瀝青混凝土路面早期病害成因分析與對策

嚴青民

摘要：公路投入使用后，早期的病害嚴重的影響了使用，并帶來了安全隱患。裂縫、水破壞、松散、泛油、推移等是我國目前瀝青混凝土路面最常見的早期病害。本文通過分析瀝青混凝土路面早期病害成因，并制定相應(yīng)的早期病害預(yù)防措施，為公路的安全運行提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土 早期病害 政策建議

0 引言

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的公路網(wǎng)建設(shè)幾乎全覆蓋。但是，新建高速公路投入運營出現(xiàn)的一些問題，備受業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，在公路工程質(zhì)量問題中，瀝青路面早期病害基本上是通病，這使得新建公路的正常使用受到嚴重威脅。

1 構(gòu)成瀝青混凝土路面早期病害的原因

瀝青混凝土路面早期病害的形成原因比較多而且比較復(fù)雜，其中最常見的因素為：

1.1 水破壞 雨水浸入路面結(jié)構(gòu)層后進一步使得路面產(chǎn)生早期破壞的現(xiàn)象，該現(xiàn)象稱為水破壞。在破壞瀝青混凝土路面的早期病害中，水破壞是最常見的病害，其破壞力也最強。網(wǎng)裂、坑洞、唧漿、轍槽等是構(gòu)成水破壞的主要形式。施工時，由于瀝青混合料配合比控制不嚴格、攪拌不均勻，以及碾壓不到位等，使得瀝青路面出現(xiàn)較大的空隙，進而出現(xiàn)水破壞。瀝青混凝土表面層通過采用半開的方式進行施工時，水破壞對路面的影響更為嚴重。另外，瀝青與碎石之間的粘結(jié)程度、抗剝落劑的使用、車流量的大小、公路沿途的降雨量等在一定程度上影響著水破壞。

1.2 裂縫 瀝青混凝土路面的裂縫主要包括橫向裂縫和縱向裂縫兩類。①橫向裂縫。在溫度應(yīng)力的影響下，出現(xiàn)疲勞裂縫，疲勞裂縫進一步發(fā)展成橫向裂縫。由溫度造成的橫向裂縫從溫度變化率最大的表面開始延伸，并且隨著時間的增長瀝青逐漸老化，橫向裂縫隨著瀝青面層的抗裂能力逐年降低而不斷加劇。當瀝青面層裂縫遭到?jīng)_刷、唧漿就會出現(xiàn)下陷而發(fā)生形變，在裂縫的兩側(cè)就會出現(xiàn)新的裂縫，情形嚴重的會出現(xiàn)碎裂。所以，在施工過程中橫向裂縫在所難免。②縱向裂縫。在施工過程中，縱向裂縫是由于在橫向上地基和填土不均勻造成的。特別是拓寬舊路基的過程中，對土質(zhì)臺階處理不規(guī)范，分層填筑厚度以及壓實度控制不嚴格，當有表面水滲入時，出現(xiàn)縱向裂縫。

1.3 松散 瀝青混凝土中的集料顆粒從表面層中脫落下來，并且脫落現(xiàn)象逐步向下延伸的過程成為松散。集料顆粒與裹覆瀝青之間因粘結(jié)力喪失致使顆粒脫落。另外，在下列情況下也容易出現(xiàn)松散：①當粉塵粘結(jié)在瀝青膜表面時，使得集料顆粒被粉塵所包裹，在摩擦力的作用下，導(dǎo)致瀝青膜被集料顆粒所磨掉，致使集料顆粒發(fā)生脫落現(xiàn)象。特別是細集料中的含泥量超標時脫落現(xiàn)象更容易發(fā)生。②在離析面上粗集料之間相互接觸，由于缺少細集料的作用，導(dǎo)致瀝青膜與集料在少數(shù)接觸點上發(fā)生粘結(jié)。瀝青老化現(xiàn)象隨著時間的延長逐漸增強，瀝青與集料之間的粘結(jié)力受瀝青膜的剝落的影響進一步被削弱，尤其孔隙中的水凍結(jié)在一定程度上也會對粘結(jié)力構(gòu)成破壞。③高密實度的瀝青混凝土面層從某種意義上說是確保瀝青混合料粘聚力的基礎(chǔ)。如果混合料的密實度不符合設(shè)計要求，就會造成集料從混合料中脫落。

1.4 泛油 由于瀝青在施工過程中用量較大，在瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部出現(xiàn)瀝青向上移動的現(xiàn)象，使得表面層出現(xiàn)較多的瀝青，稱為泛油。通常情況下泛油以間斷式的片狀出現(xiàn)在行車道上。引發(fā)瀝青面層泛油的原因有：①施工控制不嚴和管理不善。②瀝青混合料配合比設(shè)計的擊實功不夠。③施工單位習(xí)慣使用瀝青用量過大的混合料。發(fā)生泛油的路段，在瀝青面層的表面會有發(fā)光發(fā)亮的現(xiàn)象發(fā)生，當摩擦系數(shù)和抗滑性不符合行車要求時容易引發(fā)交通事故。

1.5 推移 施工現(xiàn)場，在基層施工質(zhì)量差、車輛超載嚴重、透層油灑布質(zhì)量低劣、瀝青混合料性能不高的情形下，在瀝青混凝土表面容易發(fā)生推移現(xiàn)象。由于基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均勻，進而在鋪筑瀝青混凝土路面時，出現(xiàn)瀝青面層和基層之間粘結(jié)力度不夠。公路建成投入使用，由于瀝青面層與基層粘結(jié)不到位，尤其是瀝青面層施工接縫處遭到超載車輛的碾壓，隨著時間的增長，施工接縫處被重復(fù)碾壓，在瀝青路面出現(xiàn)推移現(xiàn)象，在輪跡帶的兩側(cè)出現(xiàn)壅包，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴重裂縫。施工質(zhì)量存在缺陷的情況下，在某些地段由于基層平整度較差、面層厚度較薄，在車輛荷載作用下面層逐漸形成波浪。

2 預(yù)防早期病害的政策措施

2.1 水破壞 瀝青混凝土密實性、空隙率、混合料的粘結(jié)力、抗剝落劑、車流量以及及重（超）載車輛等都是構(gòu)成水破壞的因素。所以，需要從以下方面預(yù)防水破壞：①選擇混凝土。混凝土的類型不同，其性能也有所差別，因此，需要根據(jù)具體的工程項目選擇合適的混凝土。對于瀝青面層各層要選用空隙率≯5%的密實型的瀝青混凝土。由于骨架密實型的瀝青混凝土具有良好的不透水性和高溫抗永久形變能力。所以利用前者對表面層進行處理，其抗滑性能比較卓越。SMA路面能夠充分證明這一點。②選用優(yōu)質(zhì)瀝青及抗剝落劑。通常情況下，在高等級公路施工過程中，選用針入度較小的瀝青與抗剝落劑相配合，進而增強瀝青與碎石的粘附性能，因為酸性石料與瀝青的粘附性能比較差。為了進一步提高瀝青與碎石的粘附性，細集料的含泥量也要嚴格控制。③確保施工質(zhì)量。為了提高施工質(zhì)量，需要選用規(guī)格、均勻、合理的原材料，并且嚴格控制配合比。為了避免粗細集料在施工過程中發(fā)生離析，瀝青混凝土的攪拌要均勻。在溫度方面，因為瀝青混合料的拌合溫度過高容易導(dǎo)致瀝青老化，降低與集料之間的粘附性。所以，對于瀝青混合料要嚴格控制拌合溫度、出場溫度、碾壓溫度。④杜絕車輛超載。超載是對破壞公路最主要的因素，對于超載車輛根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定，公路主管部門對超載車輛進行強制卸載，禁止超載車輛在高速公路上行駛。⑤優(yōu)化設(shè)計。使用防水材料對瀝青面層的層間進行防水處理，進而形成防水薄膜封層，在一定程度上將瀝青面層中的雨水聚集降到最低。

2.2 裂縫 通常情況下，在瀝青混凝土路面中出現(xiàn)裂縫很正常，施工過程中需要做的就是最大限度地降低裂縫的范圍和裂縫強度。根據(jù)前文對裂縫的形成原因進行研究分析，在進行路基（拓寬路基、路橋銜接處）施工時，對于填土的厚度要進行嚴格的控制，并且確保填料均勻性，使得壓實度符合設(shè)計要求。為了減少溫度裂縫，通過采用較稀（針入度大）的瀝青進行處理。在施工過程中，由于基層施工質(zhì)量較差導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)反射裂縫，在進行基層施工時，需要進行及時養(yǎng)護、處理好接頭，進而提高整體強度，避免出現(xiàn)反射裂縫。另外，在施工過程中，混凝土越均勻、壓實度越高、空隙率越小，形成的混凝土其強度就越高，在面層表面的薄弱處也就比較少。

2.3 松散 受瀝青混凝土面層強度、壓實度，以及面層內(nèi)部空隙率的影響，導(dǎo)致松散的產(chǎn)生。為了避免發(fā)生松散現(xiàn)象，需要：①原材料的選擇要合格，為了增強瀝青混合料的粘結(jié)力，細集料含泥量及礦粉摻量要進行嚴格控制。②施工溫度及壓實效果要進行嚴格控制。因為，在施工過程中，如果瀝青混合料溫度過低難以壓實混合料，進而在混合料內(nèi)部形成過大的空隙；溫度過高會導(dǎo)致瀝青老化，在一定程度上降低了粘附性。③攪拌瀝青混合料時，確?；旌狭暇鶆?，進而有效防止離析現(xiàn)象發(fā)生。

2.4 泛油 瀝青用量過大是出現(xiàn)泛油最主要的原因。因此，在施工過程中，嚴格執(zhí)行試驗規(guī)程的要求對配合比進行設(shè)計，并且在施工過程中不得隨意改變生產(chǎn)配合比，進而確保施工的質(zhì)量。

2.5 推移、壅包、波浪 在行車道上主要發(fā)生推移、壅包、波浪等現(xiàn)象，在長期、重復(fù)的荷載影響下，對于只有一層的瀝青面層，由于基層與瀝青面層之間粘結(jié)力比較弱造成推移，甚至出現(xiàn)壅包、波浪等現(xiàn)象。通過下列方式進行解決上述問題：①提高基層平整度。通過提高路面基層施工的質(zhì)量，進一步對病害進行預(yù)防。另外，鋪筑瀝青面層前將基層表面的浮土和雜物清掃干凈，確保基層表面的整潔，灑布透層油要均勻，在一定程度上不斷提高基層和面層之間的粘結(jié)力。②杜絕超載車輛。隨著超載車輛的增多，同設(shè)計荷載相比，超載數(shù)量非常嚴重。制定相應(yīng)的政策，采取措施禁止超載車輛在高速公路上行駛，確保公路的使用壽命。

3 結(jié)束語

綜上所述，在設(shè)計、施工時由于工作不到位，都會引發(fā)瀝青混凝土路面發(fā)生早期病害。在進行優(yōu)化設(shè)計時，根據(jù)瀝青混凝土路面病害早期特點，通過強化管理措施，確保施工質(zhì)量，施工時明確施工流程，在確保瀝青路面性能的同時，最大限度地延長使用期限，提高經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]李順天.高等級公路路基路面施工技術(shù)[J].西部交通，2010.

[2]李忠.瀝青路面施工與養(yǎng)護技術(shù)[J].南方科技，2011.

[3]劉永.公路養(yǎng)護與管理[M].北京：人民交通出版社，2009.

[4]張文峰.瀝青路面施工與維修技術(shù)[J].華北交通，2011.