瀝青路面泛油現象的分析及防治論文

時間：2024-09-05 09:40:59 其他類論文我要投稿

瀝青路面泛油現象的分析及防治論文

　　【摘要】本文分析了瀝青路面泛油現象的危害性及傳統和現代定義的不同。綜合國內外研究對瀝青路面泛油現象，按照原因和機理的不同分為空隙率過小型、壓密型、動水作用型和施工不當型四種，并分別闡述了其判別性特征和原因機理。結合新、舊規范對比分析，按泛油型式不同提出了相應的預防措施。

瀝青路面泛油現象的分析及防治論文

　　【關鍵詞】瀝青路面泛油分型預防措施

　　一、瀝青路面泛油的定義和危害

　　（一）瀝青路面泛油的定義

　　傳統型定義為：瀝青面層中的自由瀝青受熱膨脹，直至瀝青混凝，空隙無法容納，溢出路表的現象；新型定義為：路表水侵入面層內部并長期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復作用和動壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導致面層上部泛油而底部松散的瀝青遷移現象。

　　（二）瀝青路面泛油的危害

　　路面泛油會造成三種直接后果：一是路面滑溜，對行車安全構成嚴重威脅，特別是雨天。二是上面層混合料中的瀝青含量愈來愈高，而中面層及下面層的瀝青含量愈來愈低，直接損害中、下面層的低溫抗裂性能、抗疲勞性能。三是瀝青遷移造成路面空隙率的不利性改變，上面層空隙率愈來愈小而中、下層空隙率愈來愈大，中下面層空隙率的增大往往伴隨著負壓的產生及空隙的連通，路面的雨水極容易透過微觀裂紋或面層空隙進入基層，甚至擊穿上面層，形成水損害。

　　二、泛油現象分型及其機理

　　（一）空隙率過小型

　　1.現象特征

　　空隙率過小型泛油的現象特征是高溫季節，整條路段地出現泛油現象，不管是輪跡帶還是非輪跡帶，只不過程度輕重不同而已。路表如鏡面光滑，雨天車輛易打滑。鉆心取樣表明，空隙率過小型泛油的內部空隙充滿了瀝青，表面層厚度方向不存在明顯瀝青含量差異。

　　2.泛油的機理

　　該型泛油的機理是瀝青混合料的設計空隙率過小，油石比偏大，在高溫季節，瀝青受熱膨脹，在填滿混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此，泛油現象的內因是空隙率過小，而誘發的直接外因是高溫。空隙率過小型泛油的原因有二。一是規范標準的不合理導致設計空隙率過小。如我國剛開始推行SMA路面時，照搬國外規范，沒有考慮環境條件的差別，將設計空隙率的標準規定為2%-4%，而我國不論北方還是南方，夏季都十分炎熱，因此，路面出現泛油成為必然。二是瀝青混合料配比設計不當，經驗不足，對規范理解不深，沒有考慮具體工程的實際情況而造成。

　　(二)壓密型

　　1.現象特征

　　壓密型泛油的表觀特征是伴隨有明顯的車轍病害，泛油只發生在輪跡帶，表面油膜分布較均勻。由于車轍的存在，車輛往往被迫變道行駛，而雨天容易形成積水，這些易對交通安全構成威脅。

　　2.泛油的機理

　　壓密型泛油的機理：瀝青混合料由于壓實度標準偏低或壓實度不足，路面開放交通后在重載車輛的再次壓密作用下，瀝青混合料內的集料不斷嵌擠而空隙率減少，最終瀝青膠漿被擠壓到路表而發生泛油。在高溫季節，瀝青受熱體積膨脹，會進一步加劇輪跡帶的泛油現象。壓實度標準偏低的原因通常是剛引進國外新技術時，對技術標準吃不透，加之缺乏經驗造成；而壓實度不足是壓實功不夠造成。

　　(三)動水作用型

　　1.現象特征

　　動水作用型泛油有兩種表觀形式：一是點狀的油斑，由小到大發展；二是沿輪跡帶分布的帶狀泛油。點狀油斑的發展過程是，首先在某段輪跡帶上出現小塊油斑，直徑1～2cm左右；隨后，輪跡帶上的小塊油斑逐漸增多、增大，油斑的直徑增大到2～5cm不等，繼續沿輪跡分布；油斑發展的最后階段，油斑的直徑、面積和爆發密度進一步增大，直至各塊油斑逐漸聯通成片。帶狀泛油現象是沿輪跡帶分布的。外觀考察和鉆芯抽提試驗發現此類泛油的路段瀝青用量正常，不存在過量瀝青。

　　2.泛油的機理

　　該型泛油的機理是：路面積水在高速行駛的汽車輪胎下形成很高的動水壓，這種動水壓力隨車速的提高呈現幾何級數增長。當車速較高時，所產生的動水壓足以擊穿表面層瀝青混凝土，進入面層底部；路表水侵入面層內部并長期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復作用和動壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導致面層上部泛油而底部松散。

　　(四)施工不當型

　　1.現象特征

　　根據美國熱拌瀝青混合料鋪筑手冊，施工不當型泛油一般表現為點狀油斑或片狀油膜，油斑或油膜的分布較隨機，不具規律性，油斑的發生與有無車轍無關。油斑處鉆心試驗表明僅該處的瀝青含量偏高。

　　2.泛油的機理

　　由于原因的復雜性和現象的多樣性，施工不當型泛油無法歸結為統一的泛油機理。常見的施工不當型泛油的原因有：

　　（1）骨料離析；

　　（2）混合料中礦料含水量超標；

　　（3）石油或柴油污染基層頂面；

　　（4）施工時改性瀝青結合料易聚積在施工機械上，機械碾壓過程中這些聚集的瀝青從機械掉落下來，從而導致油斑現象。

　　三、泛油現象的防治

　　(一)空隙率過小型

　　空隙過小型泛油是系統性泛油現象，一旦發生，危害嚴重，影響范圍大。預防關鍵是做好兩方面的工作：一是國家主管部門要把好技術規范或標準關；二是國家應盡快實行行業準入制度，無資格認定的不準從事相關技術工作。

　　（二）壓密型

　　壓實度標準偏低或壓實度不足，不僅造成車轍和壓密型泛油，還造成水損害等早期破壞，影響交通安全和路面耐久性。我國新規范明確指出：瀝青路面的成敗與否，壓實是最重要的工序，許多高速公路瀝青路面發生早期損壞，多與壓實不足有關，因此壓實度的評定至關重要。針對原規范在壓實度和壓實工藝方面的不足，新規范采取了兩項措施：一是將原來的壓實度標準提高了1%；二是對瀝青路面的壓實度采取重點對碾壓工藝進行過程控制，并適度鉆孔抽檢壓實度的方法。新規范在壓實度控制方面是觀念上的重大轉變，從原來的鉆孔試件測定壓實度改為以壓實工藝控制為主、鉆孔檢測作為抽檢校核的手段，將事后檢查轉變為過程控制，即實行施工過程中的在線監測。

　　（三）動水作用型

　　由于大空隙率、高速行車和水的綜合作用是動水作用型泛油的主要原因。因此，在混合料設計上對不同空隙率的混合料不應使用相同的粘附性標準，應根據瀝青混凝土面層中各層孔隙率的不同，對瀝青與集料的粘附性要求應隨設計空隙率的變化而變化。混合料的空隙率越大，其內部遭受水侵蝕的影響越大，瀝青與集料的粘附性要求應越高。對于孔隙率與路面水損害之間的關系，新規范認為孔隙率過大會造成“路面滲水情況嚴重，并造成嚴重的水損壞”，如“橋面瀝青昆合料的空隙率過大，殘余空隙率超過6%-8%，在汽車荷載作用下會產生很強的動水壓力，加速鋪裝層的水損害破壞”。因此，“瀝青混合料配合比設計時，最重要的指標莫過于空隙率”。新規范認為原規范的II型瀝青混合料空隙率普遍偏大，不適用于多雨潮濕地區的路面使用。對于設計孔隙率指標，新規范結合我國實際情況，規定一個空隙率范圍，以適應于不同的需要，這個范圍根據公路等級、氣候、交通條件不同而有所不同。

　　（四）施工不當型

　　防范施工不當型泛油的關鍵是觀念轉變，重點抓施工質量過程控制，而不僅是傳統的最終質量，在材料和施工工藝兩個方面嚴把質量關。

　　四、結語

　　由于泛油現象的多樣性和原因的復雜性，所以應是按不同原因和機理對瀝青路面的泛油現象進行分類，然后提出針對性的預防措施從根本上解決問題。

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