瀝青混凝土路面病害及防治研究

羅一民，張自標

(江西省贛南公路勘察設計院，江西贛州341000)

瀝青混凝土路面病害可分為兩類:一類是結構性破壞，即是路面結構的整體或其某一個或幾個組成部分的破壞;另一類是功能性破壞，使其不再具有預期的功能。

1 病害類型及原因

瀝青混凝土路面分類見表1［1］。

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1.1 橫向裂縫

橫向裂縫是與道路中心近于垂直的裂縫。主要原因有:(1)半剛性基層瀝青路面的反射裂縫。在車輪荷載作用下，半剛性基層底部產生拉應力，當拉應力大于基層材料的抗拉強度時，半剛性基層底部就會很快開裂，在行車荷載反復作用下，底部裂縫會逐漸擴展到上部，使面層產生開裂;(2)瀝青面層溫度變化產生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫;(3)施工縫處理不當，接縫不緊密，結合不良所產生的裂縫;(4)橋梁、涵洞或通道等構造物兩側的填土產生固結或地基沉降。

1.2 縱向裂縫

與道路中線大致平行的裂縫。主要原因有:(1)填方材料和填方的不均勻性、填方密實度不夠。經過一段時間的自然沉降，路基強度有所下降，就會產生縱向裂縫;(2)施工時，前后攤鋪相接處的冷接縫未按有關規范要求認真處理，結合不緊密而脫開產生裂縫;(3)拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底，沉降不均勻引起縱向開裂。

1.3 塊狀裂縫

接近直交的裂縫，把路面分割成近似矩形的小塊，塊的尺寸在50 cm×50 cm～300 cm×300 cm之間。塊狀裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致，與荷載的大小關系并不密切。(1)瀝青混合料質量較差，混合料中的瀝青變硬，當溫度下降產生拉應變時，產生塊狀裂縫;(2)當瀝青路面上縱向裂縫出現后，在某些因素的影響下繼續擴展，逐漸縱橫裂縫交叉在一起，從而形成塊狀裂縫。

1.4 龜裂

互交錯的裂縫將路面分割成形似龜紋的銳角多邊形小塊的裂縫。龜裂又稱網裂，主要有以下幾種原因:(1)路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體，使路面的承載能力下降而形成;(2)瀝青與瀝青混合料質量差，瀝青延度低，抗裂性差，對拉應變敏感而產生的裂縫;(3)瀝青層厚度不足，層間粘結差，水分滲入形成的裂縫;(4)行車荷載重復作用下引起的疲勞裂縫。

1.5 滑移裂縫

月牙形裂縫，其兩端通常指向行車方向。路面面層的滑移裂縫出現在交叉口、急彎道處和經常剎車處，主要由于層間滑動和粘結不良引起的。主要原因有:(1)瀝青面層與基層結合不好;(2)瀝青混凝土的不均勻性和碎石壓碎值不符合規范要求;(3)實際行車荷載遠大于設計荷載。工期緊，不能封閉交通。瀝青動穩定度不夠，高溫穩定性較差。

1.6 車轍變形

車轍是在行車載荷重復作用下，路面產生累積永久性的帶狀凹槽。主要是由于瀝青混合料級配設計不合理、穩定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現固結變形和側向剪切位移引起。車轍由壓密形變和側向流動形變組成。壓密形變是車輛在道路上行駛而使道路得到進一步壓實而產生的永久性變形。壓密形變是有限的，主要由瀝青混凝土的施工孔隙率引起;側向流動形變是在高溫時瀝青混凝土路面中瀝青軟化、粘結力降低，在輪載的反復作用，瀝青混合料產生剪切而被擠壓到兩側而形成的形變，實質原因是瀝青混凝土的粘力和內摩擦角較小。

1.7 波浪

路表面有規律的縱向起伏，主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質量差，瀝青混合料的熱穩定性不足，導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用，常發生于車輛啟動或制動的區域。

1.8 沉陷

路表面的局部凹陷。主要原因是路基壓實度不足，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。對于大面積沉陷往往是由于路基不均勻沉降或局部滑移面引起的。

1.9 脹起

路面的局部凸起，凸起處常伴有路面裂縫。凍脹、鹽脹、膨脹土脹起、路面材料摧移擁起等，都可能造成脹起。

1.10 泛油

路表面形成一層有光澤的、玻璃狀的瀝青粘膜。瀝青混合料中瀝青含量過多，空隙率較小，高溫穩定性差，是產生泛油的主要原因。

1.11 松散

集料顆粒或瀝青粘結料損失。原因主要是采用的瀝青粘結力差，瀝青用量偏少，或所用的礦料過濕，鋪撒不勻，或所用的嵌縫料不合規格而未能被瀝青粘牢。對表面層還會產生大面積松散、唧泥現象，從而導致瀝青面層脫落。

1.12 坑槽

面層混合料散失后使路表出現不同大小的坑。主要原因是面層的網裂、龜裂后不及時養護而逐漸形成的;另外基層局部強度不足，在行車作用下也易產生坑槽。是由龜裂和松散等其它損壞進一步發展的結果。

1.13 磨光

磨光是集料棱角被磨成圓滑或平滑狀的一種現象，由車輛荷載的重復作用引起。形成磨光的主要原因是由于所采用集料不耐磨和車輪反復作用。

1.14 修補

修補本身并非損壞現象，但它反應路面曾經損壞并已采取過修理措施，使得修復部位與原道路路面相比，在高程、外觀上的不一致，以及不可避免的接縫，影響行駛平穩和路容美觀。

1.15 剝落

如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料，將會造成集料與瀝青之間的粘附性不足，在行車荷載的作用下，集料從路面剝落，使路面形成麻面，進而可能發展成為坑槽、松散等病害;施工時混合料離析也是產生剝落的原因之一。

1.16 啃邊

啃邊是瀝青路面邊緣不斷缺損，參差不齊，路面寬度逐漸減小的現象。主要原因有:(1)路面寬度過窄，行車壓到路面邊緣造成缺損;(2)邊緣的強度不足;(3)路肩太高或太低，雨水沖刷路面邊緣都會造成邊緣損壞。

1.17 水損壞

瀝青路面水損害是指水分逐步侵入到瀝青與集料的界面中，在車輛的荷載作用下，由于水動力作用，瀝青膜逐漸地從集料表面剝落，導致集料之間的粘結力喪失，而發生結構龜裂、松散、坑洞，下臥層唧漿等路面破壞［2］。水損害產生的原因:(1)路基、路面排水系統不健全，特別是路面結構層內部的排水不良;(2)路面壓實度不夠，存在較大的空隙率，容易使水進入瀝青混合料內部;(3)路面離析，粗細集料及瀝青含量不均勻，偏離了設計級配，瀝青含量偏少，防水能力較差，使水侵入路面結構內部;(4)礦料級配不合理、空隙率較大等，造成瀝青混合料水穩定性較差。

2 瀝青混凝土路面病害的防治

瀝青路面病害防治技術應從路面設計、瀝青混合料和施工、養護四個方面綜合考慮。

2.1 合理設計路面結構

2.1.1 減薄瀝青面層厚度

主要原因有:(1)半剛性基層瀝青路面結構的承載能力可由半剛性材料層承擔，無需用增厚面層來提高承載能力;(2)提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層，而是用優質瀝青;(3)瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫，在正常施工情況下，大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫;(4)一般來說厚的瀝青面層易導致車轍的產生。

2.1.2 合理的基層和底基層結構

根據交通量大小、材料性能、充分發揮壓實機具的性能，以及有利于施工等因素選擇各結構層的厚度。

2.1.3 基層與面層的結構層組合設計

對于半剛性基層，選擇合適材料，使基層與瀝青面層的模量比宜在1.5～3之間，基層與底基層的模量比不宜大于3，底基層與土基模量比宜在2.5～12.5之間［3］;對于剛性基層，應采取措施加強瀝青層與基層間的結合，并提高瀝青混合料的抗剪強度。

2.1.4 加強路面排水、防水設計

包括路表排水、中央分隔帶排水、路面結構內部排水、路面邊緣排水、路面結構層內部防水。

2.2 嚴格控制瀝青混合料的質量

2.2.1 瀝青的選取

瀝青的選用宜按照公路等級、氣候、交通條件、路面類型及在結構層中的層位及受力特點、施工方法等，結合當地的使用經驗，經技術論證后確定［3］。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高基層性能。

2.2.2 集料的選用

骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應添加一定數量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應盡量降低骨料的含水量。

2.2.3 混合料級配的確定

瀝青混合料的高溫穩定性和疲勞性能、低溫抗裂性，還應具有密實、抗滑、耐久以及良好的抗水損害能力。

2.3 嚴格控制施工質量

施工質量控制不嚴，各種病害必然出現。瀝青路面施工必須按全面質量管理的要求，建立健全有效的質量保證體系，對施工全過程，每道工序的質量要進行嚴格的檢查、控制、評定，以保證其達到質量標準，具體要抓好以下幾方面:

2.3.1 嚴格控制瀝青混合料的拌和質量

拌合過程中發現“糊料”或“離析”等情況應立即處理;嚴格控制瀝青混合料的油石比、穩定度、流值等指標。

2.3.2 保證基層施工質量

改善基層材料級配，控制最佳含水量，改進碾壓方法等。

2.3.3 合理灑布透層油、黏層油

瀝青層之間應設黏層，各種基層上宜設置透層瀝青［3］。瀝青層必須在透層油完全滲入基層后方可鋪筑，黏層的作用在于使上下瀝青層或瀝青層與結構物完全粘結成一整體，瀝青層之間的界面符合完全連續的界面條件［4］。透層油、粘層油的灑布須嚴格按《公路瀝青路面施工技術規范》執行。

2.3.4 提高面層攤鋪質量

注意控制攤鋪溫度、攤鋪厚度及壓實設備應配套，選擇合適的碾壓速度、碾壓遍數。縱向、橫向接縫應緊密、平順等，確保施工質量。

2.4 養護

對瀝青路面必須進行預防性、經常性和周期性的養護［5］。

2.4.1 嚴格按照養護規范進行養護管理

無論是小修保養，還是專項工程和大修工程，都要按照既定的程序，做好工程期日的方案設計、原材料的質量試驗，加強施工過程的檢查和質量監督，工程的驗收必須按相關規范的要求進行

2.4.2 加強路面的日常巡查

隨時掌握路面的使用狀況，根據路面的實際情況指定日常小修保養以及經常性、預防性和周期性養護工程計劃。對于較大范圍路面有嚴重病害的應及時安排大中修工程;對整線、整段需提高技術等級的應安排改建工程。瀝青路面應采用養護機械化，提高養護工程的質量和服務水平。

2.4.3 采用先進科學手段

加強養護技術管理，采用先進的檢測儀器設備采集路況數據，應用路面管理地理信息系統，準確評價路況現狀，預估路況發展趨勢，提出科學的、養護對策，為編制養護維修計劃提供輔助決策。應積極的推廣新技術、新材料、新工藝、新設備、發展現代化的瀝青路面的養護技術。

3 結束語

本文總結了瀝青混凝土路面各種路面病害;分析了各種病害出現的原因;并提出了從設計、材料、施工及養護四個角度控制瀝青混凝土路面的質量，提高瀝青混凝土路面使用能力;對于混凝土路面病害的預防及治理提供了理論依據。

［1］姚祖康.公路設計手冊—路面［M］.北京:人民交通出版社，1992

［2］交通部公路司.公路工程質量通病防治指南［M］.人民交通出版社，2002

［3］JTG D50－2006公路瀝青路面設計規范［S］

［4］JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術規范［S］

［5］JTJ 073.2－2001公路瀝青路面養護技術規范［S］