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柴油泄漏对沥青混凝土路面的长期影响

高等级公路车速高、控制出入、不停车、路段封闭,若发生柴油泄漏事故,将形成由点及线长达数公里的“油蚀带”,被油蚀的沥青混凝土路面软化、松散,在高温、雨水、行车荷载的综合作用下,出现油蚀性坑槽病害,“油蚀带”发展为“坑槽带”,其数量之多,对路面承载能力、耐久性、舒适性及行车安全的影响之大而备受关注。

针对此问题,台山沥青混凝土做了大量的室内研究,通过马歇尔稳定度试验、劈裂试验、车辙试验、冻融劈裂试验对比沥青混合料油蚀前后的指标值的变化以评价油蚀对沥青混凝土路面的影响程度,却缺乏对实际污染路面使用性能的长期跟踪观测。

污染1个月后路面性能分析

(1)取芯方案。

柴油污染1个月后,选择代表性断面1、2、3、4钻取芯样。断面1、2位于“白+黑”路段三等分点处,断面3、4位于三层沥青混凝土路面的三等分点处。每个断面处路肩和慢车道分别取芯7个,共取芯56个。钻芯过程中,现场记录芯样的特殊气味、遇水的颜色变化。无污染的路段取出的芯样无特殊气味,遇水无颜色变化;有柴油污染慢车道上取出的芯样有油味,遇水有油花。

(2)芯样试验结果分析

鉴于广东地区高温、多雨的区域特点,选择马歇尔稳定度、标准浸水飞散试验以评价柴油对沥青混凝土路面高温稳定性和水稳定性的影响。对钻取的芯样加工后进行室内马歇尔稳定度、标准飞散试验,以判断油污对路面的影响。整体而言,柴油对沥青混凝土路面的高温稳定性有较大影响,且对“白+黑”路面的影响大于三层沥青混凝土路面;沿着行车方向,随着漏油量的增加,影响逐渐变大;“白+黑”路面上面层稳定度下降幅度最大为29.7%,最小为19.0%,平均为24.4%,中面层稳定度下降幅度最大为21.4%,最小为12.9%,平均为17.2%;三层沥青混凝土路面上面层稳定度下降幅度最大为19.1%,最小为14.3%,平均为16.7%,中面层稳定度下降幅度最大为17.7%,最小为11.1%,平均为14.1%。整体而言,柴油对沥青混凝土路面的水稳定性有较大影响,对“白+黑”路面的影响大于三层沥青混凝土路面;沿着行车方向,随着漏油量的增加,影响逐渐变大;“白+黑”路面上面层飞散质量损失增加幅度最大为121%,最小为104%,平均为112.5%,中面层飞散质量损失增加幅度最大为86%,最小为78%,平均为82%;三层沥青混凝土路面上面层飞散质量损失增加幅度最大为71%,最小为62%,平均为66.5%,中面层飞散质量损失增加幅度最大为59%,最小为52%,平均为55.5%。

综上所述,柴油对GZ高速公路沥青混凝土路面使用性能产生较大影响,其中柴油对“白+黑”路面影响大于三层沥青混凝土路面,对上面层的影响大于中面层的影响;柴油泄漏1个月后,导致“白+黑”路面上面层、中面层稳定度下降幅度分别平均为24.4%、17.2%,飞散质量损失上升幅度分别平均为112.5%、82%,导致三层沥青混凝土路面上面层、中面层稳定度下降幅度分别平均为16.7%、14.1%,飞散质量损失上升幅度分别平均为66.5%、55.5%。柴油已渗透至中面层,柴油渗透速度快、渗透深度深、腐蚀能力强。

污染后3个月油污路面病害调查

事故发生后3个月,再次对受污染路段路面进行了路面损坏状况调查。调查发现,事故路段路面已出现较多坑槽,且坑槽主要集中在“白+黑”路面路段,三层沥青混凝土路面暂无坑槽病害出现。据统计,现场坑槽病害的面积已经达到21.12m2。
坑槽的外形较有特点:总体来看,坑槽沿油迹带方向已发展为坑槽带;单个来看,坑槽处上面层几乎完全剥落,中面层骨料外露,坑槽边界较为整齐,为典型的油污性坑槽。

污染4个月后路面性能分析

(1)取芯方案。

结合“白+黑”路面出现的坑槽病害特征,污染4个月后对“白+黑”受污路面再次取芯。取芯方案与污染1个月断面1、断面2取芯方案一致,共取芯28个。本次取芯过程中,受污路段取出的芯样已无特殊气味,遇水无颜色变化。

(2)芯样试验结果分析。

对钻取的芯样进行室内马歇尔稳定度、标准飞散试验,以判断油污对路面的影响。柴油泄漏于路面约4个月后,柴油对芯样的高温稳定性、水稳定性影响显著。上面层稳定度下降幅度最大为43.8%,最小为33.2%;中面层稳定度下降幅度最大为35.8%,最小为33.4%;上面层飞散质量损失增加幅度均为139%,中面层飞散质量损失增加幅度最大为126%,最小为100%。

对比污染后1个月和4个月的试验数据,可知,随着污染时长的持续,柴油对沥青混凝土路面的影响也在持续。较污染后1个月相比,污染后4个月的高温稳定性、水稳定性下降幅度在30%左右。下降幅度较大,表明柴油对沥青混凝土路面影响的持久性。

综上所述,柴油具有对沥青混凝土路面渗透速度快、渗透深度深、腐蚀能力强、影响持久的特点,柴油泄漏于沥青混凝土路面后,路面在较短时间内出现油蚀性坑槽病害。

结语

通过大量室内试验,可得柴油对沥青混凝土路面抗滑性能有一定影响,柴油泄漏事故已造成了三层沥青混凝土路段沥青混凝土路面抗滑性能不满足规范要求;柴油对沥青混凝土路面的高温稳定性、水稳定性有较大影响,对“白+黑”路面的影响大于三层沥青混凝土路面;污染4个月较污染1个月相比,上面层和中面层高温稳定性、水稳定性下降幅度约为30%。

通过柴油对沥青混凝土路面长达4个月影响的观测和研究,可得柴油对沥青混凝土路面具有渗透速度快、渗透深度深、腐蚀能力强、影响持久的特点,柴油泄漏于沥青混凝土路面后,路面在较短时间内出现油蚀性坑槽病害。因此,在处理柴油事件时,建议越及时越好,越彻底越好。

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