公路瀝青路面病害成因淺析及對(duì)策

鄧斐然

（湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北省 孝感市 432000）

公路瀝青路面病害成因淺析及對(duì)策

鄧斐然

（湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北省 孝感市 432000）

重點(diǎn)介紹了公路瀝青路面的常見病害，簡(jiǎn)要分析了病害產(chǎn)生的原因，并結(jié)合已有研究成果，及工程實(shí)踐總結(jié)了相應(yīng)的預(yù)防措施和維修對(duì)策。

瀝青路面 病害 成因 防治措施

緒言

近年來(lái)，為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，公路在我國(guó)發(fā)展迅速。瀝青路面因?yàn)榫哂惺┕r(shí)間短、行車舒適、適應(yīng)性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。但由于瀝青混凝土材質(zhì)本身的差異, 以及受設(shè)計(jì)和施工水平的影響, 瀝青路面常常出現(xiàn)開裂、泛油、松散、坑槽等病害。這些病害的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了行車速度、行車安全,加大了汽車磨損, 縮短了瀝青路面使用壽命。

1、瀝青的主要病害現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

1. 1 瀝青路面的裂縫

瀝青路面建成后，都會(huì)產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對(duì)瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的，裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種縱向裂縫的產(chǎn)生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的，特別是在舊路基拓寬地段，由于土質(zhì)臺(tái)階處理不規(guī)范、分層填筑厚度及壓實(shí)度控制不嚴(yán)，尤其在有表面水滲入的情況下，這些地段往往是縱向裂縫的高發(fā)區(qū)。橫向裂縫的產(chǎn)生往往是由于溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸，并隨著時(shí)間增長(zhǎng)造成瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低，溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會(huì)產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變，同時(shí)引起裂縫兩側(cè)產(chǎn)生新裂縫甚至碎裂破壞。

影響裂縫的主要因素有：瀝青的品種和等級(jí)、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。

1.2 瀝青路面的車轍

車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以致結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有：(1)瀝青混合料油石比過大；(2)表面磨損過度：(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部；(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導(dǎo)致路面橫向推擠形成波形車轍。、

車轍是在行車荷載重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生累計(jì)永久性的帶狀凹槽。一般它是由于瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)不合理、穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時(shí)壓實(shí)度不足，使輪跡帶處的而層和基層材料在行車過程中產(chǎn)生損壞。

1.3 瀝青路面的凍脹和翻漿

瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時(shí)期，因?yàn)樗那秩牒吐坊恋乃€(wěn)定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個(gè)主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個(gè)自然因素，缺少任何一個(gè)因素都不可能形成翻漿。

1.4 瀝青路面的沉陷

沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點(diǎn)是面積大，涉及的結(jié)構(gòu)層次深，主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是：(1)土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤(rùn)而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉；(2)路面強(qiáng)度不能適應(yīng)日益增長(zhǎng)的交通量，易發(fā)生疲勞破壞：(3)路基或基層強(qiáng)度不足或填挖路基強(qiáng)度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷；(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯(cuò)位。

2 病害出現(xiàn)總體原因分析

原因分析中可以分兩大塊 瀝青質(zhì)量設(shè)計(jì)施工屬于主觀原因，外界的類似于交通 超載 等可屬于客源原因分析

2.1 瀝青質(zhì)量問題

由于近幾年國(guó)家城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè), 城市道路開工項(xiàng)目很多而建設(shè)資金又有限, 因此, 在道路結(jié)構(gòu)層的厚度設(shè)計(jì)、材料的使用上本著經(jīng)濟(jì)適用的原則, 而對(duì)交通量的變化, 使用年限并沒有重點(diǎn)研究。像高等級(jí)瀝青路面, 省市采用的是上面層使用進(jìn)口瀝青, 而中面層、地面層則采用國(guó)產(chǎn)瀝青, 就國(guó)產(chǎn)瀝青而言能達(dá)到規(guī)范要求的廠家并不多, 而且數(shù)量十分有限, 不可能滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)規(guī)模的需要。

2.2 設(shè)計(jì)規(guī)范存在的問題

目前, 柔性路面國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范仍然采用彎沉值控制, 路面設(shè)計(jì)以軸載100kN的雙輪組單軸為標(biāo)準(zhǔn)軸載; 對(duì)瀝青混凝土面層應(yīng)采用容許回彈彎沉、彎拉應(yīng)力和剪應(yīng)力三項(xiàng)指標(biāo)設(shè)計(jì); 在交通量小的支路上鋪筑瀝青時(shí), 可僅用容許彎沉值設(shè)計(jì); 對(duì)瀝青碎石面層采用容許回彈彎沉和剪應(yīng)力兩項(xiàng)指標(biāo)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)數(shù)和折合成標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)數(shù)作為控制指標(biāo)。

在路面設(shè)計(jì)中, 一方面交通車輛調(diào)查資料, 是為通行能力服務(wù)的, 沒有考慮到超載的問題, 使得設(shè)計(jì)中得不到準(zhǔn)確軸載, 造成設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載出現(xiàn)與事實(shí)不相符的情況。這樣, 對(duì)于一些道路而言, 從一開始就降低了累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸的數(shù)量, 使得設(shè)計(jì)彎沉值偏大, 基層、低基層的拉應(yīng)力偏小, 造成路面整體剛度不足,導(dǎo)致路面提前破壞。

2.3 瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)存在的問題

瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過四個(gè)階段,即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段及驗(yàn)證階段和試拌試鋪階段,各階段對(duì)要達(dá)到的目的都有明確的要求,在施工時(shí),有的單位壓縮兩至三個(gè)階段,有的干脆憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。因此,從理論和實(shí)踐來(lái)講存在較大的偏差,從而導(dǎo)致瀝青混凝土內(nèi)在質(zhì)量存在先天不足。另一方面,由于現(xiàn)狀所致,政績(jī)工程工期較短,加上低價(jià)中標(biāo),碎石料場(chǎng)不規(guī)范,大多地材都由個(gè)體企業(yè)承擔(dān),料場(chǎng)分散,設(shè)備落后,材料的均質(zhì)性、穩(wěn)定性均有較大的差別。雖然大部分單位在開工前都作了篩分分析符合要求,在施工過程中也檢測(cè)并予以調(diào)整配合比,但由于差異性大,不可能做到十分準(zhǔn)確,導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見病害。

3 針對(duì)瀝青路面病害的防治對(duì)策

3.1 合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)

盡可能減薄瀝青面層厚度由于以下四方面原因, 高速公路路面厚度可酌情減薄, 控制在9- 12cm 之內(nèi)。第一是半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力可由半剛性材料層( 基層和底基層) 來(lái)承擔(dān), 無(wú)需用增厚面層來(lái)提高承載能力。第二是提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層, 而是用優(yōu)質(zhì)瀝青。第三是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。第四是一般來(lái)說厚的瀝青面層易導(dǎo)致車轍的產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)時(shí)除酌情減薄瀝青面層厚度之外, 還應(yīng)加強(qiáng)瀝青路面防水設(shè)計(jì); 選用合理的基層和底基層結(jié)構(gòu)。

3.2 嚴(yán)格控制瀝青混合料的質(zhì)量

（1） 瀝青的選取。

（2） 集料的選用。

（3） 混合料級(jí)配的確定。

3.3 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

施工質(zhì)量控制不嚴(yán), 早期破損必然出現(xiàn)。所以瀝青路面施工必須按全面質(zhì)量管理的要求, 建立健全有效的質(zhì)量保證體系, 實(shí)行目標(biāo)管理、工序管理, 明確責(zé)任, 對(duì)施工全過程, 每道工序的質(zhì)量要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、控制、評(píng)定, 以保證其達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 具體要抓好以下幾方面:

（1） 嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。

（2 ）保證基層頂面粗糙度。

（3 ） 合理灑布透層油、粘層油。在進(jìn)行各層鋪筑前, 必須保持頂面清潔。

（4） 提高面層攤鋪質(zhì)量。

[1] 趙慶陽(yáng).公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)[M].北京：交通出版社，2000，12.

[2] 劉利軍.瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)[J].中國(guó)公路，2005，11.

[3] 田榮慶.影響高速公路瀝青路面平整度的原因分析[J].建筑機(jī)械技術(shù)與管理，2005，12.

[4] 王振.瀝青路面平整度探悉[J].交通科技信息，2005，9.

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1007–6344（2015）01–0206–01