瀝青路面早期破壞質(zhì)量通病分析

莊占勇 王臣

【摘 要】瀝青路面早期的破壞是路面病害的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，對(duì)路面的耐久性和使用狀態(tài)有很大的影響，本文對(duì)常見(jiàn)的病害類型、發(fā)生原因以及預(yù)防措施做了簡(jiǎn)要的分析介紹。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；早期破壞；預(yù)防措施

瀝青路面的早期破壞質(zhì)量問(wèn)題，是指發(fā)生在路面設(shè)計(jì)壽命前1/3期間內(nèi)的病害，這種過(guò)早的路面破壞形式有開(kāi)裂、車轍、水損害以及路面功能的衰減等。早期的路面破壞嚴(yán)重影響著道路的正常使用，研究其破壞機(jī)理和預(yù)防措施有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 常見(jiàn)的質(zhì)量病害

1.1 路面的橫向開(kāi)裂

瀝青路面的基層不論是柔性的還是半剛性的，在面層鋪筑后，路面都不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的裂紋，在初期雖然小的裂縫對(duì)路面的正常使用狀態(tài)沒(méi)有太大的影響，但隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，路面裂縫在水分、干縮變化等外界條件的影響下，路面結(jié)構(gòu)層在水分的不斷浸入下就會(huì)慢慢的產(chǎn)生破壞，裂縫進(jìn)一步增大。

1.2 瀝青路面的車轍

瀝青路面在夏季高溫時(shí)呈塑性狀態(tài)，在車輛荷載不斷作用下就會(huì)產(chǎn)生永久性的變形，也即是車轍的形成。車轍的存在影響了行車的舒適性和安全性。按照車轍的形成方式可以分為三種：在車輛荷載超過(guò)路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性車轍；瀝青路面?zhèn)认蛄鲃?dòng)時(shí)形成的流動(dòng)性車轍；施工時(shí)瀝青面層本身的壓密造成的車轍。

1.3 瀝青路面的水損害

瀝青路面在車轍和溫縮作用下，路面積水不斷浸入瀝青和集料的界面上，長(zhǎng)期作用下，瀝青和集料之間的黏結(jié)力就會(huì)降低，在車轍形成的條件下更容易發(fā)生這樣現(xiàn)象，破壞時(shí)通常是從面層以下的部分開(kāi)始的。

1.4 路面使用功能的衰退

主要是指路面的摩擦力、平整度、抗滑性能和耐磨性等。

2 早期路面病害形成的原因

2.1 路面發(fā)生開(kāi)裂的原因

對(duì)于荷載型的開(kāi)裂，主要是由車輛荷載在長(zhǎng)期的反復(fù)作用下形成的，半剛性基層在上部荷載的施加下會(huì)在底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫，隨著時(shí)間的推移，裂縫由下部逐漸擴(kuò)大到路面上部。

通常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，路面的強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到實(shí)際的需要，在車輛荷載重復(fù)作用下，會(huì)較快的發(fā)生開(kāi)裂；隨著路面強(qiáng)度的衰減，路面變形的回彈彎沉變大，在輪跡處容易發(fā)生龜裂；路面使用材料如果細(xì)集料過(guò)多，路面的穩(wěn)定性不高，在行車荷載作用下產(chǎn)生龜裂和推移破壞等；施工時(shí)如果沒(méi)有按照嚴(yán)格的規(guī)范進(jìn)行，造成無(wú)機(jī)結(jié)合料拌合不均勻、底部有軟弱夾層等施工質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)造成路面產(chǎn)生裂縫。

非荷載型的裂縫主要是由溫度引起的，在冬季低溫條件下，面層中會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)混合料的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。在溫差變化較大的地區(qū)，在溫度的反復(fù)變化下，混合料的拉伸應(yīng)力變小形成疲勞開(kāi)裂，通常溫度的最低溫度、降溫的速率、低溫的持續(xù)時(shí)間和溫度的升降循環(huán)等是影響開(kāi)裂的主要因素。

受溫縮變化的影響，選擇合適的瀝青材料，瀝青勁度是決定開(kāi)裂的主要原因，瀝青老化越嚴(yán)重，勁度越大，也就越容易產(chǎn)生裂縫，所以要嚴(yán)格控制瀝青的溫度敏感性，降低瀝青內(nèi)的含臘量等，在瀝青材料相同時(shí)，增大面層的厚度和瀝青用量可以很好的減少裂縫的產(chǎn)生?；鶎硬牧虾蜑r青的附著力對(duì)裂縫產(chǎn)生也有很大的影響，黏結(jié)力差時(shí)面層就具有一定的自由收縮變形能力，應(yīng)力松弛性能不能在混合料內(nèi)很好的發(fā)揮，溫度應(yīng)力不能傳遞到基層中，而是積聚在面層的內(nèi)部從而造成裂縫產(chǎn)生。

2.2 路面車轍的產(chǎn)生原因

影響車轍的因素受瀝青混合料、交通條件以及環(huán)境的影響。混合料的粘滯流動(dòng)和壓實(shí)程度會(huì)在車輛作用下產(chǎn)生橫向剪切流動(dòng)，在施工中瀝青使用過(guò)多、或者稠度太低、混合料內(nèi)細(xì)集料較多也會(huì)產(chǎn)生車轍，交通量、軸載、輪胎氣壓以及氣候條件也有很大的影響。一般車轍在車道外側(cè)較多，隨著車載作用次數(shù)的增加，車轍的形成速度逐漸降低。

2.3 路面水害產(chǎn)生的原因

水害的形成和瀝青混凝土的性質(zhì)有很大的關(guān)系，混合料內(nèi)集料吸水能力強(qiáng)會(huì)影響集料和瀝青之間的黏結(jié)能力，從而造成剝落現(xiàn)象，在施工中如果濕度較大，壓實(shí)不密實(shí)，在面層接結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)存在很多水分，影響集料和瀝青的黏結(jié)效果，在施工完成后外界的環(huán)境也影響著路面水害的產(chǎn)生。

2.4 路面功能的衰減原因

路面功能的效果和施工質(zhì)量有很大關(guān)系，施工過(guò)程中使用的瀝青標(biāo)號(hào)過(guò)大，路面就不耐磨，抗滑性能則和骨料的級(jí)配、微觀構(gòu)造以及骨料本身的耐磨性有很大關(guān)系，路面的平整度和其他相比在使用過(guò)程中變化較小，主要是由施工時(shí)決定。

3 早期破壞的預(yù)防措施

3.1 半剛性路面裂縫的預(yù)防措施

路面裂縫的預(yù)防要從設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)、監(jiān)理以各個(gè)環(huán)節(jié)上進(jìn)行控制。

設(shè)計(jì)上要選用優(yōu)質(zhì)的瀝青材料作為面層，保證瀝青的松弛性能好，考慮瀝青的針入度，選用針入度較大的瀝青。并選用抗刷能力好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的材料作為基層。采用合適的瀝青面層厚度，在無(wú)法避免產(chǎn)生裂縫的地區(qū)，要預(yù)先設(shè)置橫向通縫，做好縫的防水處理。

施工上主要是控制在瀝青面層鋪筑前保證基層沒(méi)產(chǎn)生裂縫，在無(wú)法避免裂縫產(chǎn)生的路段要采用較厚的面層或者增加一道中間層?？刂苹鶎邮┕r(shí)的含水量，控制在允許的范圍內(nèi)，基層和面層施工完成后都要及時(shí)的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，保證其在合適的濕度范圍內(nèi)。發(fā)現(xiàn)裂縫時(shí)及時(shí)的進(jìn)行處理修復(fù)，損害嚴(yán)重時(shí)要翻修，以免病害的進(jìn)一步蔓延。

監(jiān)理上，監(jiān)理人員要嚴(yán)格審查各個(gè)施工環(huán)節(jié)，保證各道工序的施工質(zhì)量。對(duì)材料要認(rèn)真檢查，對(duì)所有的進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行抽檢，對(duì)不合格的要及時(shí)清理出去，不能妥協(xié)。在拌合、鋪筑、碾壓過(guò)程中要做好施工記錄，保證配料、拌合時(shí)間、混合料溫度、以及攤鋪的均勻性和平整度，最后做好碾壓密實(shí)度監(jiān)測(cè)。

3.2 瀝青路面車轍的防治措施

選用高黏度的瀝青，必要時(shí)摻加外加劑，以提高瀝青混凝土的抗車轍能力；在施工過(guò)程中還要根據(jù)實(shí)際使用情況，調(diào)整集料的級(jí)配，合理的增大粉膠比，控制瀝青的用量；為改善瀝青的溫度敏感性可以適當(dāng)加入橡膠或者樹(shù)脂，為改善瀝青混凝土流變性可以加入吸油材料。

3.3 瀝青路面的水害預(yù)防

由于瀝青路面的水害是瀝青和集料之間的黏結(jié)力降低，所以降低水害可以從“阻”和“抗”兩方面進(jìn)行。防止減少水分進(jìn)入路面內(nèi)部，設(shè)計(jì)合理的道路橫坡以及排水設(shè)施，選用合理的級(jí)配和良好的集料，適當(dāng)?shù)慕档涂障堵?；摻加抗剝落劑，提高瀝青和集料之間的黏結(jié)力。

3.4 瀝青路面功能衰減的預(yù)防

對(duì)于路面的抗滑耐磨性能，要采用的集料要有合適的宏觀粗糙度和微觀粗糙度，礦料級(jí)配要滿足一定的要求，采用堅(jiān)硬的粗集料，增加耐磨度。在施工時(shí)主要對(duì)瀝青混凝土拌合均勻，并碾壓密實(shí)，對(duì)于特殊條件采用不同性質(zhì)的材料。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青路面早期破壞，嚴(yán)重影響著道路的正常使用狀態(tài)，這些病害距施工結(jié)束時(shí)間短，可以通過(guò)有效的措施來(lái)避免或者減小病害的發(fā)生。所以在設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)和中間的監(jiān)理工作上要嚴(yán)格的控制，通過(guò)采用合適的材料、合理的設(shè)計(jì)、好的施工工藝以及良好的養(yǎng)護(hù)工作，使道路路面耐久性提高，增加使用壽命。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡長(zhǎng)順，王秉綱.復(fù)合式路面設(shè)計(jì)原理與施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，1999.

[2]丁小軍，陳團(tuán)結(jié).對(duì)我國(guó)公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的思考[J].公路，2010（3）：10-14.

[3]張登良.瀝青路面[M].北京：人民交通出版社，1998.

[4]鄧學(xué)鈞.路基路面工程.2版[M].北京：人民交通出版社，2005.

[責(zé)任編輯：王迎迎]