公路瀝青混凝土路面病害產(chǎn)生的原因及病害處治方法初探

張淑敬

【摘 要】隨著道路交通量日益增大，由于溫度、行車荷載、路基隱患、路面基層施工質(zhì)量、橋頭沉降、瀝青混合料施工質(zhì)量和瀝青本身的性質(zhì)等各種原因，使道路路面面臨嚴(yán)峻的考驗，很多瀝青路面均表現(xiàn)出一定的早期破壞，本文就幾種常見病害的成因進(jìn)行分析并結(jié)合實際提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土路面；早期病害；成因分析；處治方法

一、瀝青混凝土路面早期病害成因分析

造成瀝青混凝土路面早期病害的因素很多，下面就以上幾種最常見的瀝青混凝土路面早期病害成因逐一進(jìn)行分析：

（一）縱向裂縫

1、地基原因

有些縱向裂縫路段所處地基不屬軟土地基，但處于丘陵低洼、河谷處，長期受水沖蝕，天然含水量較高，在設(shè)計時未發(fā)現(xiàn)或未作特別處理，在施工時也未作等載或超載預(yù)壓，在高填土后，地基出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面縱向開裂；有些河谷、水塘雖作了清淤處理，但處理不徹底或回填材料控制得不好，也會因不均勻沉降造成路面縱向開裂。

2、路基施工原因

路基施工時天氣干燥，局部路堤填料粘土土塊粉碎不足，致使路基壓實不均勻；暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實度不夠；有些加減速車道與行車道拼接段不同步施工，且拼接處理不好導(dǎo)致路基沉降不均勻。

3、滲水原因

中央分隔帶、路表、邊坡等滲水，使得局部路基受水浸泡后土體的С、Ф值降低，在動靜荷載的作用下，使得裂縫路段進(jìn)一步產(chǎn)生小圓弧滑動趨勢；部分填料為弱膨脹土，施工中未予處理，在滲水后因含水量的變化，導(dǎo)致縱向裂縫進(jìn)一步開展。

（二）橫向裂縫

1、基層反射裂縫

一方面在基層成型過程中，因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫；另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使瀝青面層底面承受拉力，當(dāng)拉力超過瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時就使瀝青面層底部拉裂，并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青面層底面裂縫沿豎向向上擴(kuò)展到路表，從而形成瀝青路面橫向裂縫。從現(xiàn)場取樣看，面層裂縫與基層裂縫上下貫通，且下寬上窄。

2、瀝青混凝土的溫縮裂縫

因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料，溫度下降時，瀝青混合料逐漸變硬變脆，并發(fā)生收縮變形。當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時，瀝青路面表面就會被拉裂，并逐步向下發(fā)展，形成上寬下窄的橫向裂縫。由于大多數(shù)的高速公路上面層采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)瀝青或改性瀝青，瀝青混合料的自身低溫抗裂性能較好，故此種橫向裂縫相對較少。

3、差異沉降引起橫向裂縫

在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處或構(gòu)造物臺背與路段交接處，因地基或路基與構(gòu)造物質(zhì)差異沉降導(dǎo)致基層的開裂，并反射到瀝青面層，形成橫向裂縫。這種橫向裂縫類似于基層反射裂縫，但往往為路面橫向全幅貫通，這種橫向裂縫在軟基分布比較廣泛及構(gòu)造物眾多的水網(wǎng)地區(qū)的高速公路上有一定比例。

（三）網(wǎng)裂、沉陷和坑槽

1、瀝青路面空隙率過大

由于瀝青混合料生產(chǎn)的變異性大、攤鋪過程中瀝青混合料局部離析和路面壓實不夠等多種原因造成瀝青路面空隙率過大，使雨水極易浸入，滯留在路面面層中。尤其是連續(xù)雨天時路面面層將長時間處于飽水狀態(tài)，給路面造成嚴(yán)重水損壞。在低溫時水易結(jié)冰，經(jīng)多次凍融循環(huán)作用后，瀝青混合料酥松，使路面出現(xiàn)坑槽等破壞；在高溫時，在高速行駛的車輛荷載反復(fù)作用下，滲水成為瞬間有壓水，在有壓水的長期浸泡和沖刷下，瀝青與石料的粘附力逐漸下降，包裹在石料表面的瀝青膜被剝落，使混合料松散，并逐步形成坑槽。

2、瀝青與石料粘結(jié)性差

規(guī)范要求高速公路瀝青路面瀝青與石料的粘結(jié)力不小于4級，有的路段在試驗時粘結(jié)力是符合要求的，但在瀝青混合料生產(chǎn)時，因石料的差異性或瀝青用量偏小，使得瀝青與石料的粘結(jié)力不足，使混合料逐步松散，進(jìn)而形成坑槽。

（四）泛油

1、混合料組成設(shè)計不當(dāng)

因混合料中瀝青用量過多或空隙率過小，在車輛荷載反復(fù)碾壓下，多余瀝青由下部泛到路表形成泛油病害。

2、混合料拌和控制不嚴(yán)

在瀝青混合料拌和時礦粉等細(xì)料含量較難準(zhǔn)確控制，如細(xì)料含量過少，混合料比表面積較小，則瀝青用量相對較多，也易泛油。

二、瀝青混凝土路面病害處治方法

瀝青混凝土路面的病害嚴(yán)重縮短了公路的使用壽命，對新建公路的正常使用形成了嚴(yán)重的威脅。現(xiàn)針對以上幾種常見病害做出相應(yīng)的處治方法。

（一）路面裂縫

1、對于由基層開裂引起的反射裂縫及由瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫

如縫寬較小可不予處理；如寬度達(dá)3mm以上，可將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹凈塵土后，采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵；如縫寬在5mm以上，可將縫口雜物清除，或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈，采用砂粒式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料填充搗實，并用烙鐵封口。

2、對于由地基沉降引起的橫向裂縫

例如出現(xiàn)錯臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的，則需沿橫縫兩側(cè)各50cm～100cm范圍開槽，挖除上面層，先將裂縫填實，然后沿橫縫加鋪玻璃格柵，重新攤鋪上面層。

3、對于縫寬小于5mm的縱向裂縫

對于縱縫進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)啃邊、錯臺且裂縫寬大于5mm，則需銑刨上面層（如縱縫為直線型可僅銑刨行車道或緊急停車帶，如縱縫為圓弧型需銑刨行車道及緊急停車帶）和中面層（銑刨寬度為裂縫兩側(cè)各1m），并對裂縫先行填實，沿縱縫鋪設(shè)玻璃格柵，攤鋪中面層，然后在中面層上沿縱向每隔5m設(shè)寬為1.2m的玻璃格柵，最后再攤鋪上面層。

（二）路面沉陷及變形

1、測定標(biāo)高

確定銑刨范圍，沉降使得路面縱、橫坡都發(fā)生了變化，可通過測量中央分隔帶與超車道、超車道與行車道、行車道與緊急停車帶的分界標(biāo)線及緊急停車帶外側(cè)邊緣線4條縱線的標(biāo)高變化圖，以4條縱線的標(biāo)高變化圖穩(wěn)定處作為維修的起、終點。為便于攤鋪機(jī)作業(yè)，最小維修長度不小于30m。

2、銑刨原路面

沉降段按單幅全斷面進(jìn)行銑刨，可以超車道與行車道分界標(biāo)線右邊緣為界分兩次施工，先施工行車道及緊急停車帶，后施工超車道，以保證不中斷交通。銑刨后應(yīng)切縫清理路床，以保證接口平順。

3、噴灑粘層油

4、掛線調(diào)標(biāo)高

鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料 對于重鋪路面標(biāo)高與原路面標(biāo)高差在3cm 以內(nèi)的，可以全部銑刨原瀝青路面上面層，一次攤鋪成型于標(biāo)高差超過3cm的，在銑刨原瀝青上面層后，分兩次攤鋪、兩次調(diào)平，在保證上面層厚度的前提下，先用上面層材料找平中間層，然后再攤鋪上面層。

（三）泛油

1、對于路表輕微泛油，表面石子仍外露的路段，可不作處理。

2、對于因局部施工質(zhì)量差引起水損壞且出現(xiàn)坑槽等破壞的，宜按坑槽修補(bǔ)方法處治。

3、對于大段泛油嚴(yán)重，摩擦系數(shù)降低較多，影響行車安全的，可采用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。

三、 結(jié)束語

總之，瀝青混凝土路面早期病害的產(chǎn)生有多方面的因素，無論設(shè)計方面、還是施工方面都存在一些不足。鑒于目前瀝青混凝土路面病害早期化的特點，在優(yōu)化設(shè)計的同時，更為重要的是應(yīng)該加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場施工質(zhì)量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金路等，水泥混凝土路面橫向隨機(jī)裂縫分析，混凝土，2002.5：P54

[2]楊長輝等，混凝土塑性收縮裂縫成因及防裂措施研究綜述，混凝土.2002.5：P33--36