公路瀝青路面病害成因淺析及對策

鄧斐然

（湖北工程學院新技術學院，湖北省 孝感市 432000）

公路瀝青路面病害成因淺析及對策

鄧斐然

（湖北工程學院新技術學院，湖北省 孝感市 432000）

重點介紹了公路瀝青路面的常見病害，簡要分析了病害產(chǎn)生的原因，并結合已有研究成果，及工程實踐總結了相應的預防措施和維修對策。

瀝青路面 病害 成因 防治措施

緒言

近年來，為適應社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，公路在我國發(fā)展迅速。瀝青路面因為具有施工時間短、行車舒適、適應性強、養(yǎng)護維修方便等優(yōu)點而被廣泛采用。但由于瀝青混凝土材質(zhì)本身的差異, 以及受設計和施工水平的影響, 瀝青路面常常出現(xiàn)開裂、泛油、松散、坑槽等病害。這些病害的出現(xiàn)嚴重影響了行車速度、行車安全,加大了汽車磨損, 縮短了瀝青路面使用壽命。

1、瀝青的主要病害現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

1. 1 瀝青路面的裂縫

瀝青路面建成后，都會產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導致路面強度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產(chǎn)生結構性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的，裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種縱向裂縫的產(chǎn)生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的，特別是在舊路基拓寬地段，由于土質(zhì)臺階處理不規(guī)范、分層填筑厚度及壓實度控制不嚴，尤其在有表面水滲入的情況下，這些地段往往是縱向裂縫的高發(fā)區(qū)。橫向裂縫的產(chǎn)生往往是由于溫度應力的作用而產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸，并隨著時間增長造成瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低，溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變，同時引起裂縫兩側產(chǎn)生新裂縫甚至碎裂破壞。

影響裂縫的主要因素有：瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。

1.2 瀝青路面的車轍

車轍是路面結構層及土基在行車重復荷載作用下的補充壓實，以致結構層材料的側向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結構和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有：(1)瀝青混合料油石比過大；(2)表面磨損過度：(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部；(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導致路面橫向推擠形成波形車轍。、

車轍是在行車荷載重復作用下，路面產(chǎn)生累計永久性的帶狀凹槽。一般它是由于瀝青混合料級配設計不合理、穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足，使輪跡帶處的而層和基層材料在行車過程中產(chǎn)生損壞。

1.3 瀝青路面的凍脹和翻漿

瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時期，因為水的侵入和路基土的水穩(wěn)定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結果。其中水、土、溫度構成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。

1.4 瀝青路面的沉陷

沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點是面積大，涉及的結構層次深，主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是：(1)土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉；(2)路面強度不能適應日益增長的交通量，易發(fā)生疲勞破壞：(3)路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結構遭破壞而引起沉陷；(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位。

2 病害出現(xiàn)總體原因分析

原因分析中可以分兩大塊 瀝青質(zhì)量設計施工屬于主觀原因，外界的類似于交通 超載 等可屬于客源原因分析

2.1 瀝青質(zhì)量問題

由于近幾年國家城市基礎設施建設, 城市道路開工項目很多而建設資金又有限, 因此, 在道路結構層的厚度設計、材料的使用上本著經(jīng)濟適用的原則, 而對交通量的變化, 使用年限并沒有重點研究。像高等級瀝青路面, 省市采用的是上面層使用進口瀝青, 而中面層、地面層則采用國產(chǎn)瀝青, 就國產(chǎn)瀝青而言能達到規(guī)范要求的廠家并不多, 而且數(shù)量十分有限, 不可能滿足國內(nèi)建設規(guī)模的需要。

2.2 設計規(guī)范存在的問題

目前, 柔性路面國家設計規(guī)范仍然采用彎沉值控制, 路面設計以軸載100kN的雙輪組單軸為標準軸載; 對瀝青混凝土面層應采用容許回彈彎沉、彎拉應力和剪應力三項指標設計; 在交通量小的支路上鋪筑瀝青時, 可僅用容許彎沉值設計; 對瀝青碎石面層采用容許回彈彎沉和剪應力兩項指標設計。設計年限內(nèi)標準軸載累計數(shù)和折合成標準軸載累計數(shù)作為控制指標。

在路面設計中, 一方面交通車輛調(diào)查資料, 是為通行能力服務的, 沒有考慮到超載的問題, 使得設計中得不到準確軸載, 造成設計年限內(nèi)累計標準軸載出現(xiàn)與事實不相符的情況。這樣, 對于一些道路而言, 從一開始就降低了累計標準軸的數(shù)量, 使得設計彎沉值偏大, 基層、低基層的拉應力偏小, 造成路面整體剛度不足,導致路面提前破壞。

2.3 瀝青混凝土配合比設計存在的問題

瀝青混凝土配合比設計按規(guī)范要求應經(jīng)過四個階段,即目標配合比設計階段、生產(chǎn)配合比設計階段及驗證階段和試拌試鋪階段,各階段對要達到的目的都有明確的要求,在施工時,有的單位壓縮兩至三個階段,有的干脆憑經(jīng)驗進行施工。因此,從理論和實踐來講存在較大的偏差,從而導致瀝青混凝土內(nèi)在質(zhì)量存在先天不足。另一方面,由于現(xiàn)狀所致,政績工程工期較短,加上低價中標,碎石料場不規(guī)范,大多地材都由個體企業(yè)承擔,料場分散,設備落后,材料的均質(zhì)性、穩(wěn)定性均有較大的差別。雖然大部分單位在開工前都作了篩分分析符合要求,在施工過程中也檢測并予以調(diào)整配合比,但由于差異性大,不可能做到十分準確,導致路面出現(xiàn)一些常見病害。

3 針對瀝青路面病害的防治對策

3.1 合理設計路面結構

盡可能減薄瀝青面層厚度由于以下四方面原因, 高速公路路面厚度可酌情減薄, 控制在9- 12cm 之內(nèi)。第一是半剛性基層瀝青路面結構的承載能力可由半剛性材料層( 基層和底基層) 來承擔, 無需用增厚面層來提高承載能力。第二是提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層, 而是用優(yōu)質(zhì)瀝青。第三是瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫, 在正常施工情況下, 大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫。第四是一般來說厚的瀝青面層易導致車轍的產(chǎn)生。在設計時除酌情減薄瀝青面層厚度之外, 還應加強瀝青路面防水設計; 選用合理的基層和底基層結構。

3.2 嚴格控制瀝青混合料的質(zhì)量

（1） 瀝青的選取。

（2） 集料的選用。

（3） 混合料級配的確定。

3.3 嚴格控制施工質(zhì)量

施工質(zhì)量控制不嚴, 早期破損必然出現(xiàn)。所以瀝青路面施工必須按全面質(zhì)量管理的要求, 建立健全有效的質(zhì)量保證體系, 實行目標管理、工序管理, 明確責任, 對施工全過程, 每道工序的質(zhì)量要進行嚴格的檢查、控制、評定, 以保證其達到質(zhì)量標準, 具體要抓好以下幾方面:

（1） 嚴格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。

（2 ）保證基層頂面粗糙度。

（3 ） 合理灑布透層油、粘層油。在進行各層鋪筑前, 必須保持頂面清潔。

（4） 提高面層攤鋪質(zhì)量。

[1] 趙慶陽.公路瀝青路面養(yǎng)護技術[M].北京：交通出版社，2000，12.

[2] 劉利軍.瀝青路面修補技術[J].中國公路，2005，11.

[3] 田榮慶.影響高速公路瀝青路面平整度的原因分析[J].建筑機械技術與管理，2005，12.

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1007–6344（2015）01–0206–01