瀝青路面常見病害成因分析及預(yù)防措施

程立強(qiáng)?潘勐

摘 要：就瀝青路面常見的幾種病害類型進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；病害分析；預(yù)防措施

1 引言

瀝青混凝土作為一種路用結(jié)合料，在世界各國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通物流業(yè)的成長(zhǎng)壯大，大型超載車輛與日俱增，瀝青路面過早地出現(xiàn)現(xiàn)裂縫、車轍、泛油、松散、坑槽等病害，正常維修期大大提前，直接影響了車輛的安全運(yùn)行，影響了道路投資效益的正常發(fā)揮。

瀝青路面的破壞類型大體可分為兩類：結(jié)構(gòu)性破壞和功能性破壞。前者是指路面結(jié)構(gòu)的整體或其某一個(gè)或幾個(gè)組成部分的破壞，嚴(yán)重時(shí)可能達(dá)到不能支撐車輛的荷載，一般需進(jìn)行徹底翻修；后者是由于路面不平整，使其不再具有預(yù)期的功能?？梢酝ㄟ^修整、養(yǎng)護(hù)來恢復(fù)路面的平整性，以滿足行車需要。

本文將分別介紹裂縫、車轍、泛油、松散、坑槽這五類病害的成因并總結(jié)相應(yīng)的預(yù)防措施。

2 病害及成因分析

2.1 裂縫

瀝青混凝土路面開裂的主要原因可分為兩大類：一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，即荷載型裂縫。另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，即非荷載型裂縫。瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要形式為：縱向裂縫、橫向裂縫以及網(wǎng)裂、龜裂等不規(guī)則裂縫。

（1）縱向裂縫走向與行車方向平行，裂縫長(zhǎng)度和寬度不一。

產(chǎn)生縱向裂縫的原因：

①路基填筑質(zhì)量、通車后地基的整體穩(wěn)定性、路基填料本身等原因。

②地基承載力下降，路基整體強(qiáng)度降低，重車荷載的反復(fù)作用。

③當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)輕微裂縫或其它原因引起瀝青表面的自由水進(jìn)入路面基層，特別是半剛性基層材料，水份不能夠及時(shí)排出，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的重車行車碾壓，再加上半剛性基層施工接縫處理不當(dāng)產(chǎn)生的縱向裂縫。

④重型車輛經(jīng)常沿一個(gè)車道行使，容易造成縱向裂縫。

（2）橫向裂縫與路中心線基本垂直，貫穿整個(gè)路幅或部分路幅，縫的寬度大小不同。

其產(chǎn)生的原因：

①瀝青混凝土是一種熱脹冷縮型材料，其在溫度變化超出瀝青混凝土的極限拉應(yīng)力時(shí)，容易產(chǎn)生低溫裂縫和溫度疲勞裂縫、反射裂縫等。

②地基的施工質(zhì)量差、填土高度過厚、壓實(shí)度不足。

③無機(jī)結(jié)合料基層收縮裂縫的反射縫。

④橋梁、涵洞或通道兩側(cè)的填土產(chǎn)生固結(jié)。

⑤施工縫處理不當(dāng)，接縫不緊密，造成不同部位結(jié)合不良。

（3）不規(guī)則裂縫其產(chǎn)生的主要原因：

①半剛性材料層之間或半剛性層下有夾層土。素土夾層遇水潮濕后，使路面承載能力下降，載重車輛通過時(shí)容易產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象，表面容易產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

②半剛性基層厚度不足，而其下底基層又是半剛性材料的路面結(jié)構(gòu)，特別是在路基壓實(shí)度不夠或承載能力降低的情況下，也會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

③在瀝青面層混凝土施工中，瀝青混合料的油石比、拌合溫度掌握不好，瀝青混凝土路面在行車荷載的作用下也會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則裂縫等。

2.2 車轍

車轍是在行車荷載重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生永久性變形積累形成的帶狀凹槽。車轍降低了路面平整度，當(dāng)車轍達(dá)到一定深度時(shí)，由于轍槽內(nèi)積水，極易發(fā)生汽車飄滑而導(dǎo)致交通事故。車轍成因如下：

（1）瀝青混合料的高溫溫度性不足是產(chǎn)生車轍的主要原因。

（2）低溫時(shí)攤鋪混合料導(dǎo)致密實(shí)度過小，空隙率過大，雨水透入等都會(huì)是路面的高溫性能降低。

（3）瀝青混合料中瀝青含量過大，細(xì)集料過多，天然的少棱角的顆粒百分率過高。

（4）施工時(shí)控制不當(dāng)，密實(shí)度小，行車荷載過大，荷載作用時(shí)間過長(zhǎng)，渠化交通和路面溫度高。

2.3 泛油

路表水侵入面層內(nèi)部并長(zhǎng)期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復(fù)作用和動(dòng)壓水沖刷下，集料表面的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)致面層上部泛油而底部松散的瀝青遷移現(xiàn)象。泛油使路面在行車時(shí)產(chǎn)生輪跡和黏輪現(xiàn)象，并使路面抗滑性能下降，嚴(yán)重影響行車安全和周圍環(huán)境。

泛油的成因如下：

（1）瀝青面層的瀝青用量過大、稠度太低或熱穩(wěn)性差。

（2）瀝青混合料空隙率低。

（3）低溫季節(jié)施工，層鋪法瀝青路面的嵌縫料散失過多，在氣溫轉(zhuǎn)暖后，在行車作用下多余瀝青溢至表面而形成。

（4）粘層油用量過大或?yàn)⒉疾痪鶆蛞矔?huì)局部出現(xiàn)泛油。

（5）雨水滲入使瀝青膜剝落，上泛引起表層泛油。

2.4 松散

“松散”是瀝青路面常見病害。其癥狀為瀝青混凝土中瀝青與集料的粘結(jié)力作用逐漸下降并喪失，在車輛荷載作用下使瀝青混凝土表面層呈松散狀態(tài)，面層中的集料顆粒脫落，粗細(xì)集料散失起砂，路面磨損，路表（1）粗麻，多處微坑，表層剝落，路面外觀質(zhì)量差，行車不適。如不及時(shí)治理，它會(huì)從路表面向下不斷發(fā)展，以致形成坑槽。松散產(chǎn)生的因素有很多，具體可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：

（1）由于瀝青混合料中瀝青偏少，油石比偏低，使得瀝青與集料間粘結(jié)性差；

（2）因低氣溫施工，壓實(shí)度過小，造成瀝青面層內(nèi)部空隙率過大，在車輛的載荷作用下造成的瀝青面層松散；

（3）集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹，使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上，而不是粘結(jié)在集料顆粒上，在表面的摩擦力作用下磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫離，這種情況主要是由于集料含泥量超標(biāo)所造成的；

（4）瀝青混合料拌合時(shí)瀝青溫度過高，導(dǎo)致瀝青老化，瀝青膜剝落使瀝青與集料的粘結(jié)力減弱而產(chǎn)生松散；

（5）基層強(qiáng)度松軟而引起的面層龜裂松散；

（6）骨料選擇有誤，選擇了酸性骨料與瀝青粘附性差而造成的松散；

（7）水損害導(dǎo)致的松散，由于車輪動(dòng)態(tài)載荷的作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青粘附性降低病逐漸喪失粘結(jié)力，瀝青膜從集料表面脫落，瀝青混合料出現(xiàn)掉粒、松散。

2.5 坑槽

瀝青在鋪筑過程中，由于操作原因等造成的空隙率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，致使瀝青路面在投入使用后會(huì)出現(xiàn)透水現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)展到出現(xiàn)坑槽，嚴(yán)重影響路面的平整度和行車的安全。成因分析：

（1）瀝青混合料溫度控制不好。施工時(shí)混合料溫度太高，使瀝青老化，粘結(jié)力降低，脆性增加，導(dǎo)致壓實(shí)不夠，粘結(jié)不牢。混合料溫度太低，攤鋪不均勻，壓實(shí)不充分，導(dǎo)致壓實(shí)度不夠形成坑槽

（2）厚度不足。路面下面層局部標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致瀝青上面層個(gè)別地方厚度不夠，在行車荷載作用下，部分混合料易被“帶走”，形成坑槽。

（3）水毀壞。在降雨過程中，雨水進(jìn)入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中。在大量快速行車的作用下，反復(fù)多次產(chǎn)生的孔隙水壓力使瀝青從碎石表面剝落下來，局部瀝青混凝土變得松散，碎石被車輪甩出，路面產(chǎn)生坑槽。

（4）土基或基層強(qiáng)度不足，路面產(chǎn)生裂縫、龜裂、松散等病害，未及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，導(dǎo)致病害擴(kuò)大，形成坑槽。

3 預(yù)防瀝青路面病害的技術(shù)措施

3.1 合理選擇原材料及混合料的級(jí)配類型

瀝青混凝土在生產(chǎn)前對(duì)原材料特別是瀝青做試驗(yàn)，根據(jù)瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范要求，結(jié)合氣候條件和道路等級(jí)選取適用的瀝青類型。選用粘度高、針入度小、軟化點(diǎn)高、含蠟量較低的優(yōu)質(zhì)石油瀝青；采用滿足規(guī)范級(jí)配要求的粒徑較大的碎石（尖銳棱角，粗糙表面和良好的級(jí)配）。碎石含量較多的瀝青混合料，應(yīng)嚴(yán)格控制針片狀含量，將礦粉用量和瀝青用量的質(zhì)量比控制在1.0～1.2，天然砂的含量小于15%或采用機(jī)制砂，嚴(yán)格控制瀝青用量，尤其不要過量，瀝青混合料施工壓實(shí)度必須滿足規(guī)范要求，盡量選擇粗顆粒含量稍高，細(xì)顆粒含量適宜的級(jí)配。

3.2 合理組織施工，盡量避免冷接縫。

對(duì)于冷接縫的處理，應(yīng)先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料，然后預(yù)熱軟化接縫處，涂刷乳化瀝青，再鋪筑新混合料。碾壓時(shí)，壓路機(jī)在已壓實(shí)的橫幅上，鋼輪伸入新鋪層15cm左右，每壓一遍向新鋪層移動(dòng)15-20cm，直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止。對(duì)于縱向裂縫，如分幅攤鋪時(shí)，前后幅應(yīng)緊跟，上、下層的施工縱縫應(yīng)錯(cuò)開15cm以上，攤鋪時(shí)控制好松鋪系數(shù)，使壓實(shí)后的接縫結(jié)合緊密、平整。在路面出現(xiàn)微小裂縫時(shí)就必須及時(shí)處理整治。

3.3 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)結(jié)果與瀝青路面的使用性能、材料用量及工程造價(jià)關(guān)系密切。合理的施工配合比不僅可以節(jié)約材料，降低造價(jià)，還能保證路面的使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命。

3.4 下承層準(zhǔn)備

瀝青路面攤鋪前，對(duì)下承層需認(rèn)真檢查，及時(shí)清除泥灰，處理好軟弱層，保證下承層穩(wěn)定。在白改黑改造工程施工時(shí)，應(yīng)先對(duì)原有混凝土板塊伸縮縫進(jìn)行認(rèn)真處理，先清除縫內(nèi)雜質(zhì)，用填縫料填實(shí)，再在其上鋪設(shè)防水卷材，并加鋪玻纖格柵。

提高基層的強(qiáng)度和剛度。盡量采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料作為半剛性基層材料。

3.5 施工工藝控制

瀝青混凝土路面施工，從目標(biāo)配合比到生產(chǎn)配合比，到配合比驗(yàn)證，工程技術(shù)人員應(yīng)完成全部試驗(yàn)，認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，保證級(jí)配好，油石比最佳。路面攤鋪碾壓時(shí)，應(yīng)掌握熨平板的振級(jí)，從而保證松鋪系數(shù)可靠，壓實(shí)厚度足夠。碾壓施工，往輪碾上噴水時(shí)，要注意控制噴灑量，以防止降低混合料溫度，要采用霧狀噴灑器。

3.6 控制混合料質(zhì)量

（1）選購(gòu)經(jīng)調(diào)查試驗(yàn)合格的材料進(jìn)行備料，礦料應(yīng)分類堆放，礦粉必須是石灰?guī)r磨細(xì)而成不得受潮，必要時(shí)做好礦料堆放場(chǎng)地的硬化處理和場(chǎng)地四周排水及搭設(shè)礦粉庫(kù)房或儲(chǔ)存罐。

（2）設(shè)置間歇式具有密封性能及除塵設(shè)備，并有檢測(cè)拌合溫度裝置的瀝青混凝土拌合站。

（3）拌合站設(shè)試驗(yàn)室，對(duì)瀝青混凝土的原材料和瀝青混合料及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。嚴(yán)格控制瀝青混合料拌合溫度、出場(chǎng)溫度及碾壓溫度。

3.5 提高瀝青路面的施工質(zhì)量

提高施工質(zhì)量是保證瀝青路面使用性能的最基本措施，在當(dāng)前的瀝青路面施工中，要重點(diǎn)解決好三個(gè)最關(guān)鍵的問題。一是要保證平整度，二是要保證壓實(shí)度，三是要保證瀝青混合料的均勻性。

除此之外，要及時(shí)灑布透層油，提高基層與面層的粘結(jié)力。及時(shí)科學(xué)地對(duì)路面進(jìn)行維修，避免路面病害擴(kuò)大化。 。

4 結(jié)束語

瀝青混凝土路面病害的產(chǎn)生有多方面的因素。只要我們認(rèn)真選材，精心設(shè)計(jì)，把握住各個(gè)施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照施工規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行施工，做好道路養(yǎng)護(hù)工作，加強(qiáng)交通管理，很多病害是可以避免或降低其破壞力的。

參考文獻(xiàn)

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