公路路面損壞原因與對策

摘要：由于全厚式路面的瀝青層要求很厚，短期內在我國應用尚不現實。引進發展柔性基層瀝青路面和混合式基層瀝青路面是重要的。由于我國對半剛性基層有豐富的應用經驗，為了有充分的把握，當前應該首先發展混合式基層瀝青路面，即以瀝青混凝土作面層，瀝青穩定碎石作基層。無機結合料穩定集料作底基層這種結構型式，也可以在半剛性基層上加鋪級配碎石過渡層以防止反射性裂縫和有利于排水。

關鍵詞：公路 路面 損壞 原因 分析

0 引言

對瀝青路面的力學模式，國際上都采用瀝青層的彎拉應變和土基模量作為設計指標，惟有我國鐘情于表面彎沉這個指標，其他指標實際上都沒有作用。其他還有許許多多與國際上不一致的地方。

我國是世界上第一個采用彈性層狀體系進行路面結構計算的國家，這一點始終處于世界的最先進水平。可是，“先進的方法、落后的參數”并沒有對設計起多少作用。全國都千篇一律地使用幾乎相同的較薄瀝青面層的半剛性基層瀝青路面結構。瀝青路面早期病害成心腹大患質量是工程建設的永恒主題。

1 路面損壞的不同類型

研究認為，高速公路瀝青路面的早期損壞有兩種不同的類型。

一種是在瀝青路面建成不久，在當年或者2 3年瀝青路面就發生程度不同的車轍、坑槽、網裂等早期損壞，許多屬于水損害或伴隨著疲勞產生的損壞。這些損壞最直接的原因是施工質量不到位及離析造成。這些工程大部分經過維修養護或者局部銑刨重修能在短時間內逐漸趨于相對的穩定。這種類型的早期損壞經常與管理上槍工、使用的材料不好、有嚴重的離析、壓實不到位、排水設計不合理有關，而且往往有嚴重的超限超載車輛通過，有些與路基變形也有關系。這些工程施工結束時的彎沉往往并不大，甚至小到個位數，幾乎接近于零，但基層開裂比較嚴重，或者路面離析嚴重，從路表裂縫和孔隙中進去的水不能很快從基層排走。

另一種類型的早期損壞是指普遍達不到路面設計要求的設計年限(大部分是15年，少數是20年)，更不能與國際上更長的設計年限20年乃至30—40年相比，充其量7—8年，或者10年左右就必須進行大修。這種大修經常是“開膛破肚”式的，不僅僅對瀝青面層維修，還必須同時維修基層甚至底基層。這種大修不僅成本很高，而且對工程所在地的社會影響很大。這種使用壽命短、耐久性不足的情況使我們十分憂慮。

2 路面損壞的原因

瀝青路面早期損壞的技術原因各種早期損壞發生的原因是復雜的，短期的損壞大都受施工影響更大一些，較長時間的損壞則具有某種共性，這種影響相對來說要更大些。我們決不能對我國瀝青路面的耐久性差、使用壽命短的問題熟視無睹。

半剛性基層瀝青路面也曾經用得很普遍，并發生了關于基層的“黑白之爭”，后來，柔性基層和全厚式路面得到了很大的發展，逐漸成為主流。其原因是半剛性基層在其優點的背后，也有不少缺點，有些無法克服。

2.1半剛性基層的收縮開裂及由此引起瀝青路面的反射性裂縫輕重不同地存在。在國外普遍采取對裂縫進行封縫，而在交通量繁重或者高速公路上，這種封縫工作十分困難。而在我國，日前根本沒有發現裂縫就進行瀝青封縫的習慣，因而開裂得不到有效的處理。裂縫會導致兩種后果一是裂縫進水；二是車輪從裂縫的一側經過到達裂縫的另一側時，荷載變化不再連續使路面裂縫兩側發生大的應力突變，還形成很大的上下剪切和表面受拉。

2.2半剛性基層非常致密，它基本上是不透水或者滲水性很差的材料。水從各種途徑進入路面并到達基層后，不能從基層迅速排走，只能沿瀝青層和基層的界面擴散、積聚。水進入路面的途徑，除了降雨(尤其是梅雨、雨季集中降雨)、降雪、化雪的表面水外，還有多種來源。可以說，水進入瀝青路面是不可避免的，如不能及時排走就將造成危害。所以都稱“水”是造成瀝青路面損壞的“元兇”，半剛性基層瀝青路面的內部排水性能差是其致命的弱點。

2.3半剛性基層有很好的整體性，但是在使用過程中，半剛性基層材料的強度、模量會由于干濕和凍融循環、在反復荷載的作用下因疲勞而逐漸衰減。按照南非的理論，半剛性基層的狀態是由整塊向大塊、小塊、碎塊變化，按照整體結構設計路面是偏于不安全的。

2.4半剛性基層瀝青路面對重載車來說具有更大的軸載敏感性。重載車換算為標準軸載時，對柔性基層通常是按4次方換算，而對半剛性基層來說，隨著基層和瀝青層的模量比的增大，換算荷載的次方數將不再是4次方，很可能是12～15次方。軸載加大1倍，對柔性基層的換算軸次是增大16倍，而對半剛性基層可能要變為數十萬次。也就是說同樣的超載車對半剛性基層瀝青路面的影響要比柔性基層瀝青路面大得多，對路面的損傷也大得多。

2.5半剛性基層損壞后沒有愈合的能力，且無法進行修補。其層一旦破壞，便無可救藥，除了挖掉重建，另無他法，這給瀝青路面的維修養護造成很大的困難。通常所說進行“補強”實際上是不現實的，也是不可能的，在半剛性基層上加鋪基層也不能結合成為整體。

2.6半剛性基層很難跨年度施工，無論是直接暴露還是鋪上一層下面層過冬，都避免不了會發生橫向收縮裂縫，從而為瀝青路面的橫向裂縫埋下隱患。甚至在冬天就從縫中進水(融雪)、半剛性基層暴露的還可能凍疏，影響強度的形成。在季節性冰凍地區，半剛性基層的凍融損壞幾平難以避免。

由于半剛性基層的強度、模量、抗疲勞性能等會因為重復荷載的作用及環境(干濕、凍融等)的影響而不斷衰減，總是有一定使用壽命的，只要到了設計壽命，基層將會逐漸喪失功能，需要重鋪，因此半剛性基層瀝青路面的使用壽命不可能無限制地延長下去。相比之下，國外瀝青路面的設計壽命越來越長，現在又出現了永久性路面或者長壽命瀝青路面的思想，這種理念已在歐美許多國家得到重視，且已經在重交通道路上應用，對延長瀝青路面使用壽命起到極大作用。

路面早期損壞的技術解決之路半剛性基層瀝青路面的在達到設計壽命后發生結構性損壞，需要維修基層，與永久性路面確保只維修表面層的思想是最大的差別，是兩個完全相反的設計理念。很明顯，為了減小對社會和交通的影響，我們都不愿意每次連基層一起“開膛破肚”式地維修，因此我們必須認真地思考這些問題。

3 小結

國際上瀝青路面結構型式的實際情況在高速公路重交通道路上最常用的是全厚式路面、柔性基層瀝青路面及混合式基層瀝青路面。鑒于我國的實際情況，由于全厚式路面的瀝青層要求很厚，短期內在我國應用尚不現實。引進發展柔性基層瀝青路面和混合式基層瀝青路面是重要的。由于我國對半剛性基層有豐富的應用經驗，為了有充分的把握，當前應該首先發展混合式基層瀝青路面，即以瀝青混凝土作面層，瀝青穩定碎石作基層，無機結合料穩定集料作底基層這種結構型式，也可以在半剛性基層上加鋪級配碎石過渡層以防止反射性裂縫和有利于排水。完善半剛性路面的設計與應用，明確它的適用范圍，重新認識和分析它的優缺點，揚長避短，最大限度地減少半剛性基層瀝青路面早期損壞，延長瀝青路面的使用壽命。