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公路沥青路面水损害与预防对策研究
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摘要:沥青路面结构内部的孔隙水在高速行车荷载的作用下造成的瞬时超孔隙水压力,是造成路面水损害的重要原因。由孔隙水压产生的附加应力,使孔隙加大,贯通形成宏观裂纹并逐渐扩展,加速了沥青路面的破坏。针对沥青路面水损害问题,本文系统地介绍了国内外研究者在这方面所做的研究工作,同时对沥青路面水损害产生的原因及过程进行了详细分析,并在此基础上提出了一系列沥青路面的水损害防治措施。
关键词:沥青路面;水损害;孔隙水压力;疲劳损伤
Abstract:Theinstantaneoussuperporewaterpressureproducedbytheporewateroftheinnerstructureofasphaltpavement,undertheactionofthehighspeedwheelload,isanimportantreasonthatresultsinwaterdamageofthepavement.Additionalstessproducedbyporewaterpressure,maketheporeenlargement,makeporebecomelargeandformthemacroscopiccrackwhichexpandsgradually,acceleratingthebreakageoftheasphaltpavment.Aimingattheproblemofwaterbreakageoftheasphaltpavement,thispapersystematicallyintroducesthedomesticandinternationalresearchfordoingthisworks,simultaneityanalysesthereasonandprocessesofwaterdamageoftheroadsurfaceindetail,andputsforwardaseriesofmeasurestopreventit.
Keywords:asphaltpavement;moisturedamage;porewaterpressure
0引言
沥青路面水损坏是一个普遍存在的问题,也决不是一个过时的话题,特别是在中国南方地区。沥青路面水损坏问题的本质是沥青与集料在静、动水压力作用下的持续粘附能力,这也是该问题的核心。
1.沥青路面水损坏的特性
沥青混合料水损坏的作用机理,主要依据是沥青对集料的粘附理论,包括力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。
1.1沥青特性沥青一般带负电荷,由于含有少量羧酸和亚枫而呈弱酸性;而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。所以,按照化学反应理论,沥青对集料的粘附性决定于集料的岩性。
1.2集料特性某些集料过分坚硬致密,破碎后表面光滑不利于沥青粘附。潮湿的集料与沥青的粘附性大大降低。滞留在混合料内部的水分夏季遇高温会变为水蒸汽,使沥青膜从集料表面撑开。而有些吸水率稍大的集料,只要施工时彻底干燥,沥青将会被吸入集料内部一部分,反而有良好的水稳定性。集料中含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大,土壤都带有负电荷,它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言,水渗入路面中的途径还是很多的。
2.影响沥青路面水损坏的路面结构因素分析
路面结构组合和路面排水设计合理时,路面排水通畅,路面结构内部基本无积水或不至于产生动水压力,有利于沥青混合料的水稳定性,反之则不利于沥青混合料的水稳定性。
2.1路面结构组合设计
2.1.1材料——沥青混合料类型。沥青混合料为全开式结构或密实式结构时,路面不易发生水损坏;沥青混合料为半开式结构时,路面易发生水损坏。随着公称最大粒径的增大,渗水系数将增加,所以为了做到密水,减小公称最大粒径是有效的。
2.1.2结构组合。路面结构组合设计包括给路面不同层位选择恰当的材料类型,保证路面结构的整体承载力和水稳定性。这包括选择密实而具有良好骨架结构的沥青混合料,使得路面不至于发生表面型水损坏;选择良好的透层和粘层材料,使得路面整体强度足够,不至于发生内部型水损坏;处理好接缝,避免缝边级配离析和压实不足。
2.2路面排水设计
路面排水设计与沥青路面水损坏密切相关,适当的路面排水设计与路面结构设计组合可以极大地减缓路面水损坏。路面排水
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