淺談瀝青混凝土路面三大常見(jiàn)病害

余 正 張志勇

1 形成車轍的原因及防治措施

車轍是重復(fù)行車工作荷載作用下的瀝青路面不可恢復(fù)應(yīng)變的累積變形及行車荷載作用下的壓密推擠變形，是瀝青路面最普遍的一種損壞形式。從原因上分析，車轍的形成原因主要由壓密變形和路面的剪切變形交互作用而成，一般由壓密、瀝青混合料塑性流動(dòng)和礦質(zhì)骨料重新排列三個(gè)階段構(gòu)成。車轍的產(chǎn)生會(huì)影響路面的平整度、路表積水或結(jié)冰，從而降低路面的抗滑能力、削弱面層及路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、車輛在超車或更換車道時(shí)方向失控，影響行車安全。目前，車轍已成為全世界最嚴(yán)重的路面破壞類型之一，它造成路面破壞，大量維修、重修，以及行駛安全和質(zhì)量問(wèn)題。影響瀝青路面車轍及混合料高溫性能的因素是很多的，可總體歸納為內(nèi)在因素和外部條件。

1.1 外部因素分析

外部因素主要包括高溫、重荷載、渠化交通、車流量、路面坡度的影響，其中高溫和重荷載是兩個(gè)影響最大、最普遍的因素。

1.2 內(nèi)部因素分析

1)結(jié)構(gòu)方面:a.面層厚度變化對(duì)瀝青面層剪應(yīng)力的影響很小。b.最大剪應(yīng)力值位于2 cm～9 cm范圍，即中面層是承受剪應(yīng)力主要層次，從現(xiàn)場(chǎng)切割的斷面也可以驗(yàn)證這一點(diǎn)。c.當(dāng)瀝青層厚度超過(guò)18 cm時(shí)，瀝青面層與基層間所受的剪應(yīng)力趨于0。d.瀝青面層厚度越小，瀝青面層與基層的層間剪應(yīng)力越大。

2)原材料性質(zhì)及材料設(shè)計(jì)方面的影響:優(yōu)質(zhì)瀝青的使用提高了路面的使用性能，改性瀝青的粘度大于普通瀝青粘度，并且改性瀝青混合料的抗車轍能力明顯高于普通瀝青混合料。

3)瀝青混合料級(jí)配的影響:級(jí)配是瀝青混合料中礦料的最重要特性，幾乎影響到瀝青混合料的所有重要特性。為了提高瀝青混合料的高溫性能，應(yīng)該采用粗型級(jí)配，并應(yīng)使礦料級(jí)配接近骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。

4)施工質(zhì)量控制及路面均勻性的原因:目前施工質(zhì)量也是造成路面車轍病害的主要原因之一，施工中存在的問(wèn)題主要有:a.混合料離析比較嚴(yán)重，造成級(jí)配偏差，產(chǎn)生軟弱的混合料;b.注重平整度，降低了對(duì)壓實(shí)度的要求;c.現(xiàn)場(chǎng)施工組織差，碾壓不及時(shí)，漏壓;d.油石比控制不準(zhǔn)確等因素;e.施工過(guò)程中層間結(jié)合差，造成瀝青路面層間滑動(dòng)。

通過(guò)以上總體分析，預(yù)防形成車轍的措施，首先要從設(shè)計(jì)、原材料質(zhì)量和比例及施工質(zhì)量控制抓起，嚴(yán)格控制超限車輛的通行，才能從根本上控制路面車轍的產(chǎn)生。車轍的影響因素是極其復(fù)雜的，因此，在設(shè)計(jì)、施工和管養(yǎng)過(guò)程中要針對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況采取有針對(duì)性的措施，做到有的放矢，既要考慮路面抗車轍性能，又要兼顧瀝青路面的其他性能指標(biāo)，同時(shí)還要考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性。只有采用合理的路面結(jié)構(gòu)形式和瀝青路面的適宜厚度、良好的級(jí)配、適宜的瀝青含量，把好材料關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行施工作業(yè)規(guī)程，對(duì)拌和、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓進(jìn)行有效的跟蹤監(jiān)控，在管養(yǎng)過(guò)程中及時(shí)維修，才有可能做出良好的抗車轍路面。

2 泛油的原因分析及防治

泛油的傳統(tǒng)定義為:瀝青面層中的自由瀝青受熱膨脹，直至瀝青混凝土空隙無(wú)法容納，溢出路表的現(xiàn)象;新型定義為:路表水侵入面層內(nèi)部并長(zhǎng)期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復(fù)作用和動(dòng)壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導(dǎo)致面層上部泛油而底部松散的瀝青遷移現(xiàn)象。大體分為以下幾個(gè)類型。

2.1 空隙率過(guò)小型

空隙率過(guò)小型泛油的現(xiàn)象特征是高溫季節(jié)，整條路段出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，不管是輪跡帶還是非輪跡帶，只不過(guò)程度輕重不同而已。路表如鏡面光滑，雨天車輛易打滑。泛油現(xiàn)象的內(nèi)因是空隙率過(guò)小，而誘發(fā)的直接外因是高溫。空隙率過(guò)小型泛油的原因有:1)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不合理導(dǎo)致設(shè)計(jì)空隙率過(guò)小。2)瀝青混合料配比設(shè)計(jì)不當(dāng)，經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)規(guī)范理解不深，沒(méi)有考慮具體工程的實(shí)際情況而造成。

防治措施:空隙過(guò)小型泛油是系統(tǒng)性泛油現(xiàn)象，一旦發(fā)生，危害嚴(yán)重，影響范圍大。預(yù)防關(guān)鍵是做好兩方面的工作:1)國(guó)家主管部門(mén)要把好技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)關(guān);2)國(guó)家應(yīng)盡快實(shí)行行業(yè)準(zhǔn)入制度，無(wú)資格認(rèn)定的不準(zhǔn)從事相關(guān)技術(shù)工作。

2.2 壓密型

現(xiàn)象特征:壓密型泛油的表觀特征是伴隨有明顯的車轍病害，泛油只發(fā)生在輪跡帶，表面油膜分布較均勻。原因就是瀝青混合料由于壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低或壓實(shí)度不足。

防治措施:新規(guī)范在壓實(shí)度控制方面是觀念上的重大轉(zhuǎn)變，從原來(lái)的鉆孔試件測(cè)定壓實(shí)度改為以壓實(shí)工藝控制為主、鉆孔檢測(cè)作為抽檢校核的手段，將事后檢查轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程控制，即實(shí)行施工過(guò)程中的在線監(jiān)測(cè)。

2.3 施工不當(dāng)型

施工不當(dāng)型泛油一般表現(xiàn)為點(diǎn)狀油斑或片狀油膜，油斑或油膜的分布較隨機(jī)，不具規(guī)律性，油斑的發(fā)生與有無(wú)車轍無(wú)關(guān)。泛油的原因很多，常見(jiàn)的施工不當(dāng)型泛油的原因有:1)骨料離析;2)混合料中礦料含水量超標(biāo);3)石油或柴油污染基層頂面;4)施工時(shí)改性瀝青結(jié)合料易聚積在施工機(jī)械上，機(jī)械碾壓過(guò)程中這些聚集的瀝青從機(jī)械上掉落下來(lái)。

防治措施:防范施工不當(dāng)型泛油的關(guān)鍵是觀念轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)抓施工質(zhì)量過(guò)程控制，而不僅是傳統(tǒng)的最終質(zhì)量，在材料和施工工藝兩個(gè)方面嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

3 瀝青路面波浪的形成原因分析及防治

瀝青路面形成波浪原因復(fù)雜化、多樣化，這里主要介紹以下幾個(gè)原因:1)路基不均勻沉降，造成已鋪筑路面出現(xiàn)坑凹，從而造成波浪。2)基層不平整，路面攤鋪機(jī)械及工藝對(duì)路面波浪的影響很大。3)面層攤鋪材料的質(zhì)量，瀝青路面機(jī)械攤鋪工藝及控制。例如:碾壓遍數(shù)太多，由于短時(shí)間集中重復(fù)碾壓，會(huì)造成已成型路面的推移，從而形成波浪。4)超負(fù)荷的使用、天氣和氣候條件、自然災(zāi)害等影響造成的波浪。

形成波浪后，治理措施根據(jù)具體情況具體對(duì)待，常見(jiàn)的辦法有以下幾種:1)屬于面層原因形成的波浪可按下述方法進(jìn)行維修:a.路面僅有輕微波浪，可在波谷部分噴灑瀝青，并撒適當(dāng)粒徑的礦料，找平后壓實(shí)。b.波浪的波峰與波谷高差起伏較大時(shí)，應(yīng)順行車方向?qū)⑼钩霾糠帚娕傧髌剑⒌陀诼繁砑s10 mm。削除部分灑熱瀝青，再勻撒一層粒徑不大于10 mm的礦料，掃勻、找平并壓實(shí)。c.嚴(yán)重的大面積波浪，應(yīng)將面層全部挖除，然后重鋪面層。2)如面層和基層間有夾層，面層在行車荷載作用下推移變形而形成波浪，應(yīng)挖除面層、清除不穩(wěn)定夾層后，噴灑透層瀝青，重鋪面層。3)如基層局部強(qiáng)度不足或穩(wěn)定性差等原因造成的波浪，應(yīng)先處理基層，再鋪面層。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青混凝土路面病害遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這三種，影響面十分廣泛。瀝青混凝土路面出現(xiàn)病害有多方面原因，無(wú)論設(shè)計(jì)方面，還是施工方面都存在一些不足。根據(jù)瀝青混凝土路面病害早期化的特點(diǎn)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，更為重要的是應(yīng)該加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，運(yùn)用科學(xué)的防治措施，克服各種困難，在今后建設(shè)的公路中避免出現(xiàn)各種病害，延長(zhǎng)使用壽命，提高投資效益。

[1] 張會(huì)宏.瀝青混凝土路面常見(jiàn)病害防治[J].山西建筑，2009，35(16):274-276.