農(nóng)村公路瀝青路面病害的分類與預(yù)防

商城縣公路管理局 彭 煜

農(nóng)村公路瀝青路面病害的分類與預(yù)防

商城縣公路管理局 彭 煜

農(nóng)村公路包括各鄉(xiāng)鎮(zhèn)至城區(qū)、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道之間、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道至外縣市的道路。與干線公路相比，農(nóng)村公路具有線形較差、路面等級(jí)相對較低等的特點(diǎn)。農(nóng)村公路在使用中存在著行車嚴(yán)重不規(guī)范的現(xiàn)象，在路肩上行車、停車、普遍缺乏有組織的管養(yǎng)，或者基本無人管理，處于無序使用狀態(tài)。農(nóng)村公路相關(guān)配套設(shè)施也不齊全，部分道路沿線無排水設(shè)施，有的路段邊溝都不具備，這就造成了大量降水極易進(jìn)入路面、甚至是路基，導(dǎo)致了路面病害的發(fā)生。農(nóng)村公路瀝青路面一般采用較薄瀝青面層+半剛性基層的組合。由于受到養(yǎng)護(hù)資金、養(yǎng)護(hù)技術(shù)等諸多因素的影響與制約，農(nóng)村公路瀝青路面的維修養(yǎng)護(hù)水平基本上還處在按“老框框，老路子干”的水平。瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)大都在瀝青路面病害已經(jīng)出現(xiàn)的情況下進(jìn)行的，且必須要在瀝青路面養(yǎng)護(hù)的最佳季節(jié)內(nèi)進(jìn)行。本文，筆者對農(nóng)村公路瀝青路面病害加以分類，并探討了防治方法。

一、農(nóng)村公路瀝青路面病害分類

1.荷載性裂縫。荷載性裂縫一般發(fā)生在面層或基層的底部，由于車輛荷載的反復(fù)作用，裂縫逐漸向上擴(kuò)展至表面。車輪荷載作用產(chǎn)生的裂縫反映在面層，往往不是單獨(dú)的、稀疏的或較有規(guī)則的裂縫，而是稠密的，有時(shí)是相互聯(lián)系的。發(fā)生荷載性裂縫的原因很多，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或厚度不足，路面強(qiáng)度不能滿足行車要求。由于交通量的迅速增長和軸載的不斷加大，路面強(qiáng)度日趨不足，瀝青路面就會(huì)產(chǎn)生荷載性疲勞破壞。由于雨水的下滲，不斷侵蝕基層表面，在行車荷載的作用下，使之逐漸軟化，最終導(dǎo)致荷載性裂縫的產(chǎn)生。由于施工質(zhì)量存在缺陷，基層局部存在薄弱環(huán)節(jié)，在行車荷載的反復(fù)作用下，出現(xiàn)塊狀的裂縫。少數(shù)駕駛員私自對汽車進(jìn)行改裝，造成單軸軸載過大，對路面的破壞性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)車輛，致使路面出現(xiàn)不應(yīng)有的早期荷載性裂縫。

2.反射裂縫。反射裂縫形成的基本原因是受拉疲勞、受拉屈服與剪切屈服，在它們的單獨(dú)或聯(lián)合作用下導(dǎo)致產(chǎn)生反射裂縫。半剛性基層不僅存在溫度收縮應(yīng)力，還存在干縮問題。干縮是失水所引起的，理論上說，在最佳含水量下壓實(shí)的半剛性基層，失水現(xiàn)象可以通過適當(dāng)?shù)臐耩B(yǎng)來解決，在瀝青面層鋪筑后，使面層下的基層維持在平衡含水量上，這樣就可以避免半剛性基層的干縮問題。實(shí)際上，由于受到施工和氣候等因素的影響，很難保證含水量始終處在最佳含水量附近。因此，基層的干縮現(xiàn)象是客觀存在的，大多數(shù)反射裂縫的形成是由干縮現(xiàn)象引起的。

3.溫縮形成的裂縫。農(nóng)村公路瀝青面層縮裂多發(fā)生在冬季氣溫較低的地區(qū)或易發(fā)生溫度驟變的地區(qū)。當(dāng)瀝青面層中的平均溫度低于其斷裂溫度時(shí)，或者說在降溫過程中瀝青面層所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過該溫度的抗拉強(qiáng)度，瀝青面層即發(fā)生斷裂。瀝青路面在低溫下收縮的主軸是縱向的，路面體主要是沿長度方向收縮受拉。因此，低溫產(chǎn)生的裂縫大多是橫向的，并且多為等間距的。低溫縮裂從路表面開始，逐步向深層發(fā)展，寬度逐年增大。

由溫度變化引起的溫度應(yīng)力導(dǎo)致瀝青路面開裂破壞主要發(fā)生在面層。因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石和二灰穩(wěn)定碎石的溫縮系數(shù)明顯小于瀝青混凝土的溫縮系數(shù)，此外，這兩種半剛性材料的破壞應(yīng)變明顯大于瀝青混凝土的破壞應(yīng)變；前者的低溫模量又明顯小于后者，因此，由溫縮形成的裂縫首先在面層產(chǎn)生。

4.路面車轍。農(nóng)村公路瀝青路面的車轍包括瀝青面層、基層和路基3部分的永久變形。

瀝青面層車轍一般是在高溫季節(jié)，在車輛荷載，特別是重載、超載車輛的反復(fù)作用下產(chǎn)生永久變形和塑性流動(dòng)而形成的；行車速度對車轍的形成也有一定的影響，車速愈慢，則要求瀝青混凝土的抗車轍能力愈強(qiáng)；瀝青混合料穩(wěn)定性差引起塑性變形。其特征主要表現(xiàn)為車輪作用部位下凹，車輪作用甚少的車道兩側(cè)反面向上隆起，在彎道處還明顯向外推擠，車轍斷面w形。

瀝青混凝土的剝落是從底部開始并逐漸向上發(fā)展。這種損壞現(xiàn)象具有隱蔽性，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有：表面層瀝青混凝土透水，路面排水設(shè)計(jì)不當(dāng)，瀝青抗剝離性能差，密實(shí)度不足引起的過分壓密。這是一種非正常的車轍。在施工過程中，由于過分追求平整度，造成壓實(shí)度不足，致使通車后的第一個(gè)高溫季節(jié)混合料繼續(xù)壓密，在交通車輛的反復(fù)碾壓作用下，孔隙率不斷減少，達(dá)到極限的殘余孔隙率后才趨于穩(wěn)定。

二、路面損害防治方法

為了防止車轍，常選擇堅(jiān)硬的石料，采用較粗粒徑的集料，斷級(jí)配等措施，但這又帶來新的隱患，即瀝青路面的水穩(wěn)定性不足。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇礦料級(jí)配、混合料的孔隙率和集料粒徑，重視壓實(shí)效果，正確計(jì)算面層厚度，充分考慮瀝青與集料的黏附性，在通常情況下，石灰?guī)r等堿性石料與瀝青的黏附性很好，但耐磨性能很差，難以滿足瀝青路面表面層抗滑及耐磨耗的要求，所以現(xiàn)行規(guī)范明確規(guī)定了表面層粗集料的磨光值、洛杉機(jī)磨耗值及壓碎值的要求。相反花崗巖、砂巖、石英巖等酸性石料，石質(zhì)堅(jiān)硬、致密、耐磨性強(qiáng)，能充分發(fā)揮集料之間的嵌擠作用，但它與瀝青的黏附性能卻不好，容易在水分的作用下造成瀝青膜的剝落，很快導(dǎo)致瀝青路面的掉粒、松散、坑槽等水損害破壞。一旦損壞發(fā)生了，要及時(shí)采取維修措施，防止病害的進(jìn)一步蔓延，其處理措施視病害發(fā)生的程度而定。處理時(shí)必須徹底、到位，絕不留隱患，避免重復(fù)損壞，多次修補(bǔ)。瀝青路面損壞應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主，從設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)防止水損壞的發(fā)生。