瀝青路面病害及其影響因素

馬海龍，謝明達(dá)

(1.黑龍江省路捷交通設(shè)施有限公司;2.黑龍江省收費(fèi)公路管理局牡丹江管理處)

瀝青路面病害及其影響因素

馬海龍1，謝明達(dá)2

(1.黑龍江省路捷交通設(shè)施有限公司;2.黑龍江省收費(fèi)公路管理局牡丹江管理處)

介紹了瀝青路面病害及其影響因素。

瀝青路面病害;影響;因素

1 低溫開裂

黑龍江省位于東北亞中心地帶、中國大陸的東北端，是全國緯度最高的省份，屬于典型的中溫帶大陸季風(fēng)氣候，夏季短促而炎熱、冬季漫長而寒冷，氣候條件比較惡劣(表1)。由于氣候因素導(dǎo)致的瀝青路面病害主要包括:低溫開裂、凍脹翻漿、凍融破壞以及高溫車轍等，因此深入分析黑龍江省氣候特征、明確設(shè)計(jì)參數(shù)對解決各種病害具有十分重要的意義。

低溫開裂是黑龍江省瀝青路面主要病害之一，其影響因素包括材料因素和氣候因素兩個(gè)方面。材料因素包括瀝青脆點(diǎn)、針入度指數(shù)、瀝青混合料的低溫勁度、瀝青用量以及瀝青層厚度等;氣候因素包括最低氣溫與降溫速率。從目前國內(nèi)外的研究與應(yīng)用來看，極端最低氣溫是低溫開裂設(shè)計(jì)的主要參數(shù)。

表1 黑龍江省主要?dú)庀笥^測站40年氣溫統(tǒng)計(jì)分析

2 水損害

瀝青路面水損害的關(guān)鍵在于表層透水與中下面層存水，從技術(shù)指標(biāo)來看主要是空隙率的控制問題，但實(shí)際上隱含著高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)原則與重大技術(shù)路線問題。

由于表面層抗滑與平整度的要求，往往采用開級配的混合料，這就為透水提供了內(nèi)在條件，目前國內(nèi)已不建議使用原AK(A或B)型抗滑級配，各地結(jié)合實(shí)際情況提出了AC-K型級配，如江蘇、山東以及哈雙路等，這種級配強(qiáng)調(diào)了連續(xù)密級配的空隙率要求，一般為2% ～5%;另一方面又通過調(diào)整粗細(xì)集料的比例提高路面的構(gòu)造深度，滿足路面抗滑要求，這些級配的應(yīng)用均取得了較好的效果。

從國內(nèi)高速公路的調(diào)查來看，水損害有特殊性，首先中面層水損害嚴(yán)重;其次中面層的永久變形是車轍的主要來源。因此根據(jù)國內(nèi)工程的經(jīng)驗(yàn)，建議將密實(shí)與抗車轍同時(shí)考慮，目前國內(nèi)基本趨于中面層采用改性瀝青，建議使用骨架密實(shí)型級配。并在結(jié)構(gòu)中強(qiáng)調(diào)防排水的必要性，這些措施為防治瀝青路面早期損害起到了重要作用。從施工上，目前也較為注重壓實(shí)度與路面功能的關(guān)系，注重施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受道路凍深和路基凍脹的影響較大，而決定性的氣候特征參數(shù)是凍結(jié)指數(shù)。從凍結(jié)指數(shù)來看，黑龍江省屬于重冰凍地區(qū)，境內(nèi)有南北兩大山區(qū)、東西兩大平原，中低山、丘陵占全省土地面積的47‰;臺地漫崗占14%;平原占39%。因此，黑龍江省大部分地區(qū)地下水位高，道路凍深大，在路面結(jié)構(gòu)組合中必須考慮凍脹與防凍厚度要求。

從現(xiàn)在的路面結(jié)構(gòu)來看，基本均滿足最小防凍厚度的要求，而對不均勻凍脹量的控制明顯不足，這也是路面產(chǎn)生早期縱向裂縫的主要原因。根據(jù)國內(nèi)外研究成果來看，瀝青路面不勻凍脹量應(yīng)滿足表2的要求。

表2 滿足路面結(jié)構(gòu)要求的路基容許總凍脹值 mm

對現(xiàn)狀實(shí)際軸載譜以及變化規(guī)律進(jìn)行深入的調(diào)查分析，結(jié)合未來區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、路網(wǎng)情況和車輛載重等情況，科學(xué)預(yù)測，計(jì)算預(yù)期的車輛累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)，依此進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算。

國外交通量的分級，多采用日平均貨車或大型車分級，如澳大利亞、法國、德國、日本等，也有用累計(jì)當(dāng)量軸次(萬次)進(jìn)行交通量分級，如美國瀝青協(xié)會(huì)AI、南非等，一般分為4～7級或更多。我國過去多以累計(jì)當(dāng)量軸次(萬次)表征交通量的大小，鑒于考慮多種性能指標(biāo)，以及對材料、混合料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面技術(shù)要求，有必要增加以貨車為主劃分交通量等級的方法。根據(jù)國家干線公路交通調(diào)查資料，經(jīng)綜合分析，考慮我省汽車交通量構(gòu)成比例，建議將我省交通量簡化為輕、中、重交通三個(gè)等級，經(jīng)厚度計(jì)算檢驗(yàn)，交通等級劃分對路面厚度計(jì)算的影響基本適當(dāng)。

據(jù)調(diào)查重載、超載車多的公路，其輪胎接地壓強(qiáng)可達(dá)0.8～1.1 MPa，相應(yīng)的接地面積也有一定增加。對運(yùn)煤、運(yùn)建筑材料的公路以及大型車輛為主的公路，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)測汽車的軸重、輪胎壓力、當(dāng)量圓直徑資料，適當(dāng)提高荷載參數(shù)。

交通量根據(jù)表3的規(guī)定劃分為三個(gè)等級。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次Ne(萬次/車道)或每車道、每日平均大客車及中型以上的各種貨車交通量(輛/日/車道)，選擇一個(gè)較高的交通等級作為設(shè)計(jì)交通等級。

U416.217

C

1008-3383(2012)07-0009-01

2012-06-15

表3 高等級公路交通等級分級標(biāo)準(zhǔn)