關于提高道路工程路面質量的探討

目前，我國道路工程建設飛速發展，每年都有大量的道路工程竣工，同時，每年也有大量的道路路面損壞，直接影響了道路的使用功能，也給國家的經濟建設造成了重大損失。因此研究提高路面工程質量的方法及措施是十分有必要。

道路工程的路面質量問題主要來源于結構性破壞和功能性破壞。結構性破壞是路面結構的整體或其中某一個或幾個組成部分的破壞，嚴重時已不能承受車輛的荷載；功能性破壞是由于路面的不平整，使其不再具有預期的功能。

一、瀝青路面的病害與產生的原因

瀝青路面所用的礦料，質軟和粒徑規格不符合要求，往往由于強度不足和劈裂作用使礦料壓碎，導致路面破壞。

1.泛油：大多是由于混合料中瀝青用量偏多，瀝青稠度太低等原因引起。但也可能是低溫季節施工、表面嵌縫料散失過多，氣溫回暖后，瀝青材料粘滯度降低，在行車作用下，礦料下擠，瀝青上泛，表面形成油層而泛油；此外也容易溜滑。

2.波浪：主要由于瀝青撒布不勻而形成油壟，瀝青多處礦料厚，瀝青少處礦料薄。再經行車不斷撞擊而造成高低不平。交叉口、停車站、陡坡路段，行車水平力較大的地方，易產生波浪變形。此外，也可能因瀝青材料與礦料一起被擠動，而引起面層車轍、推擠、波浪等變形破壞。

3.擁包：在行車水平力作用下，瀝青面層材料的抗剪強度不足，則易產生推擠擁包。這類病害大多是由于所用的瀝青稠度低，用量多，或因混合料中礦料級配不好，細料偏多而產生。也可能是面層與基層的粘結較差，易產生推擠擁包。

4.裂縫：路面主要有縱向裂縫、橫向裂縫及龜裂與網裂。

產生縱向裂縫的原因：①填土未壓實，路基產生不均勻沉降或凍脹作用造成；②瀝青料攤鋪時間過長或接縫處理不當、接縫處壓實未達到要求，在行車作用下形成。

產生橫向裂縫的原因：①土路基干縮與凍縮產生的裂縫；②冬季氣溫下降，瀝青路面或基層收縮，而形成與道路中線垂直的橫縫。

道路整體強度不足，瀝青面層老化，往往形成龜裂和網裂。未及時養護，逐步形成坑槽此外要是基層局部強度不足，在行車作用下也易產生坑槽。

5.松散：由于瀝青的稠度偏低，粘結力差，用量偏少而所用礦料過濕、鋪撒不勻；或所用的嵌縫料不合規格未能被瀝青黏牢。另外在水分和溫度作用下，瀝青材料與礦料間的粘結力降低，瀝青面層就會出現松散、剝落等破壞。

6.啃邊：路面過窄，行車壓到路面邊緣而造成缺損，另邊緣強度不足，路肩太高、太低、雨水沖刷路面邊緣，都會造成啃邊。

二、水泥混凝土路面的病害產生原因有：

水泥混凝土路面施工中，由于面板所受內應力超過了混凝土強度而出現橫向、縱向以及板角的斷裂和裂縫，破壞了板的整體結構性，使板喪失了應有的承載力。水泥混凝土板破壞的原因是多方面的：板太薄或輪載太重；板的平面尺寸太大，使溫度翹曲應力過大；地基過量塑性變形使板底脫空失去支撐；養生期間收縮應力過大；由于材料或施工質量不良，混凝土未能達到設計要求等。

擠碎：混凝土膨脹時受到較高的擠壓應力，其超過混凝土的抗剪強度

拱起：板在膨脹時產生較大的熱壓應力，出現縱向壓曲失穩

錯臺：脹縫下部嵌縫板與上部縫隙未對齊，或脹縫兩側混凝土壁面不垂直，板脹縫在擠壓過程中，上下錯開而形成錯臺。當地面水通過接縫滲入基礎，使其軟化，或接縫傳荷能力不足，導致錯臺。且交通量或基礎承載力在橫向幅板上分布不均勻，幅板沉降不一致，也會產生錯臺。

唧泥：基層由于塑性變形積累，同面層板脫空，地面水沿接縫下滲，積聚在脫空的空隙內。在輪載作用下，積水變成有壓水，而同基層內浸濕的細料混攪成泥漿，沿接縫縫隙噴濺出來。

上述路面工程的各種質量問題，不難看出，路面工程設計與施工是造成路面工程質量問題的兩大因素。施工造成的質量問題，尚可通過嚴把工程質量關得以解決。路面結構設計方面的缺陷，必須要更新設計理念才能解決。目前絕大多數的道路設計，注重路面結構的受力計算，路面結構的設計強度有余，但是自然環境因素對道路結構的影響，考慮得不夠深入，導致路面結構層設置不盡合理。

在我國南方多雨的丘陵和山地，進入路面結構內的自由水和路面結構層的熱脹冷縮，是造成和加速道路路面損壞的重大自然環境因素。

水可以通過路面接縫、裂縫、路面表面和路肩滲入路面，或由高水位地下水、截斷的含水層和當地泉水進入路面結構，被圍封在路面結構內的水分產生的有害影響如：

1.浸濕各結構層材料和路基土，易造成無粘結粒狀材料和地基土的強度降低。

2.使混凝土路面產生唧泥，隨之出現錯臺、開裂和整個路肩破壞。

3.進入空隙的自由水在行車荷載作用下，會形成高孔隙水壓力和高流速的水流，引起路面基層的細顆粒產生唧泥，結果路面失去支撐。

4.在冰凍深度大于路面厚度的地方，高地下水位會造成凍脹，并在凍融期間降低承載能力。

5.水使凍脹土產生不均勻凍脹。

6.與水經常接觸將使瀝青混合料剝落，影響瀝青混凝土耐久性并產生龜裂。

7.封閉在瀝青面層里面的自由水，在車載作用下，變成壓力水，壓力水反復作用，使瀝青路面產生裂紋，導致路面破壞。

因此，路面排水、路面結構層排水、路基排水是道路工程設計不可忽略的內容。

常用的路面排水設施包括：邊溝、截水溝、排水溝、跌水、急流槽和雨水管等，必要時還有渡槽、倒虹吸及積水池等。

常用的路面結構層排水設施有沿路面邊緣設置的邊緣排水系統和排水基層的排水系統，包括：集水溝、縱向排水溝、橫向出水管。

常用的路基排水設施有盲溝、滲溝和滲井等。

作者建議，道路路面結構層除了設置完善的排水系統設施外，應設置為以下形式：

a.12～18cm厚瀝青混凝土面層或15～25cm厚水泥混凝土面層

b.15cm厚瀝青處治開級配碎石上基層或15cm厚水泥處治開級配碎石上基層

c.15cm厚開級配碎石下基層

d.20cm厚水泥穩定粒料底基層

e.10cm厚碎石墊層

三、路面復合結構層比單一水泥穩定料基層具有更多的優點

1．10cm厚的碎石墊層

1）通過道路的邊緣排水系統，排除過濕路基中的自由水，同時利用道路邊緣排水系統與大氣層聯通，利用大氣壓可降低路基的毛細水高度，使路基更干燥，強度更高。

2）使水泥穩定基層受力更均勻，減少路基塑性變形對水泥穩定基層的影響。

2.20cm厚水泥穩定粒料底基層

可防止表面水向下滲入墊層，浸濕墊層和路基，同時，可防止墊層和路基土中的細粒進入排水基層造成堵塞。

該半剛性基層處于路面基層底部，溫差較小，熱脹冷縮的量也小，可使底基層結構減少裂紋，整體性較好。

3.15cm厚開級配碎石排水下基層

在水泥穩定土底基層上，下臥層剛度大，使其表現出較大的回彈模量，從而具有足夠的抵抗應力和變形能力。具有減緩半剛性瀝青路面反射裂縫的作用，同時也具有較好的抗疲勞能力

可作為排水基層排出基層和路面結構層中的自由水分

導熱性能差，作為柔性基層，可抵抗熱脹冷縮的危害

可節約工程造價

4．15cm厚瀝青處治開級配碎石上基層或15cm厚水泥處治開級配碎石上基層

可通過下滲排出路面結構內部的自由水，減少路面水害

可有效消除唧泥現象

作為柔性基層，可抵抗熱脹冷縮的危害

可與道路面層良好粘結，減少擁包、裂縫、松散等路面病害

四．總結

在我國南方已建成使用的道路，各種水害及溫度變化產生的熱脹冷縮，對道路的損害已大于行車荷載對道路的損害，做好路面、路基排水，減少熱脹冷縮的影響，是提高路面工程質量的關鍵。上述復合型路面結構比單一水泥穩定基層料的路面結構，在路面內部排水及抵抗熱脹冷縮的變形方面，擁有更多的功能優勢，同時也保證了路面結構的強度，更加適合炎熱多雨，地表水、地下水豐富的南方丘陵、山區，再結合完善的路面基層排水系統和路面邊緣排水系統，可有效地延長路面使用壽命，減少路面病害。且復合型路面結構的施工工序更多，也有利于控制施工質量。所以，采用復合型路面結構，設置路面排水基層和邊緣排水系統是提高道路工程路面質量的有效方法。

參考文獻：

[1] JTGF801-2004.公路工程質量檢驗評定標準路面部分