瀝青混合料路面病害及其控制措施探討

黎曉東

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

瀝青混合料就是指將礦質(zhì)材料粘結(jié)成為整體的瀝青材料，它可以運(yùn)用于高級(jí)的柔性路面。改革開放以來(lái)，全國(guó)多數(shù)地方鋪筑路面時(shí)采用的是熱拌瀝青混合料，要使路面的施工質(zhì)量好、使用期長(zhǎng)、使用安全，就必須在選擇瀝青混合料上把好關(guān)。因而，要嚴(yán)格控制選材和施工，監(jiān)督好瀝青混合料的鋪設(shè)工程，尤其是路面接縫的環(huán)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)例證明，如果對(duì)瀝青混合料路面的施工過(guò)程進(jìn)行科學(xué)的、合理的控制，就可以有效地提高路面施工工程的質(zhì)量和安全，從而維護(hù)好人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。

1 瀝青混合料路面病害的原因及預(yù)防措施

隨著瀝青路面使用時(shí)間的遞延，會(huì)出現(xiàn)各種病害，經(jīng)過(guò)多年的調(diào)查，瀝青路面的病害主要有以下幾種形式：路面沉陷、裂縫、網(wǎng)裂和坑洞、轍槽、泛油、平整度變差。這些病害的產(chǎn)生不僅僅是在瀝青面層施工過(guò)程中留下的隱患，很多是在路基、基層施工過(guò)程中遺留下的隱患。在高速公路建設(shè)和各級(jí)路網(wǎng)建設(shè)中，有些地方存在著路基、基層的施工單位與瀝青面層施工單位不是同一單位的現(xiàn)象，在瀝青路面出現(xiàn)缺陷時(shí)，往往為推脫責(zé)任而不能客觀公正的分析病害原因。因此，建設(shè)單位在工程的招標(biāo)過(guò)程中改變這一模式也是防止瀝青路面出現(xiàn)病害的有效途徑之一。

1.1 瀝青路面的沉陷

瀝青路面的沉陷形變主要位于軟土路基地段和橋涵構(gòu)造物兩端。雖然在路基施工中，對(duì)軟土地基段進(jìn)行了處理，但是因?yàn)楣て诘囊?，軟土地基因固結(jié)沉降時(shí)間太短，導(dǎo)致不得不在軟土地基繼續(xù)明顯沉降的情況下鋪筑完成路面，這樣做的結(jié)果必然導(dǎo)致沉陷。另外對(duì)軟土地基的處理效果也是一個(gè)關(guān)鍵的原因。對(duì)于軟土地基應(yīng)根據(jù)土質(zhì)的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的處理方法。要使軟土地基穩(wěn)定，最重要的是要有足夠長(zhǎng)的加載預(yù)壓時(shí)間。專家認(rèn)為軟土地基達(dá)到基本穩(wěn)定大約需要5年時(shí)間。在國(guó)外的一些工程項(xiàng)目中，地基沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定前一般不鋪筑正規(guī)的路面，而以較薄的瀝青面層替代，待路基穩(wěn)定后再鋪筑正規(guī)路面。在國(guó)內(nèi)較好的辦法是規(guī)劃后提前填筑軟土地基上的路堤。

1.2 瀝青路面的裂縫

瀝青路面上的裂縫有多種,其形成的原因也是多樣的，有時(shí)是多種原因共同造成的。裂縫有橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫。裂縫的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水分使基層甚至路基軟化，導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面破壞。影響裂縫輕重程度的主要因素有瀝青和瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件、交通量和施工因素。

1.2.1 橫向裂縫

瀝青面層的裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面基層質(zhì)量較差不能滿足要求，或由于車輛嚴(yán)重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)其疲勞強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。在某些地方，還出現(xiàn)因?yàn)槊鎸优c基層間的粘接不好出現(xiàn)面層表層滑移裂縫。這是因?yàn)殇佋O(shè)下封層之前，基層頂面沒(méi)有清掃干凈甚至是有外來(lái)素土層造成的。唯一的處理方法就是將滑移面層鏟除處理好粘結(jié)層后，重新鋪筑。

1.2.2 縱向裂縫

一種情況是由于地基和填土因橫向壓實(shí)度不均勻，路面不均勻沉陷而引起的裂縫，如發(fā)生在半填半挖處的裂縫。從另外一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，縱向裂縫是不可避免的，只能減輕。這種病害在有表面水滲入地基的情況下表現(xiàn)得更為明顯。另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時(shí)，中縫處的連接沒(méi)有處理好，在行車載荷作用下，形成縱縫。

1.3 平整度差

路面平整度是公路的主要使用性能之一。從行車的舒適性來(lái)說(shuō)，平整度變差是瀝青面層較為嚴(yán)重的病害。路面平整度的好與壞對(duì)養(yǎng)護(hù)和使用壽命有較大的影響。在公路交通開放后，這種病害會(huì)發(fā)生在每條瀝青路面上，只是嚴(yán)重程度不一樣。在交工時(shí)的平整度都很好的同一條公路上，因?yàn)樾熊嚭螅谲嚭奢d的反復(fù)作用下，瀝青面層被二次碾壓密實(shí)，就會(huì)產(chǎn)生形變。這種形變因?yàn)榛旌狭系牟町惡褪┕に降牟町惗煌熊囋诓黄秸穆访嫔蠈a(chǎn)生沖擊力，此沖擊力將逐漸增大不平整度，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致路面的平整度急劇下降。對(duì)于平整度變差的情況,根本上還應(yīng)從瀝青面層所使用的原材料、混合料配合比設(shè)計(jì)、混合料生產(chǎn)、攤鋪、碾壓等各施工環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。

1.4 瀝青混合料路面滲水原因分析

路面滲水問(wèn)題是綜合性問(wèn)題，影響因素較多，涉及到混合料配合比設(shè)計(jì)、施工攤鋪、碾壓機(jī)械組合和路面結(jié)構(gòu)層厚度等。熱拌瀝青混合料路面的滲水問(wèn)題首先應(yīng)從配合比設(shè)計(jì)入手，要在熱拌瀝青混合料礦粉、石屑、瀝青含量和粗集料骨架間隙之間取得平衡。保證路面基本不滲水是確保熱拌瀝青混合料路面鋪筑成功與否的關(guān)鍵。較低的拌和與壓實(shí)溫度可能導(dǎo)致集料不完全干燥，殘留的水分可能引起溫拌瀝青混合料的水損害。觀察和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，已建成道路都存在一定的滲水現(xiàn)象，在通車2～3年之后，在車輛行駛的作用下，由于路面滲水導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)坑槽、推移等病害。面層下有橫向縱向排水及各類穿線涵洞，兩側(cè)回填土產(chǎn)生固結(jié)或不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫也會(huì)產(chǎn)生這樣的效果。

2 瀝青混合料的質(zhì)量控制

瀝青混合料路面的施工主要包括：瀝青混合料的拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)成型等工序。瀝青面層應(yīng)采取密實(shí)瀝青混凝土用碎石含量接近60%的混合料提高表面層的抗滑性能。為確保瀝青混合料的高溫抗車轍能力，同時(shí)兼顧低溫抗裂性的需要，確定設(shè)計(jì)級(jí)配時(shí)要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算的油石比，按0.5%間隔變化，取5個(gè)不同的油石比。確定的溫度范圍內(nèi)拌和瀝青混合料為防止瀝青與車廂板粘結(jié)，車廂側(cè)板和底板可涂一薄層洗滌劑水溶液或油水混合物，以確保路面的質(zhì)量。

滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣與石灰石粉相比有以下優(yōu)勢(shì):

a）顆粒尺寸較小、化學(xué)活性高、表面性能高，在催化、吸附等方面具有優(yōu)越性；

b）由于小尺寸效應(yīng)，可提高瀝青膠漿內(nèi)聚粘接強(qiáng)度，改善瀝青中各集料間的界面結(jié)構(gòu)，提高瀝青強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗水性能與耐久性，因此，具有較好的工程應(yīng)用前景。

3 瀝青混合路面的平整度檢測(cè)

瀝青混合路面的平整度直接影響到汽車在公路上快速、舒適、安全運(yùn)營(yíng)等基本功能。不平整路面會(huì)增大行車阻力，并且使車輛產(chǎn)生附加振動(dòng)，影響行車速度和安全；同時(shí)，振動(dòng)作用會(huì)對(duì)路面施加沖擊力，從而加劇路面和汽車的損壞。因此說(shuō)路面的平整度檢測(cè)非常重要，路面平整度的檢測(cè)設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩種。斷面類是測(cè)定路表面凹凸情況，常用的儀器有3m直尺，連續(xù)式平整度儀。主要針對(duì)車載式顛簸累積儀的使用方法進(jìn)行介紹，汽車停在測(cè)量起點(diǎn)前約300～500m處，打開數(shù)據(jù)處理，器的電源，在鍵盤上輸入測(cè)試年、月、日，確定測(cè)試日期，在鍵盤上輸入測(cè)試路段編碼，輸入測(cè)試起點(diǎn)公里樁號(hào)及百米樁號(hào)，發(fā)動(dòng)汽車向被測(cè)路段駛?cè)ィ饾u加速，保證在到達(dá)測(cè)試起點(diǎn)前穩(wěn)定在選定的測(cè)試速度范圍內(nèi)，但必須與標(biāo)定時(shí)的速度相同，然后控制測(cè)試速度的誤差不超過(guò)±3km/h。除特殊要求外，標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試速度為32km/h，到達(dá)測(cè)試起點(diǎn)時(shí)，開始按測(cè)量鍵，儀器即開始自動(dòng)累積被測(cè)路面的單向顛簸值，從顛簸值即可分析出路面的平整度。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青混合料路面具有良好的力學(xué)性能和較好的耐久性以及行車舒適性，適合于各種車輛的通行并具有堅(jiān)實(shí)耐久平整度良好的抗滑防滲耐疲勞的性能和抗溫開裂的溫度穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)瀝青混合料路面的研究也會(huì)對(duì)加速大規(guī)模修建二級(jí)及其以上公路起到促進(jìn)作用。所以，各個(gè)施工部門要認(rèn)真分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，進(jìn)一步改善，提高工程的施工質(zhì)量。

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[2]盧紅斌.公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2006，（28）：79.