高速公路瀝青混凝土路面早期破壞現(xiàn)象的分析及防治

籍石磊

（邢臨高速公路管理處，河北 邢臺 054001）

0 引言

高速公路瀝青路面通車1～3年內(nèi)就發(fā)生嚴重病害和較大面積損壞，可視為早期破壞，早期破壞的表現(xiàn)有水損壞、裂縫、龜裂、松散、沉陷、凍脹和翻漿等。導(dǎo)致高速公路早期破壞的原因很多，本文針對這些病害從自然因素影響、荷載、規(guī)范跟進、施工與養(yǎng)護等方面進行了深入分析?；谝鸶咚俟吩缙谄茐牡囊蛩胤治觯瑥暮侠戆才殴て?、引進先進技術(shù)、強化施工管理、科學(xué)控制工序、強化排水設(shè)計、重視施工養(yǎng)護及科研與實際相結(jié)合等方面進行深入研究，提出了我國現(xiàn)行高速瀝青混凝土公路主要病害治理的措施與方案。

1 幾種主要的路面早期破壞現(xiàn)象

1.1 軟土基繼續(xù)沉降產(chǎn)生的沉陷

我國多條高速公路都有部分路段位于軟土基礎(chǔ)上。針對不同情況的軟土基礎(chǔ)，高速公路設(shè)計和施工時都采取了相應(yīng)的處理措施，以期在通車后軟土基不會產(chǎn)生過多的沉降，減少或減輕路面較大的沉降，保持路面應(yīng)有的平整度，但多條高速并未達到理想的效果。造成路基沉陷的主要原因有：

（1）采取處理措施后到鋪筑路面前容許軟土地基固結(jié)沉降的時間太短；

（2）袋裝砂井、塑料排水板、粉噴樁或攪拌樁等沒有打軟土層，致使砂井底、排水板下端以及樁尖下部仍有一個層厚不一的軟土層。

1.2 路基壓實度不夠?qū)е侣访娴脑缙趽p壞

1.2.1 路基路面局部沉陷形變

與構(gòu)造物相鄰接的填土路堤壓實度不夠以及原地基未作適當(dāng)處理，使鄰接構(gòu)造物的路面明顯下沉，就會產(chǎn)生橋頭跳車。橋頭路面產(chǎn)生較大的不均勻沉陷，不但會導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象，而且會產(chǎn)生橫向裂縫。

1.2.2 裂縫

裂縫主要分為橫向裂縫和縱向裂縫。橫向裂縫又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設(shè)計不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣，或由于車輛嚴重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度而形成裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，它有兩種情況：瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫?？v向裂縫在每條高速公路上都可見到，由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性，特別在有表面水滲入地基的情況下，瀝青路面或早或遲都會產(chǎn)生一些細而短的縱向裂縫。從這個角度來說，縱向裂縫是不可避免的。實踐證明，地基處理的好，路基分層填筑和壓實得好，使路基盡可能的均勻，特別在預(yù)先采取措施防止表面水滲入地基的情況下，可以大幅度減少縱向裂縫的數(shù)量，同時顯著延緩縱向裂縫的出現(xiàn)時間。

1.2.3 塊狀裂縫

塊狀裂縫可由多個因素造成。例如半剛性材料層之間或半剛性層下部有一定厚度的素土夾層，素土夾層潮濕后，使路面承載能力顯著下降，容易產(chǎn)生塊狀裂縫。另外半剛性基層厚度不足，而其下底基層又不是半剛性材料層的路面結(jié)構(gòu)，特別在壓實度不夠和承載能力差的的情況下，也會產(chǎn)生塊狀裂縫。再者，如果瀝青混合料在間歇式拌和機中攪拌時間過長，攪拌溫度過高或在儲料倉中時間過長，都會使瀝青氧化變硬，使瀝青對拉應(yīng)變特別敏感，一旦拉應(yīng)變超出了混凝土的抗拉能力，就會產(chǎn)生塊狀裂縫。此外，在較低溫度作用下，也會產(chǎn)生塊狀裂縫。

1.2.4 水損壞

隨著時間的推移，特別是長期下雨后，路面的顏色愈來愈黑，輪跡處路面向兩邊推擠而隆起，輪跡處繼續(xù)沉陷，再發(fā)展，靠近輪跡的隆起部分破損，很快就出現(xiàn)面層松散、剝落、坑槽等。松散的集料表面瀝青膜已剝落貽盡，這是典型水損害現(xiàn)象，主要有表層產(chǎn)生坑洞，表面層和中面層同時產(chǎn)生坑洞以及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變、唧漿、網(wǎng)裂等病害產(chǎn)生。1.2.5 轍槽

瀝青路面輪跡帶的凹陷稱之為轍槽，轍槽是瀝青路面特有的破壞現(xiàn)象之一。產(chǎn)生轍槽的主要原因包括以下方面：

（1）超載和超重汽車的數(shù)量以及軸重和輪胎壓力，重車越多，對于混凝土的高溫抗變形能力要求越高；

（2）行車速度，車速越慢對于混凝土的高溫抗變形能力要求越高，所以在某些山區(qū)高速上坡路段，重車行駛速度較慢會產(chǎn)生轍槽。

1.2.6 泛油

高速公路瀝青路面的泛油現(xiàn)象主要產(chǎn)生在行車道上，超車道上泛油較少。瀝青混合料中瀝青含量過多，空隙率較小，高溫穩(wěn)定性差，是產(chǎn)生泛油的主要原因。

1.2.7 松散

產(chǎn)生松散的原因主要是采用的瀝青黏結(jié)力差，瀝青用量偏少，所用的礦料過濕、鋪撒不勻，或所用的嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青黏牢。表處面層還會產(chǎn)生大面積松散、唧漿現(xiàn)象，從而導(dǎo)致瀝青面層脫落。此種現(xiàn)象在我國早期的高速公路上曾出現(xiàn)，現(xiàn)在主要出現(xiàn)在水損壞嚴重的路段上。

2 我國高速公路瀝青路面發(fā)生早期破壞的原因分析

2.1 設(shè)計車輛荷載與實際車輛荷載不符

我國高速公路處在一個迅猛發(fā)展的時期，隨著車流量的越來越大，重車的數(shù)量也與日俱增，現(xiàn)行的規(guī)范已經(jīng)滿足不了高速發(fā)展的需求，所以導(dǎo)致現(xiàn)在高速公路在通車短時間內(nèi)就出現(xiàn)了路面的早期破壞。

2.2 施工與養(yǎng)護因素的影響

在施工階段，我國非常重視對瀝青材料的選擇，多數(shù)均選擇進口優(yōu)質(zhì)瀝青，上面層用改性瀝青。但在招標(biāo)過程中，有些高速公路業(yè)主對于瀝青要求的指標(biāo)過高，導(dǎo)致施工單位在瀝青中加入某些添加劑來提高指標(biāo)從而降低了瀝青的壽命。對于砂石料的選擇也參差不齊，也可導(dǎo)致瀝青混凝土的早期破壞。在通車后，養(yǎng)護部門沒有嚴格按照規(guī)范養(yǎng)護，對于較小的病害忽略，也能導(dǎo)致瀝青混凝土的早期破壞。

2.3 外界因素的影響

與日俱增的車流量、嚴重超載、不按規(guī)定速度行車，這些現(xiàn)象都嚴重導(dǎo)致瀝青混凝土路面的破壞，單靠交通部門的努力還是遠遠不夠，需要各方共同維護。

3 我國高速公路瀝青路面發(fā)生早期破壞的處治措施

3.1 嚴把質(zhì)量關(guān)，合理安排工期

根據(jù)實際情況確定并嚴格控制高速公路瀝青路面設(shè)計、施工各項指標(biāo)，嚴把質(zhì)量關(guān)，科學(xué)合理的安排工期，不搞獻禮工程，從設(shè)計到施工嚴格控制每一步驟，層層把關(guān)，工期不要縮短，也不要延長。

3.2 將科研與實踐相結(jié)合

將瀝青路面科研工作與高速公路建設(shè)結(jié)合起來，改變科研與建設(shè)脫節(jié)的現(xiàn)狀，注重科研設(shè)計和實際施工相聯(lián)系，使得在施工過程中很容易發(fā)現(xiàn)科研的可行性，然后再加以改進，特別是將科研成果應(yīng)用在施工過程中，無疑將大大提高我國高速公路瀝青路面的建設(shè)水平，有效防止早期破壞的出現(xiàn)。

3.3 學(xué)習(xí)、引進國外先進、成熟的技術(shù)

加大力度學(xué)習(xí)國外的先進技術(shù)，了解國外現(xiàn)在的瀝青混凝土路面發(fā)展現(xiàn)狀，多和國外的先進公司就我國高速公路瀝青混凝土路面相關(guān)情況進行交流，引進國外的技術(shù)，加強高速瀝青路面的建設(shè)，加大培訓(xùn)力度，大量培養(yǎng)相關(guān)方面的人才。

3.4 強化施工管理，提高工序控制的科學(xué)性

在施工方面必須嚴格按照國標(biāo)要求，不可偷工減料；對于路面各層施工要嚴格按規(guī)范要求選好合格材料；嚴格控制瀝青混凝土配合比，尤其是瀝青用量的控制；路面結(jié)構(gòu)層所選材料應(yīng)滿足強度、穩(wěn)定性和耐久性要求。

3.5 保證現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的完整和準(zhǔn)確

特別是瀝青材料、砂石料的試驗數(shù)據(jù)，必須做到抽樣合理、數(shù)據(jù)真實，保證瀝青路面材料的路用性能。對高路堤、軟基處理，填挖結(jié)合處、結(jié)構(gòu)物兩端填土等重點部位的施工重點監(jiān)控，防止不均勻沉降影響瀝青路面的使用性能。

3.6 重視并協(xié)調(diào)各項指標(biāo)

重視并協(xié)調(diào)高速公路瀝青路面的壓實度、均勻度、平整度和構(gòu)造深度等指標(biāo)，特別要處理好平整度與壓實度的關(guān)系。不能過分追求平整度而犧牲壓實度，而是要在保證壓實度的基礎(chǔ)上追求平整度，否則通車后的路面極易發(fā)生水損壞以及松散、車轍等早期病害。

3.7 重視高速公路的排水設(shè)計

水損壞是瀝青混凝土路面早期破壞的主要表現(xiàn)之一，水損壞可導(dǎo)致瀝青路面的坑槽，瀝青路面的松散、車轍等病害，所以一定要高度重視高速公路的排水設(shè)計，防止水損壞。

3.8 重視半剛性基層的養(yǎng)護，防止反射裂縫的出現(xiàn)

混凝土路面補強時常在原有路面上加鋪一層瀝青罩面，當(dāng)混凝土位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過瀝青罩面層的抗拉強度時，罩面層就會開裂，這種裂縫即稱為反射裂縫。在日常養(yǎng)護的過程中，在半剛性基層上鋪筑面層時，對等級較高的道路應(yīng)適當(dāng)加厚面層或鋪設(shè)土工織物或采取其他措施以減輕反射裂縫。

3.9 加強養(yǎng)護管理，提高養(yǎng)護管理水平

養(yǎng)護管理可分為外部管理和內(nèi)業(yè)管理。外部管理包括高速公路的大中修、日常小修保養(yǎng)，對混凝土路面的施工嚴格要求，對技工要經(jīng)常性的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。內(nèi)業(yè)方面，路況資料應(yīng)妥善保管，病害的匯總統(tǒng)計要及時更新，對路況病害的發(fā)展要持續(xù)觀察。內(nèi)業(yè)和施工要相互聯(lián)系，才能更好地提高養(yǎng)護管理水平。

4 結(jié)語

路面的早期病害現(xiàn)已成為瀝青路面的主要危害之一，從設(shè)計、施工到養(yǎng)護，應(yīng)該建立一個健全的質(zhì)量保證體系，各部門應(yīng)層層把關(guān)、層層控制、層層落實。另外，進行有效的早期維護，不但能改善瀝青路面的早期服務(wù)水平，而且能大大延長瀝青路面的有效壽命。

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