高速公路瀝青混凝土路面早期病害成因及防治

黃　梅

摘要：我國(guó)高速公路的瀝青混凝土路面最常見(jiàn)的早期病害現(xiàn)象有：裂縫、水破壞、松散、早期車轍、沉陷、坑槽等，對(duì)新建公路的正常使用形成了嚴(yán)重的威脅，對(duì)公路維護(hù)提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：高速公路 瀝青混凝土 早期病害

0 引言

隨著高速公路交通量日益增大，高速公路路面面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，很多高速公路瀝青路面均呈現(xiàn)出一定的早期破壞，主要表現(xiàn)特征為：縱、橫向裂縫、水破壞、松散、早期車轍、沉陷、坑槽等現(xiàn)象，這都直接影響了車輛的運(yùn)行，也增大了養(yǎng)護(hù)管理資金的投入。因此，如何及時(shí)治理公路瀝青路面的早期病害，是擺在公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理者面前的新課題。下面對(duì)瀝青路面早期病害產(chǎn)生的原因及防治加以探討。

1 瀝青混凝土路面早期病害成因分析

造成瀝青混凝土路面早期病害的因素很多，但綜合起來(lái)主要有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制不嚴(yán)、投入運(yùn)營(yíng)后超載車輛管理不嚴(yán)、氣候條件影響等4個(gè)方面。

1.1 裂縫 路面裂縫可分為龜裂(網(wǎng)裂)、縱裂縫、橫裂縫。①龜裂又稱網(wǎng)裂，通常由于路面整體強(qiáng)度不足、基層濕軟、穩(wěn)定性不良等原因引起。瀝青路面老化變脆，也會(huì)發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。②縱裂縫通常產(chǎn)生在拓寬的新舊路面交界處或路基半填半挖處，由路面不均勻沉陷引起；③橫裂縫通常是由于溫度、濕度的變化，路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而引起的；半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫，大多是橫向裂縫。

1.2 水損壞 所謂水損壞即降水透入路面結(jié)構(gòu)層后使路面產(chǎn)生早期破壞的現(xiàn)象，它是目前瀝青混凝土路面早期病害中最常見(jiàn)也是破壞力最大的一種病害。水損壞的產(chǎn)生往往是由于施工中瀝青混凝土配合比控制不嚴(yán)、瀝青混合料拌和不均、碾壓效果不良等導(dǎo)致的瀝青路面空隙率過(guò)大所造成的。形成水損壞的原因除瀝青混合料不均勻、空隙率過(guò)大外，還與瀝青和碎石間的粘結(jié)性能或有無(wú)抗剝落劑、交通量大小、重載車比重及公路沿線降雨量等因素有關(guān)。在我國(guó)南方潮濕地區(qū)，瀝青路面的水損壞數(shù)量及速度比北方干旱地區(qū)嚴(yán)重的多。近年來(lái)我國(guó)部分高速公路開(kāi)始采用改性瀝青或加抗剝落劑的SMA路面，雖然產(chǎn)生水損壞的數(shù)量和速度明顯改觀，但只要混凝土不均勻自由水能夠進(jìn)入并滯留的地方也不同程度的產(chǎn)生了水破壞。

1.3 松散 松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過(guò)程。集料顆粒與瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的主要原因?？赡軐?dǎo)致松散的情況有：①集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹，使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上，而不是粘結(jié)在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。這種情況的產(chǎn)生主要是由于集料含泥量超標(biāo)所造成的。②表面離析處往往缺少大部分細(xì)集料，離析面上粗集料與粗集料相接觸，但只有在少數(shù)接觸點(diǎn)瀝青膜與集料粘結(jié)。③瀝青混凝土面層要有高密實(shí)度才能保證瀝青混合料的粘聚力，如果混合料密實(shí)度不夠，集料就容易從混合料中脫落而形成局部松散。

1.4 沉陷 一般是由基層局部成形不足，強(qiáng)度不夠，在行車載荷和自然因素等作用下形成的。對(duì)于大面積沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均勻沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基壓實(shí)度不足引起，特別是在一些高填方和壓實(shí)困難的半填半挖路段以及構(gòu)造物兩端出現(xiàn)。

1.5 坑槽 坑槽是瀝青混凝土路面常見(jiàn)的病害，其產(chǎn)生的原因有：①施工時(shí)混合料溫度太高，使瀝青老化，粘結(jié)力降低，脆性增加，在行車載荷作用下易形成坑槽；混合料溫度太低，使攤鋪不夠均勻，壓實(shí)不充分，導(dǎo)致壓實(shí)度不夠，也易形成坑槽。②路面的下面層標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致瀝青上面層結(jié)構(gòu)厚度不夠，從而在行車載荷作用下，這部分混合料易被“帶走”，形成坑槽。

2 瀝青混凝土路面早期病害防治措施

高速公路路面一旦產(chǎn)生早期病害，應(yīng)采取一定措施進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，瀝青路面病害多種多樣，產(chǎn)生原因也非常復(fù)雜，因此，要使瀝青混凝土路面在使用過(guò)程中不發(fā)生破壞應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工和路面維護(hù)三個(gè)方面著手，只解決一個(gè)方面的問(wèn)題是不夠的。

2.1 設(shè)計(jì)方面 從目前的設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)看，在車輛荷載等級(jí)換算方面可能有較大的偏差，特別是應(yīng)考慮特大車輛荷載對(duì)路基路面所產(chǎn)生的影響，其換算關(guān)系不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系，在這方面應(yīng)引進(jìn)部分省市科研機(jī)構(gòu)的科研成果或引進(jìn)國(guó)外科研機(jī)構(gòu)提供的一些參數(shù)進(jìn)行修訂。采用新的、規(guī)范的配合比設(shè)計(jì)方法，停止使用Ⅱ型及B型抗滑表層級(jí)配，推廣采用S型礦料級(jí)配。

2.2 施工質(zhì)量方面 優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，合理的工期是修筑高質(zhì)量的基礎(chǔ)，而科學(xué)施工則是高質(zhì)量的保證。材料的選配，特別是集料場(chǎng)應(yīng)固定，選擇1～2家能保證施工進(jìn)度的廠家供料，使材料級(jí)配始終處于受控狀態(tài)，不能偏離級(jí)配中線太遠(yuǎn)。在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)上要特別重視。除了常規(guī)的幾組馬歇爾試驗(yàn)外，還應(yīng)增加抗車轍的動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)，并衡量是否滿足規(guī)范要求的一個(gè)條件，由于我國(guó)目前也引進(jìn)這一指標(biāo)值，雖然國(guó)內(nèi)有關(guān)科研院校在搞這方面的研究，并出了一些成果，而作為施工企業(yè)現(xiàn)在采用并不普及，因此，作為交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從立法角度來(lái)講，應(yīng)盡快推廣執(zhí)行。從施工機(jī)具來(lái)講，拌合能力，攤鋪機(jī)碾壓機(jī)具必須配套，攤鋪機(jī)應(yīng)選擇兩臺(tái)前后錯(cuò)開(kāi)同時(shí)施工，而少采用全斷面攤鋪機(jī)，注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。

2.3 路面維護(hù) 圍繞建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、維修與預(yù)防的關(guān)系，我們認(rèn)為，隨著路網(wǎng)的不斷完善，只有長(zhǎng)期保持良好的路面使用性能，公路建設(shè)的巨額投資才能充分發(fā)揮其投資效益。而長(zhǎng)期保持路面良好的技術(shù)狀況必須有一個(gè)強(qiáng)有力的養(yǎng)護(hù)維修支持系統(tǒng)來(lái)保障。從這一意義上來(lái)說(shuō)，養(yǎng)護(hù)維修實(shí)際上是公路建設(shè)的一種繼續(xù)。在路面養(yǎng)護(hù)和維修的關(guān)系上，長(zhǎng)期以來(lái)人們總是習(xí)慣于等到路面開(kāi)始出現(xiàn)損壞后，才想起要對(duì)它進(jìn)行維修，而對(duì)于路面還處于良好狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的意義則往往認(rèn)識(shí)不足。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種周期性的強(qiáng)制保養(yǎng)措施，它并不考慮路面是否已經(jīng)有了某種損壞。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)最佳實(shí)施時(shí)機(jī)應(yīng)該是在路面尚處于良好狀況，或者只有某些病害先兆時(shí)進(jìn)行。雖然預(yù)防性養(yǎng)護(hù)需要投入某些費(fèi)用，但它是一種效益比非常良好的養(yǎng)護(hù)措施。

2.4 病害處理 在路面已經(jīng)出現(xiàn)病害時(shí)，就要對(duì)路面進(jìn)行及時(shí)的處理。在對(duì)病害處治之前，要對(duì)病害進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，然后根據(jù)病害的類型、面積大小、施工的難易程度、交通流量的大小等確定最佳處治方案，保證養(yǎng)護(hù)工作快速、高效、安全。例如，當(dāng)路面發(fā)生裂縫且裂縫較少時(shí)，可采用開(kāi)槽灌縫的方法進(jìn)行處治，而當(dāng)裂縫較寬而且分布面積較大時(shí)，屬于高速公路大修工程，有時(shí)甚至整段路面翻修。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，路面早期破損已成為瀝青混凝土路面的主要危害之一，各級(jí)公路管理部門(mén)都應(yīng)引起足夠的重視，并根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場(chǎng)到具體施工，有針對(duì)性采取一系列預(yù)防和改善措施。同時(shí)，必須建立健全質(zhì)量保證體系，從管理部門(mén)、設(shè)計(jì)部門(mén)到施工部門(mén)，層層重視、層層控制、層層落實(shí)。只有這樣，才能從根本上減少瀝青混凝土路面的早期破損現(xiàn)象的發(fā)生，使公路建設(shè)質(zhì)量全面提高，更上新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳拴發(fā)，鄭木蓮.瀝青混合料設(shè)計(jì)與施工[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005.

[2]張曉艷，張軍等.高速公路瀝青路面早期病害成因及防治技術(shù)[J].黑龍江交通科技.2005.

[3]李連進(jìn).淺談瀝青混凝土路面病害的成因及養(yǎng)護(hù)措施[J].華東公路.2006.

[4]郭貴平，楊文明.高速公路瀝青混凝土路面早期破壞分析[J].東北公路.

[5]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.JTGF40.2004.

[6]蘇偉勝.淺談高速公路瀝青砼路面的常見(jiàn)病害及其防治大眾科技[J].2006.

[7]李福普，沈金安.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè).JTGF40-2004.