市政道路瀝青路面結(jié)構(gòu)類型及破壞研究

何 峰

(深圳市金河建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518000)

1 四種瀝青路面結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

按照路面質(zhì)量，目前市政道路上的瀝青按路面類型可分為四類：瀝青碎石，瀝青表面處理，瀝青貫入式和瀝青混凝土。

(1)瀝青表面處治是指瀝青的主要成分包括瀝青和細(xì)集料，其厚度不超過3 cm。薄層的存在對(duì)路面強(qiáng)度和剛度的提高沒有明顯的影響。

(2)瀝青貫入式，將厚碎石壓實(shí)，在其上鋪一層結(jié)構(gòu)。把瀝青和研磨材料倒在碎石上，冷凝面層，在表面處理時(shí)需要用涂料壓實(shí)表面，這樣表面水就不會(huì)漏出。將顆粒鎖定并粘結(jié)在一起，保證了路面的高強(qiáng)度。

(3)市政道路一般都是由瀝青碎石混合料施工完成的混合料，與瀝青混凝土混合料的路面相比有較好的抗滑性和穩(wěn)定性，增加了道路使用壽命。瀝青碎石混合料應(yīng)用在道路中也有一定的缺點(diǎn)，主要呈現(xiàn)在耐久性差。

(4)瀝青混凝土混合料和碎石混合料成分相同，但不同之處是工藝處理，即根據(jù)高溫連續(xù)級(jí)配原則將瀝青、粗集料、細(xì)集料和填料混合在一起，使礦物即瀝青混凝土中混合，與其他抹灰結(jié)構(gòu)相比，瀝青混凝土應(yīng)用在市政道路路面中。具備穩(wěn)定性強(qiáng)特點(diǎn)，可保障車輛在行駛過程中減小噪音，并能在一定程度上抵御外力破壞。

2 瀝青路面的破壞及原因分析

2.1 裂縫

最常見的是瀝青混凝土裂縫，尤其是塊石危象裂縫，交叉裂縫和縱裂。泵體的脹縮等情況均與裂紋有關(guān)，其主要原因是荷載的疲勞破壞。開裂時(shí)先交錯(cuò)，然后是多邊形開裂。交叉垂直于交通方向。隨壽命延長(zhǎng)，裂縫的數(shù)目增加，裂縫間的距離也不同，這是早期損傷的重要標(biāo)志。導(dǎo)致開裂的原因有荷載作用和荷載作用兩種。首先，由于路面強(qiáng)度和承載力的降低，裂縫從下表面開始形成；其次，由于溫度收縮、凍結(jié)、反射、不均勻沉降等原因，導(dǎo)致溫度收縮和反射較高?？v裂與行車方向平行，主要發(fā)生在離路緣3～5 m處。造成接縫變形的原因有應(yīng)力大，承載力低，不夠牢固，處理不當(dāng)?shù)取?/p>

2.2 變形

高溫期，混凝土路面的變形部分取決于重復(fù)行駛荷載作用下路面層和基層材料的側(cè)向位移和壓實(shí)度；另一方面取決于行人的負(fù)荷或超載時(shí)的承載能力；其本質(zhì)是路面壓實(shí)不充分造成的局部凹陷。多數(shù)情況下，它會(huì)給公民帶來結(jié)構(gòu)性損害。

2.3 泛油

在夏季車輛行駛時(shí)，瀝青路面上會(huì)有一層閃亮的瀝青薄膜滲漏而產(chǎn)生溢油。由于瀝青含量過高或孔隙率過低等原因，在此作用下，行駛阻力減小，施工深度減小，影響道路安全。

2.4 表面損壞

瀝青表面層的表面損傷應(yīng)特別包括以下幾種情況：(1)由于軟集料的結(jié)構(gòu)或不合理的隆起以及瀝青含量過高而導(dǎo)致的輪胎反復(fù)摩擦產(chǎn)生粗集料；(2)表面的破壞是由于粗集料和細(xì)集料之間的關(guān)聯(lián)程度低而造成的；(3)表面的破壞是由于水的作用而導(dǎo)致瀝青與集料之間的粘附力下降。

3 裂縫的開裂機(jī)理

3.1 低溫引起的橫向裂縫

瀝青混凝土結(jié)構(gòu)與外界溫度是直接相關(guān)的。當(dāng)溫度降低時(shí)，瀝青就會(huì)產(chǎn)生收縮，其混凝土變形受到地面和鋪路石的限制，導(dǎo)致瀝青混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉伸張力而形成裂縫。

3.2 應(yīng)力效應(yīng)的疊加

在溫度降低的同時(shí)，瀝青混凝土的表面溫度也降低了。瀝青混凝土由于基層的限制和自重的作用，表面不能自由變形，從而導(dǎo)致表面產(chǎn)生拉張拉應(yīng)力，并在底部產(chǎn)生壓力荷載。當(dāng)加載時(shí)，溫度張力增大，表面張力增大，直接導(dǎo)致表面裂紋。

3.3 溫度應(yīng)力的反復(fù)作用

溫度較低的第二年，瀝青混凝土層會(huì)再次收縮，當(dāng)基層摩擦力較低時(shí)，裂縫會(huì)增大，實(shí)際收縮時(shí)，裂縫會(huì)增大；否則，裂縫不會(huì)收縮，但會(huì)產(chǎn)生新的裂縫，使裂縫增大。由于溫度應(yīng)力的反復(fù)作用，使瀝青混凝土表面產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，使極限拉應(yīng)力降低。

3.4 反射裂縫

反射裂縫是在城市道路表面以下張力超過瀝青混凝土極限強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的。反射性是由于受偏心應(yīng)力影響，溫度變化引起的主拉應(yīng)力。壓縮張力秋冬季節(jié)氣溫較低，瀝青混凝土樓面平面布置時(shí)，由于基層對(duì)拉應(yīng)力的抵抗力下降，將對(duì)裂縫部位的表層產(chǎn)生影響。

4 瀝青路面破壞的防治措施

4.1 合理選材

基層選用抗裂材料；減小收縮，增加粗集料含量，降低施工含水量，提高基層密實(shí)度，避免干縮量過大的物料結(jié)合。優(yōu)質(zhì)改性瀝青比普通瀝青具有更好的低溫粘度和耐老化性能。橡膠、熱塑性橡膠彈性體、熱塑性樹脂是目前廣泛使用的材料。選對(duì)礦物材料；為使瀝青與礦物骨料之間有良好的連結(jié)，不論骨料是哪種，都應(yīng)使用抗剝落劑，以保證瀝青路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免因?yàn)闇囟榷茐臑r青路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)并限制堿性骨料的使用。

4.2 瀝青路面泛油的防治方法

不需進(jìn)行輕油覆蓋或?yàn)r青露后處理的路面，針對(duì)路面水害及局部施工質(zhì)量問題，提出了治理措施。由于在油量大的路段，由于油污的影響，車輛行駛時(shí)摩擦系數(shù)較小，容易影響行車安全。道路病害可以通過碎石壓路機(jī)來預(yù)防，因?yàn)闉r青漿的滲漏，主要是由于瀝青用量過大所致，而瀝青混合料施工也需要這種壓路機(jī)，如采用經(jīng)工程師認(rèn)可的配合比，則應(yīng)按規(guī)定的配比選用。

4.3 設(shè)計(jì)階段

通過不同土層的固結(jié)試驗(yàn)，分析土層的壓實(shí)度，有針對(duì)性地采取措施，防止軟土地基滲漏，可采用碎石封層、石灰氣泡地板等技術(shù)措施，有效地改善地基的壓實(shí)和變形。實(shí)踐表明：橋頭荷載和預(yù)荷載作用下的基底沉降速度均較快；第二，防水層和排水口應(yīng)合理調(diào)整；將瀝青混凝土與水泥混凝土區(qū)別開來，可消除水損害，如瀝青面層較薄，則可將防水層鋪至面層下面較厚的瀝青面層。

4.4 施工階段

強(qiáng)夯加固地基，以提升道路路面使用的強(qiáng)度，增加使用壽命和耐久性，使水平排水與垂直排水相結(jié)合。采用老膠粉改性后，膠粉含量為15%～25%，軟化點(diǎn)可達(dá)4～50 ℃，另外，也可以使用壽命較好的SBS瀝青進(jìn)行施工，以增加市政道路的性能和柔韌性，從而提升道路路面抗裂痕的性能，是一種壽命優(yōu)良的瀝青材料。

4.5 運(yùn)營(yíng)階段

汽車超載是造成路面損壞的主要原因。為此，需要對(duì)邊界運(yùn)輸進(jìn)行管理，例如設(shè)立卸貨點(diǎn)和阻塞站。針對(duì)超重車輛的超載問題，短期內(nèi)無法解決的問題，應(yīng)從兩個(gè)方面著手：一是按照貨車承載量的等級(jí)收費(fèi)，嚴(yán)格遵守車輛載重標(biāo)準(zhǔn)原則展開。市政道路的運(yùn)營(yíng)。二是由于溫度環(huán)境的影響下，在不同環(huán)境下瀝青路面所承載的壓力不同，因此，相關(guān)人員要做好道路的日常管理工作，進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)，限制超重型車輛通行。

4.6 全面質(zhì)量管理建養(yǎng)并重

要防止瀝青膠泥從業(yè)主到施工、施工、監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題，必須嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、程序，嚴(yán)格材料和工藝，必須嚴(yán)格控制、檢查、監(jiān)督接縫，必須使用高效設(shè)備和機(jī)械。要盡快發(fā)現(xiàn)裂縫，及時(shí)修補(bǔ)，防止水通過接縫流入盆地，處理地基破壞及對(duì)地表的影響。對(duì)大于6 mm的裂縫，用瀝青或者空氣進(jìn)行清洗裂縫，并使用乳化瀝青混合料。將裂縫進(jìn)行密封。如產(chǎn)生輕微的裂縫，可以采用噴灑或刷油的方式，將其噴涂在道路表面上，以防止裂縫通過水?dāng)U散流動(dòng)；大面積裂縫和視網(wǎng)膜可用加密封層或?yàn)r青表面處理，嚴(yán)重裂縫和格柵裂縫應(yīng)加強(qiáng)基層。

5 結(jié) 論

總之，瀝青路面廣泛應(yīng)用于市政道路建設(shè)，而瀝青路面在市政道路建設(shè)中較為普遍。在介紹瀝青路面結(jié)構(gòu)類型的基礎(chǔ)上，分析了瀝青路面損壞的形式及原因，并針對(duì)此環(huán)節(jié)提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，以不斷提高城市道路建設(shè)質(zhì)量。在采用性能優(yōu)良的原材料和優(yōu)化的施工工藝下，瀝青路面仍會(huì)出現(xiàn)裂縫、變形、油流、表面損傷(磨光、孔洞、剝落)等破壞現(xiàn)象。有關(guān)技術(shù)人員一方面從設(shè)計(jì)上指導(dǎo)全過程管理，在施工和運(yùn)行階段采取有效的預(yù)防和控制措施；另一方面，要根據(jù)瀝青涂層的種類，對(duì)應(yīng)的損壞形式，裂縫的開裂和產(chǎn)生機(jī)理，從原則上解決瀝青裝載問題。