瀝青路面損壞成因分析

丁玉錄

（寧夏公路管理局吳忠分局，寧夏 吳忠 751100）

1 瀝青面層結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)，混合料類型(粒料級配類型)不合理

根據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足防止雨水下滲等要求，宜選粒徑較小、空隙也較小的密級配混合料，盡量采用小顆粒徑瀝青混凝土，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粒式瀝青混凝土或開級配或半開級配瀝青混合科路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲入。但在2001年以前，寧夏自治區(qū)大多數(shù)二級公路路面面層都采用瀝青上拌下貫式，這種結(jié)構(gòu)形式雖然在其上做了封層，但是在陰雨季節(jié)表面水仍可滲入。由于瀝青貫入式碎石層具有大量孔隙，雨季滲入貫入式碎石層中的水，如不能及時排除，貫入式碎石層就會成為蓄水層，使瀝青與礦料的粘結(jié)力降低，促使瀝青從礦料上剝離。這樣在行車荷載作用下產(chǎn)生了推移、網(wǎng)裂、松散、坑槽、翻漿等病害。這種現(xiàn)象在養(yǎng)護中更為嚴(yán)重，由于在養(yǎng)護中施工面積小，難以碾壓密實，用油量難以控制。瀝青含量低的地方會使空隙更大，雨水更容易滲入，有時梅雨季節(jié)，一場雨過后，前功盡棄。瀝青含量高就容易形成油包、車轍等病害。因此，近幾年養(yǎng)護單位杜絕采用貫入式提倡利用拌和法。但是，在利用拌和法修補路面病害時大多數(shù)人員憑經(jīng)驗，不注意混合料級配設(shè)計或采用開級配或斷級配，盲目修補，壓實又難以達(dá)到要求時，前補后壞現(xiàn)象是必然的。

2 基層結(jié)構(gòu)形式和基層材料選用不當(dāng)

根據(jù)規(guī)范要求，高等級公路基層雖然可采用高強、少裂、穩(wěn)定性(含水穩(wěn)性)好的白灰穩(wěn)定粒料類半剛性基層，但是由于這種材料的抗拉強度較低和抗沖刷能力較差，收縮性也比較大，屬于氣凝性材料。另外，它的冰凍穩(wěn)定性較差，在過分潮濕情況下難于成型和發(fā)展高的強度，所以不適宜做高級路面的基層 (可以用做底基層)，尤其是潮濕地區(qū)更不能采用。實踐證明，在冰動地區(qū)的潮濕和過分潮濕路段以及其他地區(qū)的過分潮濕路段不宜采用石灰土做基層。在只能做基層時，應(yīng)采取措施防止水分侵入基層，同時，集料的級配、強度和塑性指數(shù)等選用不當(dāng)都會影響瀝青路面的使用質(zhì)量。一些地方性材在干燥時強度符合規(guī)范要求，實驗時各項指標(biāo)都滿足要求，但受水浸泡時強度立刻下降，引起瀝青路面破壞。

3 舊路補強時路面厚度設(shè)計不當(dāng)

寧夏二級公路改建工程.都是充分利用老路的線形及結(jié)構(gòu)層。在測量和設(shè)計時都是在原舊瀝青路面進行的，但是在施工時卻將舊瀝青路面面層挖除，或原路彎沉測設(shè)不在最不利季節(jié)，導(dǎo)致許多補強路段補強后實際彎沉值遠(yuǎn)大于設(shè)計彎沉值，造成新路強度不足，導(dǎo)致瀝青路面破壞。

4 瀝青路面施工環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)

路面施工過程是整體公路工程質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而直接影響質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身施工，基層施工和相關(guān)聯(lián)結(jié)層的施工。

4.1 瀝青混合料面層施工

4.1.1 壓實度不足，瀝青面層空隙率過大，受水浸入而產(chǎn)生破壞。由瀝青面層本身的原因引起的路面破壞有瀝青面層松散、坑洞、泛油、麻面等。實踐表明，瀝青面層破壞的一個很重要的原因是水引起的。瀝青面層中水的來源有地表水和地下水，但主要是地表水滲到瀝青面層中去時，在汽車荷載及溫度變化作用下，瀝青面層產(chǎn)生破壞。因此，為了減少水對瀝青路面面層的早期破壞，應(yīng)提高瀝青面層壓實標(biāo)準(zhǔn)。在瀝青混合料中加入抗剝落劑，以防瀝青與石料的剝離。

4.1.2 瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析致使局部粗集料偏多，細(xì)集料偏少不易壓實。導(dǎo)致礦料與瀝青的粘結(jié)力偏小，抗剪強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、擁包等病害。其主要原因有以下幾個方面：①集料顆粒組成不均勻。目前，寧夏境內(nèi)養(yǎng)護用的瀝青混合料所用集料多取自一些個體小料場，生產(chǎn)的集科規(guī)格不穩(wěn)定，往往一家供不應(yīng)求，需要幾家供料，各家生產(chǎn)規(guī)格又有差異，造成了集料顆粒組成均勻性太差。②礦粉的細(xì)度對瀝青混合料質(zhì)量至關(guān)重要，礦粉粒度小，比表面積大，其比表面積在瀝青混合料中約占礦料比表面積的80%。在瀝青混合料中瀝青與礦粉的相互作用影響瀝青混合料的抗剪強度。據(jù)相關(guān)資料表明當(dāng)?shù)V粉較目標(biāo)配合比時的礦粉平均粒徑增大1倍時，則礦粉比表面積是原比表面積的1/4。這樣就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面相互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青，而是形成較多的自由瀝青，降低了瀝青與礦料的粘結(jié)力，高溫季節(jié)在行車荷載的作用下會形成泛油。因此在瀝青混臺科拌制中控制礦粉的質(zhì)量十分重要。③運輸和攤鋪過程中造成粗細(xì)顆粒離析，瀝青混合科從拌和機向運料汽車上放料時，由于落差大會出現(xiàn)瀝青混合料離析。瀝青混合料從運料車上倒入攤鋪機受料斗時，將會再次出現(xiàn)離析。當(dāng)運輸氣車倒完一車料開走后，攤鋪機受料斗兩翼板上積料含粗集料較多，細(xì)集科較少。所以受料斗兩翼板應(yīng)及早翻動，使積存料與較多的混合料混合，減少混合料離析。

4.2 基層施工

基層是承擔(dān)面層傳遞荷載的主要承重層，基層質(zhì)量的好壞直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。在施工各環(huán)節(jié)中，稍有疏忽會給瀝青路面的使用質(zhì)量造成隱患。一是在拌和與攤鋪過程中，粗集料或細(xì)集料集中引起基層材料的不均勻性，進而造成基層強度和穩(wěn)定性的不均勻性。二是選用的基層材料塑性指數(shù)或含泥量偏大，由于水分的進入使基層含水量增加，使路面基層處于潮濕或過分潮濕狀態(tài)時，基層強度大幅度降低，從而導(dǎo)致瀝青路面破壞，在陰濕冰凍地區(qū)導(dǎo)致的危害更大。三是在施工中不注意控制細(xì)集料的含量(小于0.075mm)。四是水泥穩(wěn)定料在拌和、攤鋪、整型、碾壓沒有在水泥終凝時間之前完成，導(dǎo)致了水泥失效而使基層的強度和剛度達(dá)不到規(guī)范要求。五是壓實度不足。雖然在施工中，嚴(yán)格按最大干密度控制施工壓實度，但是卻忽視了基層的壓實度與混合料中粗細(xì)集料的比例特征，特別是壓實度與粗集料的比例特征密切相關(guān)，當(dāng)測定點的粗粒料含量偏大時，即使壓實度超過100%，并不表示該基層已經(jīng)密實，致使瀝青路面產(chǎn)生坑槽、松散等病害。

5 養(yǎng)護管理及其他原因

5.1 超限運輸

引起瀝青路面破壞的后天原因中最普遍、最主要的原因是超限運輸。超限運輸也被稱為公路“殺手“。據(jù)有關(guān)資料表明：核定載重為8噸的車輛，如果每超載1倍的話，則該車輛對路面的作用次數(shù)相當(dāng)于正常裝載車輛的16倍。而且超限車輛的增加對公路路面的破壞程度以幾何級數(shù)增長使瀝青路面的使用年限縮短50～60%。

5.2 排水設(shè)施排水不暢

混合交通量的公路一般都是穿村過鎮(zhèn)，村鎮(zhèn)街道大多排水不暢，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)致大量水進入路面結(jié)構(gòu)層和路基中，使路面結(jié)構(gòu)和路基處于潮濕或過分潮濕狀態(tài)，在行車荷載作用下，致使瀝青路面破壞。

避免瀝青路面早期破壞的現(xiàn)象，延長瀝青路面使用年限，提高投資效益，需要設(shè)計、施工、養(yǎng)護管理各方主體共同努力。按照行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程所處的地理位置、環(huán)境和沿線的水文地質(zhì)及沿線筑路材料情況嚴(yán)格履行各自職能。一是結(jié)構(gòu)設(shè)計要綜合考慮各方面的因素，各面層技術(shù)指標(biāo)要科學(xué)合理，不宜差異過大。尤其是在進行瀝青路面病害修補時要對修補結(jié)構(gòu)層進行嚴(yán)密設(shè)計，并要逐步加以改進，從級配、厚度、配合比等方面進行優(yōu)化設(shè)計；二是要完善防排水措施，不僅要重視防路表水系統(tǒng)的設(shè)計，還應(yīng)加強路面結(jié)構(gòu)排水措施的研究，盡快排除滲水，減小凍水壓力的影響；三是加強施工質(zhì)量管理，精心組織，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量、試驗檢測質(zhì)量、施工工藝等環(huán)節(jié)；四是加強管理，加大路面執(zhí)法力度，控制超限超載運輸車輛通行，最大限度地減少超重車輛對路面的損壞。

[1]公路工程質(zhì)量通病防治指南[M].人民交通出版社.

[2]王松根公路養(yǎng)護專題講座文集.