同提出了相应的预防措施。

【关键词】 沥青 路面 泛油 分型 预防措施

一、沥青路面泛油的定义和危害

（一）沥青路面泛油的定义

传统型定义为：沥青面层中的自由沥青受热膨胀，直至沥青混凝，空隙无法容纳，溢出路表的现象；新型定义为：路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部，在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下，集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青，并在水的作用下被迫向上部迁移，从而导致面层上部泛油而底部松散的沥青迁移现象。

（二）沥青路面泛油的危害

路面泛油会造成三种直接后果：一是路面滑溜，对行车安全构成严重威胁，特别是雨天。二是上面层混合料中的沥青含量愈来愈高，而中面层及下面层的沥青含量愈来愈低，直接损害中、下面层的低温抗裂性能、抗疲劳性能。三是沥青迁移造成路面空隙率的不利性改变，上面层空隙率愈来愈小而中、下层空隙率愈来愈大，中下面层空隙率的增大往往伴随着负压的产生及空隙的连通，路面的雨水极容易透过微观裂纹或面层空隙进入基层，甚至击穿上面层，形成水损害。

二、泛油现象分型及其机理

（一）空隙率过小型

1.现象特征

空隙率过小型泛油的现象特征是高温季节，整条路段地出现泛油现象，不管是轮迹带还是非轮迹带，只不过程度轻重不同而已。路表如镜面光滑，雨天车辆易打滑。钻心取样表明，空隙率过小型泛油的内部空隙充满了沥青，表面层厚度方向不存在明显沥青含量差异。

2.泛油的机理

该型泛油的机理是沥青混合料的设计空隙率过小，油石比偏大，在高温季节，沥青受热膨胀，在填满混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此，泛油现象的内因是空隙率过小，而诱发的直接外因是高温。空隙率过小型泛油的原因有二。一是规范标准的不合理导致设计空隙率过小。如我国刚开始推行SMA路面时，照搬国外规范，没有考虑环境条件的差别，将设计空隙率的标准规定为2%-4%，而我国不论北方还是南方，夏季都十分炎热，因此，路面出现泛油成为必然。二是沥青混合料配比设计不当，经验不足，对规范理解不深，没有考虑具体工程的实际情况而造成。

(二)压密型

1.现象特征

压密型泛油的表观特征是伴随有明显的车辙病害，泛油只发生在轮迹带，表面油膜分布较均匀。由于车辙的存在，车辆往往被迫变道行驶，而雨天容易形成积水，这些易对交通安全构成威胁。

2.泛油的机理

压密型泛油的机理：沥青混合料由于压实度标准偏低或压实度不足，路面开放交通后在重载车辆的再次压密作用下，沥青混合料内的集料不断嵌挤而空隙率减少，最终沥青胶浆被挤压到路表而发生泛油。在高温季节，沥青受热体积膨胀，会进一步加剧轮迹带的泛油现象。压实度标准偏低的原因通常是刚引进国外新技术时，对技术标准吃不透，加之缺乏经验造成；而压实度不足是压实功不够造成。

(三)动水作用型

1.现象特征

动水作用型泛油有两种表观形式：一是点状的油斑，由小到大发展；二是沿轮迹带分布的带状泛油。点状油斑的发展过程是，首先在某段轮迹带上出现小块油斑，直径1～2cm左右；随后，轮迹带上的小块油斑逐渐增多、增大，油斑的直径增大到2～5cm不等，继续沿轮迹分布；油斑发展的最后阶段，油斑的直径、面积和爆发密度进一步增大，直至各块油斑逐渐联通成片。带状泛油现象是沿轮迹带分布的。外观考察和钻芯抽提试验发现此类泛油的路段沥青用量正常，不存在过量沥青。

2.泛油的机理

该型泛油的机理是：路面积水在高速行驶的汽车轮胎下形成很高的动水压，这种动水压力随车速的提高呈现几何级数增长。当车速较高时，所产生的动水压足以击穿表面层沥青混凝土，进入面层底部；路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部，在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下，集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青，并在水的作用下被迫向上部迁移，从而导致面层上部泛油而底部松散。

(四)施工不当型

1.现象特征

根据美国热拌沥青混合料铺筑手册，施工不当型泛油一般表现为点状油斑或片状油膜，油斑或油膜的`分布较随机，不具规律性，油斑的发生与有无车辙无关。油斑处钻心试验表明仅该处的沥青含量偏高。

2.泛油的机理

由于原因的复杂性和现象的多样性，施工不当型泛油无法归结为统一的泛油机理。常见的施工不当型泛油的原因有：

（1）骨料离析；

（2）混合料中矿料含水量超标；

（3）石油或柴油污染基层顶面；

（4）施工时改性沥青结合料易聚积在施工机械上，机械碾压过程中这些聚集的沥青从机械掉落下来，从而导致油斑现象。

三、泛油现象的防治

(一)空隙率过小型

空隙过小型泛油是系统性泛油现象，一旦发生，危害严重，影响范围大。预防关键是做好两方面的工作：一是国家主管部门要把好技术规范或标准关；二是国家应尽快实行行业准入制度，无资格认定的不准从事相关技术工作。

（二）压密型

压实度标准偏低或压实度不足，不仅造成车辙和压密型泛油，还造成水损害等早期破坏，影响交通安全和路面耐久性。我国新规范明确指出：沥青路面的成败与否，压实是最重要的工序，许多高速公路沥青路面发生早期损坏，多与压实不足有关，因此压实度的评定至关重要。针对原规范在压实度和压实工艺方面的不足，新规范采取了两项措施：一是将原来的压实度标准提高了1%；二是对沥青路面的压实度采取重点对碾压工艺进行过程控制，并适度钻孔抽检压实度的方法。新规范在压实度控制方面是观念上的重大转变，从原来的钻孔试件测定压实度改为以压实工艺控制为主、钻孔检测作为抽检校核的手段，将事后检查转变为过程控制，即实行施工过程中的在线监测。

（三）动水作用型

由于大空隙率、高速行车和水的综合作用是动水作用型泛油的主要原因。因此，在混合料设计上对不同空隙率的混合料不应使用相同的粘附性标准，应根据沥青混凝土面层中各层孔隙率的不同，对沥青与集料的粘附性要求应随设计空隙率的变化而变化。混合料的空隙率越大，其内部遭受水侵蚀的影响越大，沥青与集料的粘附性要求应越高。对于孔隙率与路面水损害之间的关系，新规范认为孔隙率过大会造成“路面渗水情况严重，并造成严重的水损坏”，如“桥面沥青昆合料的空隙率过大，残余空隙率超过6%-8%，在汽车荷载作用下会产生很强的动水压力，加速铺装层的水损害破坏”。因此，“沥青混合料配合比设计时，最重要的指标莫过于空隙率”。新规范认为原规范的II型沥青混合料空隙率普遍偏大，不适用于多雨潮湿地区的路面使用。对于设计孔隙率指标，新规范结合我国实际情况，规定一个空隙率范围，以适应于不同的需要，这个范围根据公路等级、气候、交通条件不同而有所不同。

（四）施工不当型

防范施工不当型泛油的关键是观念转变，重点抓施工质量过程控制，而不仅是传统的最终质量，在材料和施工工艺两个方面严把质量关。

四、结语

由于泛油现象的多样性和原因的复杂性，所以应是按不同原因和机理对沥青路面的泛油现象进行分类，然后提出针对性的预防措施从根本上解决问题。

参考文献：

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[8]公路沥青路面施工技术规范 (JTJ032—94)[s]．

分析公路沥青路面裂缝成因和措施论文

沥青路面产生裂缝是路面较常见的病害之一。裂缝产生的类型主要有四大类型:①横向裂缝:②纵向裂缝;⑧块状裂缝:④龟裂。无论是哪种裂缝,都是对路面的一种结构性破坏,在其发展的初期对路面的行车功能还未产生大的影响,但在行车荷载,温度以及雨水等的作用下,其破坏程度必将进一步扩大,最终会引起路面结构的破坏,导致行驶功能降低,影响行车安全。

1 横向裂缝

横向裂缝是指与行车路线近于垂直的裂缝,偶尔会伴有少量支缝。横向裂缝在沥青路面中发生次数最多,通常情况下,沥青路面的横向裂缝都能通过面层显现出来,但有时侯半刚性本身的横向开裂并未影响到面层,这种情况下虽然基层的横向裂缝已经存在,但如果不对路面进行开挖或者进行无破损检测是不能知道的。

1.1反射裂缝

沥青面层的特点是强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂缝。基层开裂时,如果面层与基层之间的粘结作用好,面层则给予基层约束作用,这一约束导致基层的开裂在沥青面层内部产生拉应力和拉应变,再加上行车荷载产生的应力叠加作用,当面层内部拉应力或拉应变超过沥青的允许拉应力或拉应变时,沥青层就会在对应基层裂缝的位置发生底部的开裂;如果面层比较薄,裂缝就会自下而上地发展到面层表面,形成“路面反射裂缝”。

1.2温缩裂缝

温缩裂缝是横向裂缝的一种重要表现形式,主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝是由于沥青面层的温度较低或温度骤然下降导致沥青面层温度的梯度变化较快造成的。当温度应力超过道路材料的抗拉强度时便发生开裂导致裂缝,低温收缩首先发生在温度较低,沥青面层质量有缺陷的局部地区。先从表面开始向深度方向,最薄弱的路基横断面扩展。

2 纵向裂缝

纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝。在半填半挖或高填方路段,常由于压实得不好,路基出现不均匀沉降从而产生纵向裂缝;道路加宽的新旧路基结合部位如果处理不好可能产生纵向裂缝。这两类纵向裂缝的长度一般较长,深度可自路面表面深入到路基内部,产生的危害性很大。

3 块状裂缝

一般认为裂缝间距在0.3—3米、面积为0.1—10平方的裂缝为块状裂缝。块状裂缝也是路面常见的一种病害,常见于运营多年的公路。其发生的主要原因可分为两类:一是因为基层强度较低,二是面层强度不足。

3.1基层强度低导致的块裂

荷载作用下导致基层破碎,破碎后的'基层荷载变形量较大,反映到了面层导致面层发生块状裂缝,同时伴有沉陷病害发生;一般情况下,是该原因造成的块状裂缝居多。

3.2面层强度低导致的块裂

有时基层整体性完好,但沥青面层本身因种种原因造成强度不足,这种情况同样可导致块状裂缝发生。当然,面层与基层同时出现问题更易造成块状裂缝。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成、发展过程中,雨水的浸入起到了“催化”的作用。

3.3龟裂

龟裂是在路面局部区域内,发生的类似龟纹状的裂缝:龟裂往往伴有沉陷和唧浆现象。一般认为,龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳破坏,是结构强度不足的体现。

(1)基层强度太高导致的龟裂

基层强度太高,不仅导致更多的干缩、温缩裂缝产生,而且使反射裂缝发生的更为严重,还会造成龟裂发生。这类因基层强度高而发生的龟裂,开裂时首先从基层开始,然后向上发展。

(2)层间粘结不良导致的龟裂

有一类龟裂的发生是出于层间粘结不良造成的。即由于沥青层与其下的沥青层粘结不好,上下层脱开,导致表面层的沥青混合料单独承受荷载和温度的作用,从而发生轻微龟裂。

(3)疲劳导致的龟裂

但还有一类发生在上面层的龟裂,并非因为层间粘结不良造成。而是路面运营若干年后,路面经受行车荷载和温度升降的反复作用,导致沥青结合料老化、沥青混合料劲度模量增大、疲劳性能下降造成的。

4 沥青路面裂缝的预防措施

4.1采用合理的防裂性能好的材料

采用优质沥青,采用密实型沥青混凝土面层,因为较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,同时可以延缓裂缝的扩展。基层选用干缩系数和温缩系数小,抗拉强度高的半刚性材料。用橡胶沥青或聚合物改性沥青做沥青混凝土表面的封层,可提高表面层的抗温度裂缝能力。

4.2沥青面层应有足够的厚度

使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。路面所在地区的气温越低,开裂则越严重。沥青材料的老化,对低温更为敏感,使路面产生开裂的可能性增大。增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂,但不能完全阻止裂缝再次发生。

4.3提高路基的强度和稳定性

路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。

4.4严格施工工序,精心组织施工

路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。

5 结语

在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就能有效控制沥青路面开裂的问题,提高沥青路面的质量,延长使用寿命。

浅谈路基回弹模量对沥青路论文

目前，沥青路面的早期病害问题突出，除重载和施工因素外，大多与路面性能及排水有关。下面是我整理的浅谈路基回弹模量对沥青路论文，欢迎来参考！

摘要：

以半刚性基层方案为研究对象，采用BISAR3.0软件，分析20~100MPa路基回弹模量条件下的路表弯沉值与面层剪应力变化，最后根据数据结果，得出以下结论：①伴随回弹模量不断增大，其对路表弯沉值带来的影响逐渐减弱，新建公路回弹模量应确定在40MPa以上；②路基的回弹模量并不会对面层上剪应力造成太大影响。

关键词： 路基；回弹模量；路表弯沉值；面层剪应力

0引言

回弹模量在沥青路面的结构设计中十分重要，其数值大小不仅会对工程造价造成影响，还关系到公路整体使用品质。本文借助BISAR3.0计算软件，深入分析不同回弹模量对公路弯沉值和剪应力造成的实际影响。

1路面结构方案确定

对半刚性基层而言，其拥有良好的刚度、稳定性和强度，适宜作为路面主要承载层，同时还具有造价低、设计与施工成熟等诸多优势，是国内常用的典型路面结构。运用单轴双圆均匀荷载条件下的弹性层状连续体系及其基本理论分析各种回弹模量水平下弯沉、剪应力、面层压应力、基底拉应力实际变化规律，以此明确回弹模量对于公路路面带来的实际影响。此次分析过程中涉及到的参数有标准轴承、垂直荷载等，如果当量圆的半径等于10.65cm，则轮间距可确定为3倍当量圆半径。采用BISAR3.0软件进行计算和分析，为方便计算，给出的假定条件有：路面的横向用y轴表示；车辆行驶的方向用x轴表示，也就是路面的纵向；路面深度方向用z轴表示。在计算得出的结果当中，拉应力与压应力分别为正、负值。在对某个参数所具有的敏感性进行分析时，其余参数均不发生变化。

2回弹模量的实际影响分析

2.1弯沉影响分析

弯沉值是指路面中各个结构层次和路基整体变形的总和。为分析弯沉值受回弹模量变化的影响，路基的回弹模量分别选择九种情况，变化区间为20~100MPa（以10MPa标准递增），各结构层除弯沉值外的参数均不发生变化，通过对比深入分析路面结构的受力，以此得出回弹模量实际变化趋势。当路基的回弹模量为20MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.58mm和0.53mm，后者占前者92%；当路基的回弹模量为30MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.45mm和0.40mm，后者占前者90%；当路基的回弹模量为40MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.38mm和0.33mm，后者占前者87%；当路基的回弹模量为50MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.33mm和0.28mm，后者占前者85%；当路基的回弹模量为60MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.30mm和0.25mm，后者占前者83%；当路基的回弹模量为70MPa时，路表和路基顶面的`弯沉值分别为0.27mm和0.22mm，后者占前者82%；当路基的回弹模量为80MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.25mm和0.20mm，后者占前者80%；当路基的回弹模量为90MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.24mm和0.19mm，后者占前者79%；当路基的回弹模量为100MPa时，路表和路基顶面的弯沉值分别为0.22mm和0.17mm，后者占前者77%。（1）路表弯沉值下降约62%，路基顶面弯沉值下降约67%，路基顶面弯沉值占路表弯沉值的百分比在77%~92%范围内，伴随回弹模量不断增大，其对路表弯沉值带来的影响逐渐减弱；（2）相比较小的回弹模量所带来的弯沉值实际影响较大，若回弹模量在40MPa以内，弯沉值的曲线有较大陡度；而超过40MPa后，曲线较为平缓[2]。

2.2剪应力影响分析

在车轮施加的横向作用力下，面层将产生一定剪应力。同样借助BISAR3.0软件，对不同回弹模量造成的剪应力影响进行分析。在回弹模量小于30MPa的情况下，将单圆荷载的中心位置作为控制基准点，重点探讨深度和回弹模量对剪应力带来的影响。

2.3面层压应力影响分析

采用BISAR3.0软件，对双圆荷载中心各个位置上的面层底部竖向应力进行计算，此时路基的回弹模量确定在30MPa。通过计算可得，在双圆荷载中心外15.98cm的位置上，面层底部竖向应力达到最大值。选择不同层位，对深度造成的竖向应力实际影响进行分析，选择6cm,9cm和15cm层位，深入研究竖向应力受基层模量的实际影响。从分析结果中可以看出，面层竖向应力和深度成反比关系，即伴随深度不断增加，面层竖向应力减少。路基的回弹模量不会对压应力造成太大影响。

2.4基底拉应力影响分析

在半刚性基层中，无论层间连续或滑动，面层通常都处在受压区，无法发挥控制作用，所以基底拉应力为路面结构的主要控制因素。实践表明，基底拉应力是结构层产生开裂现象的主要原因，路面使用时会受到荷载长期作用，长时间处在应力和应变的交迭变化情况下，导致结构强度不断降低。在荷载达到一定作用次数以后，基底拉应力就会造成路面开裂。通过对基底拉应力受路基回弹模量变化影响的分析可知，回弹模量由20MPa以10MPa标准上升至100MPa，基底拉应力共降低31%。

3结论

本文借助BISAR3.0计算软件，将半刚性基层方案作为主要研究对象，探讨了不同回弹模量对于弯沉和剪应力带来的实际影响，最终可得出下列结论：（1）路基顶面的弯沉值约占路表弯沉值的80%~90%，而且伴随回弹模量不断增大，其对路表弯沉值带来的影响逐渐减弱，回弹模量在40MPa以内时，弯沉值的曲线有较大陡度，而超过40MPa后，曲线较为平缓。基于此，新建公路回弹模量应确定在40MPa以上，以此提升路面整体承载力。（2）深度在10cm以上时，面层剪应力在深度不断增大的情况下明显降低，说明路基的回弹模量并不会对面层上剪应力造成太大影响，提高回弹模量不是解决波浪、堆挤等病害的有效措施。（3）随深度不断增加，面层竖向应力减少。路基回弹模量不会对压应力造成太大影响。（4）基底拉应力是结构层产生开裂现象的主要原因，路基回弹模量的不断增大，会降低对基底拉应力造成的实际影响。

参考文献：

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