瀝青路面早期破壞的原因

林健民 施建生

摘要:瀝青路面的主要類型有瀝青表面處治、瀝青貫入式、熱拌瀝青混合料和乳化瀝青混合料路面等,因其具有造價相對較低、行車舒適、噪聲小灰塵少等優點,能夠利用石化企業副產品等優點而被廣泛用于公路和城市道路、機場等基礎設施的面層處理。本文闡述了造成瀝青路面的裂縫的原因。

關鍵詞:路基施工;早期破壞;瀝青路面

瀝青路面早期破壞的現象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等九種。這些病害極具普遍性和嚴重性,為公路工程質量通病之一。

1 路基填土與壓實

公路路基的強度和穩定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發,改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和經濟的方法。

1.1 路基填料

規范規定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準,采用CBR值表征路基土的強度,引入了路床的概念。對上路床的的填料提出了限制的條件,高速公路和一級公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值應大于8,下路床及其下面的填土,也都給出相應的規定值。

當路基填料達不到規定的最小強度時,應采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩定材料處理,并不規定對其它等級公路鋪筑高級路面時,也要采用高速公路和一級公路的規定值。

1.2 路基壓實

當前路基施工,普遍采用了大噸位的壓路機,碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實度必須≥95%,對其它等級公路當鋪筑高級路面時,其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。此外,還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的規定。如在西部某國道主干線二級專用公路施工中,路面設計標準為高級路面,因而從路基開始,檢驗標準均采用一級公路驗收標準。

2 路面設計

2.1 結構設計不合理

瀝青面層結構選用不當、混合料類型不合理。根據瀝青路面設計規范,瀝青面層除應滿足車輛的使用要求外,還應滿足雨水不滲等要求,宜選用粒徑較小,空隙也小的級配混合料,盡量采用小粒徑瀝青砼,以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面,必須在瀝青面層下設下封層,且在做下封層時應清掃干凈,防止雨水滲入。

2.2 油路補強段的路面厚度考慮不足

按照公路補強設計的一般要求和科學態度,宜先對所利用的路段狀況進行客觀評估, 根據舊路的狀況(特別是強度彎沉指標)確定利用舊路的方案及補強厚度。但設計單位沒有認真細致的調查,大致給出一個補強厚度及路段樁號就草草了事,結果導致許多補強路段補強后彎沉值大于設計值,造成新路強度不足,早期破壞嚴重。

2.3 路面厚度設計問題

路面厚度設計的依據是設計年限內的累計當量軸次,設計單位為了計算方便,一般將設計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量與另一定型的非標準車交通量,然后將確定車型的非標準車的軸次,換算成標準車軸載的當量軸次,最后用設計年限內的當量軸次,計算路面設計彎沉及結構厚度。筆者經過大量上路觀察認為:在非標準車向標準車軸載換算過程中,實際上不管是按標準車的軸載還是非標準車的軸載,尤其是非標準車的軸載,車輛的實際軸載遠大于設計軸載(貨運車輛絕大多數為超載運輸),而由當量軸次的計算公式知,當量軸次與軸載比的4.35次方成正比例。由此得知設計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設計依據的設計年限內的累計當量軸次。即現階段新建路面早期破壞情況較多的癥結之一所在--公路在短期內(如1-2年)已達到設計年限內的累計當量軸次。

3 路面施工

路面施工過程是其質量形成的關鍵環節。直接影響面層質量的施工環節主要是面層本身的施工、基礎施工及相關聯接層施工。

3.1 路面施工

3.1.1 對原材料檢驗不嚴,對瀝青混合料的配合比控制不夠,特別是礦粉和瀝青用量不準,使瀝青路面早期出現推擁、油包、松散、露骨、坑槽等。

3.1.2 施工機械設備陳舊、不配套,使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實度、平整度等受到很大影響。

3.1.3 瀝青混合料加熱溫度過高,瀝青和礦料拌和時,瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化,使路面強度不足,產生松散、坑槽等病害。

3.1.4 碾壓溫度過高,造成溫度過高的原因有兩種情況:一是瀝青混合料出廠溫度超過規范規定的上限值;二是瀝青混合料出廠溫度雖然在規定的范圍內,但接近高限,如果運距較短,攤鋪碾壓又很及時,就會使碾壓溫度超過規范高限。如果碾壓溫度過高,混合料就壓不實,就會出現推移,發生微裂。

3.2 基層施工

基層是承擔面層傳遞的車輛荷載的主要承重層。基層的強度及穩定直接關系面層的強度和穩定性。基層施工的主要問題:

3.2.1 基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結構層前,若路面結構層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈,在雨水作用下,浮層細料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿,進而波及到瀝青面層表面。

3.2.2 基層松鋪系數(或基層標高)控制不嚴而導致的二次補加層,因二次補加層與下層基層無法緊密連接,自身厚度又較小,因而極易松散,進而引起瀝青層的網裂、松散、坑槽等破壞。因此,建議此補加層用含油瀝青混合料(即茌料)代替。

3.2.3 部分基層壓實度不足的問題。在最大干密度確定的情況下,基層的壓實度與混合料中粗、細集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關,當粗粒含量很大時,即使壓實度超過100%,并不表示該基層已經密實。因此,要適當增大碾壓噸位、增加碾壓遍數,確保基層到規定壓實密度。

4 養護管理及其它原因

4.1 養護不及時

瀝青路面在行車作用下出現小面積松散,個別坑槽后,未及時進行養護,特別是采用層鋪法施工的貫入式路面和表面處治,初期及時養護更為重要。

4.2 養護方法不當

有些養護人員,在瀝于混凝土路面上采取人工噴油(或灑布機噴油)、人工灑料方法進行養護,結果破壞了原路面的平整度,甚至由于噴油不夠,用油量控制不平,造成泛油、推擁、松散等病害。