瀝青路面常見病害成因分析及處理措施

摘要：瀝青路面病害是公路工程常見的病害之一，文中著重介紹了路面病害的表現(xiàn)形式、產(chǎn)生原因及相關(guān)處理方式。

關(guān)鍵詞：瀝青路面 裂縫 變形 行車荷載 防水層

0 引言

一般來說，瀝青混凝土公路相較于普通混凝土公路有著一定的優(yōu)勢，比如在地質(zhì)條件的適應(yīng)性、行車舒適程度以及維護(hù)保養(yǎng)方面，要比普通混凝土公路更具優(yōu)勢。根據(jù)一般瀝青混凝土公路的設(shè)計施工經(jīng)驗，基本上其設(shè)計的使用年限為15年，但是在實(shí)際使用過程中，瀝青混凝土公路由于種種原因，個別特殊的地段，其路面使用不到2年，就會出現(xiàn)各種質(zhì)量損害問題。

1 瀝青路面出現(xiàn)裂縫的基本形式及其成因分析

1.1 縱向裂縫 縱向裂縫，裂縫的大致方向和路面的車輛行駛方向保持一致，但其長度和寬度則會因不同的路面地段而有所不同。從裂縫出現(xiàn)的位置來看，在車輛輪胎印痕明顯的位置裂縫往往較多，行車道上面的裂縫也較多。縱向裂縫的縫隙寬度基本上是在5～10mm之間，有的裂縫可能較長，能夠前后延伸幾十米，特殊地段的裂縫能夠達(dá)到數(shù)百米。瀝青路面形成縱向裂縫的基本原因分析：①地基原因。地基地勢較低，在雨季容易受到雨水的浸泡，而在瀝青公路的設(shè)計施工時，填土后沒有進(jìn)行相關(guān)沉降處理，或者沉降時間較短，不符合實(shí)際公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。②路基施工原因。在鋪設(shè)路基時，用于鋪平的填料粘土，質(zhì)地不夠密實(shí)，而且壓實(shí)過程時間較短，在路基的邊緣地帶，壓路機(jī)的碾壓強(qiáng)度不夠，造成了邊緣的沉降。

1.2 橫向裂縫 橫向裂縫：裂縫直接橫穿在公路兩側(cè)，和公路的的中心線基本上是垂直交叉。

瀝青混凝土公路的橫向裂縫原因分析：一般是由于公路所處地段的氣溫與瀝青面層的半剛性基層材料的適應(yīng)程度有關(guān)。根據(jù)眾多實(shí)驗研究，發(fā)現(xiàn)瀝青混凝土公路的橫向裂縫是非常常見的問題，很少有不出現(xiàn)的。

1.3 基層反射裂縫 由于公路的基層材料容易失水收縮，這就會引起比較規(guī)則的的橫向裂縫，此外，溫度對于基層材料也會有明顯的影響，比如冬季氣溫的突然降低，就會導(dǎo)致基層材料收縮開裂。

1.4 瀝青砼的溫縮裂縫 根據(jù)瀝青的自身屬性及其相關(guān)特點(diǎn)，它的使用過程收到溫度的影響比較大，在冬季，由于氣溫較低，其粘性和彈性就會降低，不易和其他混合材料融合，干脆的瀝青混合料，在受到重力積壓時，很容易開裂或形變。

1.5 不均勻沉降引起的橫向裂縫 在不同的地方，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，處于比較明顯的結(jié)合處的公路，會因為地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，產(chǎn)生不同水平的沉降，有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅實(shí)，有的松軟，這就對瀝青公路的鋪設(shè)提出了不同的要求。若是不能很好銜接不同地質(zhì)構(gòu)造的路基，就會發(fā)生沉降不均。

2 路面沉陷與脫落等的原因分析

2.1 施工質(zhì)量差 從總體上來看，施工質(zhì)量對于公路的壽命有著最直接的影響，在施工環(huán)節(jié)，涉及到諸多環(huán)節(jié)，物料的攪拌，基層材料的鋪設(shè)，都會影響實(shí)際路面強(qiáng)度，在壓實(shí)環(huán)節(jié)，壓路基壓實(shí)的不夠致密，固板之間結(jié)合的不夠緊密等，都會影響施工的整體質(zhì)量。

2.2 瀝青路面空隙率過大 由于瀝青混合料生產(chǎn)的變異性大、攤鋪過程中瀝青混合料局部離析和路面壓實(shí)不夠等多種原因造成瀝青路面空隙率過大，使雨水極易浸入，滯留在路面面層中。

2.3 車輛油漬污染 因車輛維修或翻車等原因，汽車用油滲入路面空隙，使瀝青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。這種原因形成的坑槽往往較深，有的甚至達(dá)到整個瀝青面層厚度。

3 路面產(chǎn)生推移和車轍的原因分析

3.1 行車荷載的影響 瀝青混凝土高速公路，其路面的承重力是有一定限制的，但是現(xiàn)在隨著大型車輛的使用，很多超重車輛在公路上行駛，行車道車輛輪跡處進(jìn)一步壓實(shí)并逐漸形成不同程度的轍槽。大型的重車普遍超載， 軸載對路面的作用力增大，并導(dǎo)致當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)大大增加，加速車轍、推移的形成。

3.2 基層施工質(zhì)量差 由于基層的厚度達(dá)不到相關(guān)技術(shù)要求，或者基層的材料、施工、養(yǎng)生不當(dāng)，也會引起基層整體強(qiáng)度不足，使得路表變形過大而形成轍槽和推移。

3.3 瀝青面層高溫穩(wěn)定性差 瀝青混合料是一種彈塑性材料，如瀝青、礦料的選材不當(dāng)或混合料組成不均勻，會導(dǎo)致瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性差、抗塑性變形能力低，在車輛的反復(fù)碾壓下，路表變形過大，并使得面層混合料產(chǎn)生橫向流動而形成轍槽和推移。

4 路面產(chǎn)生泛油和擁包的原因分析

4.1 混合料組成設(shè)計不當(dāng) 混合料中瀝青用量過多或空隙率過小，在車輛荷載反復(fù)作用下，多余瀝青由下部泛到路表而形成泛油、擁包病害。

4.2 混合料拌和控制不嚴(yán) 在瀝青混合料拌和時，礦粉等細(xì)料含量較難準(zhǔn)確控制。如細(xì)料含量過少，混合料比表面積較小，則瀝青用量相對較多，也易泛油、擁包。

5 處理措施

5.1 裂縫的處理 選擇適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的瀝青混合料類型；減少施工攤鋪中混合料的離析；規(guī)范基層、底基層養(yǎng)生方法與時間；選擇適宜的水泥品種，延長初凝時間。

5.2 凹陷和脫落的處理 提高對瀝青各項性能指標(biāo)的控制精度，比如對基層施工工藝的準(zhǔn)確控制，對碾壓方法與遍數(shù)的精確量化，一定要避免唧漿現(xiàn)象的產(chǎn)生，在施工過程中要使瀝青表面保持足夠的強(qiáng)度，在施工期間，嚴(yán)禁車輛的活動，避免車輛行駛帶來的震動，對施工場地的清除要干凈徹底，將表層松動的粒料全部清理干凈。

5.3 推移、車轍和平整度差的處理 面層集料的級配要合理，壓實(shí)要充分；合理安排瀝青面層的施工季節(jié)；開放交通的時間盡量長些。路面平整度是評價高速公路路面的兩個主要使用性能之一，優(yōu)良的路面平整度能保證大量車輛高速、舒適、安全地通過。江蘇省在開始建設(shè)高速公路時就比較重視路面平整度，對路面平整度也提出了更高要求，實(shí)際上瀝青路面的平整度也達(dá)到了一個新水平。在隨后建設(shè)的高速公路瀝青路面平整度要求為：表現(xiàn)平整度優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)差（σ）達(dá)到約0.7～0.9mm，接近國際上的中等水平。通過分析瀝青混凝土路面產(chǎn)生推移的原因，可以形成如下結(jié)論：①瀝青混凝土路面的強(qiáng)度達(dá)不到相關(guān)技術(shù)要求，對外力沒有強(qiáng)大的抵抗力，一旦受到外界強(qiáng)有力的干擾時，容易形成裂縫，并且會使部分路面與整體路面相互分離；②因為瀝青混凝土路面的層與層之間沒有有效的粘結(jié)，其粘合度較低，這樣就降低了層與層之間的穩(wěn)定性，并且相互之間的摩擦力作用發(fā)揮有限，在這種情況下，若是受到水平推力的作用，瀝青混凝土面層就會不斷產(chǎn)生下層滑動，這就是通常所說的位移現(xiàn)象。

預(yù)防措施分析，通過上述對產(chǎn)生推移的原因分析，可以知道，其預(yù)防措施也主要分為以下幾種：①在充分實(shí)驗論證分析的基礎(chǔ)上，盡可能按照科學(xué)的原料配比，發(fā)揮每一種原料的最佳功能，使用的粒料和瀝青必須要達(dá)到瀝青公路的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。②在具體的施工環(huán)節(jié)，技術(shù)工人要在施工負(fù)責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)下，認(rèn)真做好好施工前的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，并按照相關(guān)施工準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)把質(zhì)量觀念融入施工的整個過程，要使用先進(jìn)的瀝青公路施工技術(shù)，提高對厚度的控制精度，嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，把瀝青公路最薄的地方建設(shè)完整。③對于下承層或路基強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生推移，可通過下承層與瀝青混凝土面層之間加設(shè)土工合成材料來解決；④提高透層的施工標(biāo)準(zhǔn)，對其質(zhì)量進(jìn)行規(guī)范控制，在其中的下承層的清掃環(huán)節(jié)和乳液的撒布環(huán)節(jié)必須做到精細(xì)化施工，充分發(fā)揮透層油的粘結(jié)作用。

5.4 擁包、泛油的處理 要提高對原材料的質(zhì)量控制，原材料的質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到路面的質(zhì)量的高低，在物料的混合攪拌之前，要確定好油石比與瀝青的含蠟量，分別對不同時間段和不同施工階段的瀝青的軟化點(diǎn)和瀝青混合料的穩(wěn)定度進(jìn)行檢查， 對于那些不合格的材料要做到及時發(fā)現(xiàn)，并禁止使用。

經(jīng)檢測顯示，瀝青15℃延伸度是一項事關(guān)安全的耐久性的重要指標(biāo)，根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要達(dá)到100厘米以上。依據(jù)相關(guān)政策法規(guī)，比如，交通部在2005年1月1日開始實(shí)施的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》，就十分明確地新增加“動力黏度”和“針入度指數(shù)”使用這兩項指標(biāo)對瀝青公路進(jìn)行驗收，通過對9個省送檢的共計62批樣品的抽查檢驗，技術(shù)工作人員發(fā)現(xiàn)，其中進(jìn)口瀝青針入度指數(shù)指標(biāo)只有38%達(dá)到A級瀝青的水平，32%達(dá)到B級瀝青的水平，30%的進(jìn)口瀝青針入度指標(biāo)完全不合格，17%的瀝青動力黏度不合格。

5.5 車轍預(yù)防措施和治理措施 高溫材料的穩(wěn)定，對于車轍的預(yù)防有著很好的作用。根據(jù)瀝青混凝土公路的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用改性瀝青混合料是防止或延緩路面產(chǎn)生車轍的有效方法。

5.6 龜裂的處理措施 由于瀝青路面受到的重力作用過大，超出了路面的正常承載負(fù)荷，在長時間的超載車輛的重壓下，瀝青的面層或穩(wěn)定基層就會由于過度疲勞，而出現(xiàn)一條條不規(guī)則的裂縫。通常情況下，在瀝青面層或基層底部，出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象較多。這是由于在面層或基層的底部，是受到最大荷載彎拉應(yīng)力或應(yīng)變的位置。裂縫傳導(dǎo)至路面表層，在起初，只是形成一條或數(shù)條相互平行的縱向裂縫，而后隨著車輛的超載行駛，受到過重的負(fù)荷，一些裂縫就會逐漸連通起來，有的就可能出現(xiàn)多邊、銳角的小塊，最后形成網(wǎng)狀或龜紋狀的裂縫。在實(shí)際的觀察中，可以知道，那些重復(fù)荷載較重的位置，路面發(fā)生龜裂的現(xiàn)象最為嚴(yán)重。

該技術(shù)適用于處治發(fā)生大面積龜裂的瀝青（渣油）路面。通過測出或計算出瀝青路面厚度內(nèi)（發(fā)生龜裂段）各個層面的受力狀態(tài)，根據(jù)玻璃纖維布本身抗拉和變形能力及其與瀝青混合料等相互使用的微觀機(jī)理，將玻璃纖維布置在合適的各個層面上，并使得其整體受力和局部受力都能得到充分發(fā)揮，抗抵來自路基和基層（下部）的擴(kuò)張力，溫度應(yīng)力和交通荷載產(chǎn)生的剪拉應(yīng)力等組成的綜合應(yīng)力。該技術(shù)提供了對發(fā)生瀝青龜裂路面是否適宜用玻璃纖維處治，及其施工工藝過程等技術(shù)資料。該項技術(shù)能夠延長路面使用壽命，減少翻修改建次數(shù)。

6 結(jié)論

在21世紀(jì)，在高等級公路快速發(fā)展的同時，我國的路面設(shè)計和施工技術(shù)及管理水平將會進(jìn)一步完善，新型材料也越來越多的應(yīng)用到路面上。科技創(chuàng)新的環(huán)境將會得到改善，路面早期破壞現(xiàn)象將會逐步克服，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的原則指導(dǎo)下，路面設(shè)計將漸趨合理，既可用于養(yǎng)護(hù)又可用于新路面的薄面層和超薄面層將會興起。瀝青面層的功能，即抗滑能力、平整度和減少噪音將得到充分發(fā)揮和達(dá)到更高的水平。

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