高速瀝青路面典型病害成因分析

劉泰儒　仲照紅

[摘要]全面的分析高速瀝青路面典型病害的形成原因，為高速瀝青路面的修補技術研究提供理論依據。

[關鍵詞]瀝青路面 路面病害 裂縫

中圖分類號：TU99文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0320057－01

盡管高速公路采用了比二級公路更厚的瀝青面層、更強的基層，但仍舊出現了開裂、車轍、平整度和抗滑性能衰減快等問題，甚至較一、二級公路為嚴重。這些病害的產生都直接影響到車輛行駛的安全性和舒適性，為有效維護路面，我們必須對高速瀝青路面典型病害成因進行全面的研究。

一、裂縫成因分析

裂縫往往是各種缺陷的綜合反映，面層壓實不足，接縫處理不好；面層以下含水量增高，不利季節引起路面強度下降；基層強度不夠，水穩性不良，基層溫度、濕度變化（凍脹、干縮）引起的面層裂縫；瀝青材料老化，混合料質量差，壓實溫度不當和機械損傷等。

瀝青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生的結構性破壞裂縫即荷載型裂縫，它是在車輪荷載作用下，當路面結構層底部產生的拉應力大于其材料的抗拉強度時產生的裂縫；另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫即非荷載裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。非荷載性裂縫主要有瀝青面層溫度裂縫和基層反射性裂縫，這種病害比較普遍。溫度裂縫在寒冷地區隨著溫度下降，瀝青材料變硬，并開始收縮，表現為收縮裂縫；在高溫、溫差大地區因太陽照射強烈，晝夜溫差大，瀝青面層中產生較大的溫度應力，這種應力的反復作用使瀝青路面表現為疲勞裂縫。基層反射裂縫主要與基層的收縮性和抗裂性有關。在收縮性小、抗裂性好的半剛性基層上，瀝青面層的裂縫與柔性基層路面沒有明顯的差別。在有些地區因施工流程的銜接不當，造成半剛性基層長時間裸露曝曬，形成可見或不可見干縮裂縫，這種裂縫或早或遲會在較薄的瀝青面層中反映出來，從而增加瀝青面層的裂縫總數。

盡管瀝青路面開裂的原因和形式是多種多樣的，但由于行車荷載作用，瀝青面層溫度變化是產生裂縫的主要原因。國內外的調查研究表明，半剛性基層瀝青路面的反射裂縫和對應裂縫是非荷載型的，是由溫度變化引起的，在某些情況下也可能由溫度和荷載共同作用產生的，但主要是由半剛性基層的溫度裂縫和干縮裂縫引起的。

二、車轍成因分析

車轍常見于瀝青柔性路面，位于行車道車輪常行駛處，每個車道有兩條車轍，多數是由于超載車輛反復行駛、碾壓、擠壓形成的帶狀凹槽，寬度在0.3m～0.6m之間。炎熱的夏季是車轍的發展和泛濫期，在高溫作用下，瀝青容易軟化，加之重載的碾壓，有的重載已經相當于施工期間的壓路機甚至超過壓路機的受力性能，小顆粒的瀝青混凝土被擠向下部和車輪的兩側，破壞了路面的平整狀態。初始時，呈現微弱的平滑下凹，目視觀測不到兩側的隆起，車輛無明顯感覺；嚴重時，內外側隆起高度加大，深度隨之增大，測量高處與低洼處的差值，很多超過5cm，在行走的汽車上便能看到轍槽的存在。行駛的車輛方向稍有偏轉，便會感覺到明顯的起伏和顛簸，方向盤也有輕微的晃動。雨天會有明顯的積水，在高速轉動的車輪碾壓下，向兩側濺起強大的弧形水簾。車轍更為嚴重的部位，兩側的瀝青混凝土隆起加大，呈壟溝狀，有的混凝土出現開裂，危及行車安全。

三、坑槽成因分析

表層局部松散，形成深度2cm以上的凹槽。在水的侵蝕和行車的作用下，凹槽進一步壙大，或相互連接，形成較大較深坑槽，嚴重影響行車的安全性和舒適性。

分析原因可能為以下幾點：

1．面層厚度不夠，瀝青混合料粘結力不佳，瀝青加熱溫度過高，碾壓不密實，在雨水和行車作用下，面層材料松散、開裂，逐步形成坑槽。

2．攤鋪時，下層表面泥灰、垃圾未徹底清除，使上下層不能有效粘結。

3．路面罩面前，原有的坑槽、松散等病害未完全修復。

4．養護不及時。當路面出現松散、脫皮、網裂等病害時，或被機械行駛刮鏟損壞后，未及時養護修復。

5．施工溫度太低，混合料溫度下降快，壓實不充分，導致密實度不足。

四、沉陷成因分析

瀝青路面沉陷表狀為均勻沉陷、不均勻沉陷、局部沉陷。一般是由基層局部成形不足，強度不夠，在行車載荷和自然因素等作用下形成的。對于大面積沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均勻沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基壓實度不足引起，特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構造物兩端出現。

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作者簡介：

劉泰儒，本科，佛山市市政設計研究院有限公司，助理工程師，研究方向：路橋工程設計；仲照紅，本科，佛山市市政設計研究院有限公司，理工程師，研究方向：路橋工程設計。