瀝青公路路面損壞原因分析

黃　凱

摘要：文章針對(duì)瀝青路面的主要病害，分析了水損壞的產(chǎn)生和發(fā)展過程，從瀝青路面的設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)管理等三方面分析了路面損壞的原因，提出應(yīng)該針對(duì)瀝青路面的水損壞做好防水和排水的設(shè)計(jì)和施工，并加強(qiáng)日常使用管理。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；病害防治；水損壞；原因分析

中圖分類號(hào)：U414文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）02-0156-02

近年來，隨著國(guó)家加大對(duì)瀝青路面科研的投入，大力推廣和應(yīng)用新技術(shù)。廣西在路網(wǎng)建設(shè)設(shè)計(jì)中，其路面結(jié)構(gòu)多數(shù)為瀝青公路。但很多新建、改建的瀝青路面在通車一、兩年后就出現(xiàn)了坑槽、車轍、波浪、龜裂（特別嚴(yán)重）等病害，本文將對(duì)瀝青路面損壞的原因進(jìn)行分析。

一、瀝青路面損壞表現(xiàn)形式

瀝青路面的病害表現(xiàn)形式主要有：坑槽、車轍、波浪、剝落、龜裂、松散、沉陷、凍脹和泛漿、泛油等。我地區(qū)修建的瀝青路面主要有以下幾種病害：

1．龜裂。初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫，縱向裂縫基本平行于道路中心線，距路邊緣3m～5m，有時(shí)伴隨有少量支縫。而后在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫，形成裂縫網(wǎng)，局部伴隨沉陷、唧漿現(xiàn)象。

2．車轍。在行車載荷重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生累積永久性的帶狀凹槽，表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差。

3．波浪。路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用產(chǎn)生波浪。

4．坑槽。往往是由龜裂和松散等其他損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。

二、水損壞的產(chǎn)生和發(fā)展過程

據(jù)大量的瀝青路面損壞狀況調(diào)查和路面使用經(jīng)驗(yàn)表明，進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)的自由水是造成或加速路面損壞的首要原因。瀝青路面水損壞是指被圍封在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分會(huì)軟化各結(jié)構(gòu)層材料和土基，使其強(qiáng)度下降、變形增加，從而使路面結(jié)構(gòu)承載力降低、縮短路面壽命。

水具有較強(qiáng)的表面張力和濕潤(rùn)性，通過瀝青的自發(fā)乳化作用并穿透瀝青膜侵入集料—瀝青截面，并最終將其取代。水損壞一般是自下而上的過程，即由瀝青層底部逐漸向上擴(kuò)展，最終貫穿整個(gè)瀝青面層造成破壞，與地下水在蒸發(fā)壓作用和毛細(xì)作用下上升有關(guān)。表面滲水也有積聚于瀝青面層底部的趨勢(shì)，水損壞在瀝青面層底部發(fā)展更為嚴(yán)重。水損壞有明顯的自愈能力，因而水損壞具有反復(fù)性。

高速行車、水和較大空隙相互作用而產(chǎn)生泛油，造成瀝青——集料粘附性不足，瀝青逐漸削離，形成自由瀝青，比重略小于水自然上浮，在輪胎的真空吸力作用下遷移。瀝青是從面層下部的集料表面剝落后向上遷移的，瀝青遷移的同時(shí)，造成內(nèi)部集料松散，降低整體強(qiáng)度，產(chǎn)生裂縫，形成坑洞。因此，水損壞最終發(fā)展成為松散和坑洞。

三、瀝青路面損壞原因分析

瀝青路面損壞是多種因素綜合作用的結(jié)果，除了氣候、地形、地貌、土壤等自然環(huán)境條件的影響之外，本文著重從以下三方面分析人為因素的影響：

（一）設(shè)計(jì)方面

1．路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。根據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足抗?jié)B要求。我們多選用瀝青碎石的瀝青路面，由于空隙率較大，其面層結(jié)構(gòu)始終處于滲水狀態(tài)。因此，必須在瀝青面層下設(shè)下封層。但是實(shí)際中因受地質(zhì)等條件的制約，常采用暫時(shí)不設(shè)I型密級(jí)的路面結(jié)構(gòu)層組合予以過渡。因此一旦半剛性基層破壞，即導(dǎo)致瀝青混凝土各結(jié)構(gòu)層間結(jié)合不良，降低路面結(jié)構(gòu)層的整體功能和抗彎拉應(yīng)力，導(dǎo)致面層開裂。

2．路面厚度偏薄。路面結(jié)構(gòu)組合單一，面層厚度偏薄，變異性大，設(shè)計(jì)層厚度與集料公稱粒徑不匹配。因此，路面施工時(shí)容易發(fā)生離析，混合料壓實(shí)困難，路面壓實(shí)度得不到保障，容易造成瀝青路面空隙率偏大。而6％～13％之間是最容易產(chǎn)生水損壞的危險(xiǎn)空隙率，大空隙率無疑為面層產(chǎn)生水損壞提供了條件。

3．路面設(shè)計(jì)橫坡偏小，且排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)不夠完善。每次降雨，都使大量地表水積聚在公路路面及路基范圍內(nèi)，使公路成了排水溝，導(dǎo)致大量水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層和路基中，路面水排出速度緩慢，使得地面水下滲時(shí)間增加，造成水損害增加。

4．配合比設(shè)計(jì)與規(guī)范和實(shí)際存在差距。通常配合比設(shè)計(jì)中期望值與規(guī)范要求的有關(guān)指標(biāo)與實(shí)際成型的存在較大差距，符合要求的合格率較低。因此，使得成型混合料的實(shí)際狀態(tài)和使用情況難以達(dá)到規(guī)范要求。

（二）施工方面

1．混合料配制。對(duì)原材料檢驗(yàn)不嚴(yán)，對(duì)瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)，加上施工機(jī)械設(shè)備陳舊、不配套，使混合料的配合比計(jì)量、拌和均勻性等受到很大影響。瀝青混合料加熱溫度過高，瀝青和礦料拌和時(shí)，瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化，使路面強(qiáng)度不足，產(chǎn)生松散、坑槽等病害。

2．瀝青面層顆粒離析。集料大小顆粒組成不均勻以及在運(yùn)輸和攤鋪過程中造成粗細(xì)顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析使局部粗集料偏多，細(xì)集料偏小，不易壓實(shí)，導(dǎo)致礦料與瀝青的粘結(jié)力偏小，抗剪強(qiáng)度降低，容易使瀝青路面出現(xiàn)松散。局部細(xì)集料偏多，粗集料偏少，使瀝青路面熱穩(wěn)定性差，在高溫季節(jié)容易出現(xiàn)車轍、壅包等病害。

3．路面壓實(shí)不合理。瀝青路面壓實(shí)不足，會(huì)導(dǎo)致孔隙率增大，從而加速瀝青混和料的老化；過壓將會(huì)使礦料破碎，而使壓實(shí)度反而降低或孔隙率過小，易出現(xiàn)泛油和失穩(wěn)，影響路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

4．基層壓實(shí)度不足，空隙率過大。雖然在施工中，嚴(yán)格按最大干密度控制施工壓實(shí)度，但卻忽略了基層的壓實(shí)度與混合料中粗細(xì)集料的比例特征，特別是粗集料的比例特征密切相關(guān)，當(dāng)測(cè)定點(diǎn)的粗粒料含量偏大時(shí)，即使壓實(shí)度達(dá)到100%，并不表示該基層密實(shí)，致使瀝青路面產(chǎn)生坑槽、松散等病害。

5．施工管理不嚴(yán)格。一些無路面施工經(jīng)驗(yàn)、無路面設(shè)備和技術(shù)力量的施工隊(duì)伍承擔(dān)路面施工；監(jiān)理有職無權(quán)，無法嚴(yán)格監(jiān)理；不按施工技術(shù)規(guī)范要求施工，趕工期，搞獻(xiàn)禮工程等。

（三）養(yǎng)護(hù)管理方面

1．養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、方法不當(dāng)。瀝青路面在行車作用下出現(xiàn)小面積松散、個(gè)別坑槽后，未及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；有些養(yǎng)護(hù)人員，在瀝青混凝土路面上采取人工噴油、人工灑料方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，結(jié)果破壞了原路面的平整度，甚至由于噴油不夠，用油量控制不平，造成泛油、壅包、松散等病害。

2．超限運(yùn)輸。引起瀝青路面破壞的后天原因中最主要的是超限運(yùn)輸。超限運(yùn)輸亦稱為公路“殺手”，現(xiàn)在超限車輛的增加對(duì)公路的路面破壞程度以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，使瀝青面層的使用年限縮短50％～60％。

3．瀝青老化。在長(zhǎng)期交通荷載、自然因素的綜合作用下面層中瀝青出現(xiàn)不同程度的老化，隨著瀝青層位的上升，路面瀝青膠結(jié)料從下到上老化程度依次增大，路面空隙率過大也會(huì)加劇瀝青層瀝青的老化。

四、結(jié)語(yǔ)

瀝青路面的破壞，不僅與設(shè)計(jì)、施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護(hù)和管理聯(lián)系緊密。但從技術(shù)層面講，水對(duì)路面的損壞最大，而且具有普遍性。因此，防止瀝青路面早期水損壞的主要措施應(yīng)該首先防水，然后做好路面的排水設(shè)計(jì)和施工。其次，應(yīng)該加強(qiáng)日常使用環(huán)節(jié)的管理和養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)瀝青路面的使用周期。

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作者簡(jiǎn)介：黃凱（1971- ），北流市公路局助理工程師，研究方向：路橋。