淺議瀝青路面泛油病害的成因與防治

肖 陽

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

相對于交通路建工程來說，路面結(jié)構(gòu)是公路交通結(jié)構(gòu)的重要組成，具有直接承受路面行車荷載，并為車輛提供安全舒適的服務(wù)性能。隨著現(xiàn)代交通公路功能的多元性優(yōu)化需求，瀝青路面成為當(dāng)前交通公路開發(fā)中的重要結(jié)構(gòu)形式，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的保障和推動(dòng)作用。由于施工技術(shù)、氣候條件等因素的影響制約，瀝青路面泛油問題成為瀝青路面特別是重載高速公路改性瀝青路面結(jié)構(gòu)的常見病害，為交通路政管理帶來很大不便，嚴(yán)重影響了路面交通性能。

1 瀝青路面泛油的內(nèi)涵特征及其危害

現(xiàn)代交通路面結(jié)構(gòu)中，瀝青路面是采用高粘聚性的瀝青混合料所鋪筑的路面結(jié)構(gòu)形式，瀝青路面泛油是指瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部向上移動(dòng)，致使路面表層單位路段內(nèi)出現(xiàn)局部性甚至整體性瀝青過多，這種現(xiàn)象也稱瀝青遷移。

當(dāng)前技術(shù)條件下，瀝青路面泛油屬于瀝青路面常見的病害形式，是瀝青面層中所含的自由瀝青因受熱膨脹，水作用導(dǎo)致瀝青面層結(jié)構(gòu)空隙無法容納而溢出路表的現(xiàn)象?，F(xiàn)代交通管理理論認(rèn)為，瀝青路面泛油是指瀝青路面的路表水侵入面層結(jié)構(gòu)內(nèi)部并長期滯留于瀝青結(jié)構(gòu)層底部，瀝青混合料中嵌裹集料表面的瀝青膜在行車荷載反復(fù)作用下剝離脫落為自由瀝青，被迫向路面結(jié)構(gòu)上部遷移，導(dǎo)致瀝青路面表層瀝青含量過多而底部松散的瀝青遷移現(xiàn)象。

瀝青路面泛油，往往會(huì)致使路面面層上層瀝青混合料中的瀝青含量愈來愈高，直接導(dǎo)致路表粘滑，影響路面的摩擦抗滑性能，而中下面層部位瀝青含量較低，損害其低溫抗裂余抗疲勞性能。再者，瀝青路面泛油造成路面結(jié)構(gòu)的空隙率發(fā)生不良改變，上面層空隙率愈來愈小，中下面層空隙率逐漸增大，隨著路面荷載的反復(fù)作用，瀝青路面積水容易因負(fù)壓增大而透過微觀裂紋或面層空隙進(jìn)入瀝青路面基層結(jié)構(gòu)形成水損害。在嚴(yán)重泛油路段，瀝青面層表面受陽光照射的反光影響，雨天車輛容易打滑，對路面行車安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

2 瀝青路面泛油病害的類型及成因

瀝青路面泛油的表現(xiàn)形式很多，通?？梢苑譃槁访娼Y(jié)構(gòu)孔隙率過小型泛油、路面壓密性泛油、動(dòng)水作用型泛油以及技術(shù)型泛油等類型。不同類型的瀝青泛油現(xiàn)象往往具有不同的內(nèi)外因素所導(dǎo)致。

如果構(gòu)成瀝青路面結(jié)構(gòu)的瀝青混合料空隙率設(shè)計(jì)過小，瀝青混合料配比設(shè)計(jì)中油石比偏大，在高溫下瀝青受熱膨脹后會(huì)溢出路表形成泛油。瀝青路面鋪筑施工時(shí)如果瀝青混合料壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低或壓實(shí)不足，路面運(yùn)行后重載車輛的再次壓密作用會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)的集料不斷嵌擠而減少空隙率，最終造成瀝青膠漿被擠壓到路表而發(fā)生泛油，壓密性泛油通常表現(xiàn)在行車輪跡帶部位。如果自然降雨因?yàn)r青路面平整度不足在路面形成的積水在高速行車輪胎下容易形成高動(dòng)水壓，當(dāng)車速較高時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)水壓足以擊穿瀝青面層，侵入面層內(nèi)部并長期滯留在瀝青層底部，加上行車荷載反復(fù)作用造成集料表面瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導(dǎo)致面層上部泛油。現(xiàn)場施工過程中如果隨意改變油石比、瀝青混合料拌和不均，粘層油用量不當(dāng)，噴灑過多或?yàn)⒉痪鶆?，攤鋪時(shí)混合料產(chǎn)生離析，混合料中礦料含水量超標(biāo)，基層頂面被油污染，新建瀝青路面在連續(xù)高溫以及行車荷載反復(fù)作用下，都會(huì)產(chǎn)生瀝青路面局部泛油。

有人將瀝青路面泛油歸結(jié)于瀝青因剪切應(yīng)力作用變稀、受熱膨脹擠漲和無管虹吸效應(yīng)等基本流變學(xué)行為，瀝青化學(xué)改性改變了瀝青的分子結(jié)構(gòu)和分子量分布，增強(qiáng)了瀝青的彈性效應(yīng)，在條件合適時(shí)會(huì)引發(fā)瀝青路面泛油。另外，路面溫度、剪應(yīng)力大小和剪切速率以及改性瀝青路面層間瀝青濃度差異等對于瀝青路面泛油也有著重要影響。

總體來說，路面裝鋪施工技術(shù)的自身缺陷是導(dǎo)致瀝青路面泛油的內(nèi)在因素，氣候高溫時(shí)依法瀝青路面泛油的外部因素，現(xiàn)代交通運(yùn)輸車輛的流量增加，超負(fù)荷車輛荷載的反復(fù)重壓作用為瀝青路面泛油提供了極大外部能量，所有這些都是導(dǎo)致瀝青路面發(fā)生泛油病害的客觀要素。

3 預(yù)防瀝青路面泛油的措施分析

瀝青路面泛油現(xiàn)象給路面服務(wù)功能的有效發(fā)揮產(chǎn)生了很大影響，甚至?xí)斐陕访嫘熊嚢踩[患。加強(qiáng)瀝青路面施工技術(shù)質(zhì)量管理，優(yōu)化路面孔隙率設(shè)計(jì)，科學(xué)路面排水設(shè)施配置，是預(yù)防和減少瀝青路面泛油病害發(fā)生的有效措施。

3.1 優(yōu)化瀝青路面設(shè)計(jì)方案，控制路面空隙率設(shè)計(jì)系數(shù)

相對來說，路面結(jié)構(gòu)空隙率過小型泛油現(xiàn)象危害性較為嚴(yán)重，預(yù)防關(guān)鍵是要在公路開發(fā)施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，嚴(yán)格把好施工技術(shù)規(guī)范，實(shí)行行業(yè)準(zhǔn)入制度，根據(jù)工程現(xiàn)場地質(zhì)勘測信息資料、實(shí)地氣候環(huán)境工況以及施工技術(shù)條件等因素，綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案，嚴(yán)格施工集料的性能選擇，提高路面結(jié)構(gòu)的孔隙率穩(wěn)定性。

3.2 嚴(yán)格瀝青路面施工技術(shù)，保障路面壓實(shí)強(qiáng)度和密度

路面碾壓施工過程中，瀝青路面壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低或壓實(shí)度不足，是造成瀝青路面車轍和壓密型泛油甚至水損害等早期破壞的技術(shù)因素。嚴(yán)格規(guī)范瀝青路面壓實(shí)工藝技術(shù)和工序流程，科學(xué)定位路面壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制瀝青路面壓實(shí)強(qiáng)度和密度，并加強(qiáng)路面壓實(shí)度檢測，是有效預(yù)防瀝青路面壓密性泛油的重要途徑。

3.3 科學(xué)布置路面排水設(shè)施，預(yù)防路面動(dòng)水作用型泛油

動(dòng)水作用型泛油的主要原因是路面結(jié)構(gòu)的大空隙率、高速行車和水的綜合作用。根據(jù)路面設(shè)計(jì)性能優(yōu)化瀝青混合料粘附性標(biāo)準(zhǔn)，控制混合料級(jí)配質(zhì)量，在適應(yīng)環(huán)境變化基礎(chǔ)上保障路面結(jié)構(gòu)空隙率彈性形變穩(wěn)定性值域，科學(xué)布置有效防水，排水設(shè)施構(gòu)造，避免自然雨水在路面積水侵入瀝青結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成水損害。

3.4 注重施工材料性能保護(hù)，防止瀝青高熱高漲負(fù)壓位移

瀝青路面的服務(wù)性能主要是以路面裝鋪材料為承載介質(zhì)實(shí)現(xiàn)的，防范瀝青路面泛油，還應(yīng)注意針對路面鋪筑材料的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行合理優(yōu)化選擇，重點(diǎn)注重瀝青、集料等施工材料的物化性能進(jìn)行科學(xué)分析，嚴(yán)格檢測相關(guān)材料的熱漲性變系數(shù)，同時(shí)采取科學(xué)的路面養(yǎng)護(hù)維修管理，減少瀝青路面在高溫下發(fā)生膨脹性泛油。

4 結(jié)束語

總之，瀝青路面泛油是當(dāng)前瀝青路面結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)的病害之一，針對造成瀝青泛油的相關(guān)因素進(jìn)行合理分析，探索有效預(yù)防策略，是當(dāng)前瀝青路面裝鋪技術(shù)施工科學(xué)化的重要體現(xiàn)。

[1] 李炎炎.瀝青路面泛油現(xiàn)象及其粘彈性力學(xué)分析[J].公路與汽運(yùn)，2009.

[2] 楊揚(yáng).瀝青路面泛油現(xiàn)象的分析與防治[J].商情，2009.