瀝青路面常見病害的影響及成因分析

摘 要：我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷發(fā)展，公路的通車?yán)锍坛掷m(xù)增長(zhǎng)，公路的養(yǎng)護(hù)工作將成為交通運(yùn)輸行業(yè)日后的焦點(diǎn)。瀝青路面的病害影響了公路的營(yíng)運(yùn)，降低了其服務(wù)水平。因此，本文首先分析了瀝青路面的使用性能，歸納總結(jié)了各種常見病害類型，從化學(xué)組成、力學(xué)特點(diǎn)和功能要求等方面分析其成因，對(duì)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；使用性能；病害；成因

1 前言

自上世紀(jì)80年代以來，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)開始起步，公路建設(shè)一直是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的焦點(diǎn)。截至2016年底，我國(guó)公路總里程超過400萬公里，高速公路總里程超過13萬公里，我國(guó)路網(wǎng)規(guī)模日趨完善，面臨著建設(shè)為主向著建設(shè)與養(yǎng)護(hù)并重的重大轉(zhuǎn)變。近年來許多公路建成后，受車輛大型化、超載嚴(yán)重、交通量迅速增長(zhǎng)、行駛渠道化等影響，瀝青路面的病害問題突出，使得公路養(yǎng)護(hù)工作受到人們的日益關(guān)注。因此，分析瀝青路面病害的成因，歸納出典型的病害對(duì)提高公路養(yǎng)護(hù)水平、保證公路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量提高其服務(wù)水平和使用壽命都具有重要的意義。

2 瀝青路面的使用性能

瀝青路面使用性能的概念最早是在 20世紀(jì)60年代初期提出來的，隨著高速公路里程增長(zhǎng)和對(duì)其服務(wù)水平要求的提高，人們對(duì)路面使用性能研究也更加深入，對(duì)路面使用性能也有了更高的要求。為了保障行車的舒適性及服務(wù)的穩(wěn)定性和耐久性，瀝青路面必須保證以下這幾種基本性能。

2.1 高溫穩(wěn)定性

高溫穩(wěn)定性就是指瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力。夏季，溫度的升高會(huì)引起車轍和波浪等病害產(chǎn)生。由于瀝青路面的強(qiáng)度和剛度隨溫度的升高而降低，為了保證瀝青路面在高溫下能夠承受荷載的作用而保證結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定，不產(chǎn)生影響其使用性能的永久變形，就必須保證其高溫穩(wěn)定性。

2.2 低溫抗裂性

低溫抗裂性指瀝青路面抵抗低溫收縮裂縫的能力。低溫裂縫不僅存在于北方凍土區(qū)，而且存在于南方非凍土區(qū)，我國(guó)的瀝青路面大多鋪筑在收縮性較大的半剛性地基上，路面低溫裂縫問題嚴(yán)重。由于瀝青路面隨溫度下降，勁度增大，變膨能力降低。在外界荷載作用下，一部分應(yīng)力來不及松弛，應(yīng)力逐漸累積，這些累積的超過材料抗拉強(qiáng)度時(shí)即發(fā)生低溫開裂，從而導(dǎo)致路面的破壞，所以瀝青路面在低溫時(shí)應(yīng)具有較低的勁度和較大的抗變形能力來滿足低溫抗裂性能。

2.3 水穩(wěn)定性

水穩(wěn)定性就是瀝青路面抵抗水影響的能力。水的存在降低了瀝青的粘結(jié)力和其與集料之間的粘結(jié)作用，加速了瀝青膜的破壞，導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生剝離、坑槽、松散、掉粒等病害，降低了瀝青路面的耐久性。

2.4 抗疲勞性

瀝青路面在反復(fù)荷載作用下抵抗破壞的能力就是抗疲勞性。在車輪荷載的反復(fù)作用下長(zhǎng)期處于應(yīng)力變換的狀態(tài)下，瀝青路面容易產(chǎn)生疲勞破壞，路面所能承受的強(qiáng)度逐漸降低。當(dāng)荷載的重復(fù)作用超過一定次數(shù)以后，荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)超過瀝青路面材料本身的抗力，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生疲勞開裂。

3 瀝青路面常見病害及成因

在公路的營(yíng)運(yùn)過程中，隨著使用年限的增長(zhǎng)和交通量的變化，各種病害不斷出現(xiàn)，不僅影響行車體驗(yàn)、降低道路的服務(wù)水平，還會(huì)降低道路的使用壽命。氣象條件、交通狀況、排水設(shè)施、施工水平和養(yǎng)護(hù)水平等因素都會(huì)影響病害的產(chǎn)生和發(fā)展，因此對(duì)常見病害進(jìn)行分類歸納分析不同類型病害的成因?qū)τ诼访娴酿B(yǎng)護(hù)治理具有重要意義。

3.1 裂縫

裂縫是瀝青路面最常見的病害之一，按其表現(xiàn)形式及開裂程度可分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和不規(guī)則裂縫。橫向裂縫方向幾乎與路面中心線垂直，施工質(zhì)量差、偷工減料、車輛超載等都是產(chǎn)生橫向裂縫的原因。縱向裂縫大致平行車輛行駛的方向，它的產(chǎn)生主要有以下兩個(gè)方面：路面壓實(shí)不均勻?qū)е碌鼗休d力不足、地面不均勻沉降，常見于舊路基拓寬地段；分幅攤鋪銜接部位施工質(zhì)量不到位。橫向裂縫和縱向裂縫交錯(cuò)就構(gòu)成了網(wǎng)狀裂縫，路基壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)、行車荷載反復(fù)作用所帶來的疲勞損傷都是產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫的原因。半剛性基層在降水的條件下不能及時(shí)排水含水量增大，影響了地基的穩(wěn)定性，降低道路承載能力，在荷載的作用會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

3.2 車轍

車轍是指輪跡帶上出現(xiàn)的狹長(zhǎng)形凹槽。車轍變形主要有兩方面原因：瀝青混凝土的抗塑性變形能力和高溫穩(wěn)定性差；渠化交通與荷載作用次數(shù)的增加。根據(jù)成因可大致將其分為失穩(wěn)性車轍、結(jié)構(gòu)性車轍和磨損性車轍三類。

失穩(wěn)性車轍，高溫穩(wěn)定性不足及車輛超載導(dǎo)致路面承載力小于荷載，使流動(dòng)性變形不斷累積形成失穩(wěn)性車轍。這種車轍在車輪作用的部位下凹，車輪作用較少的兩側(cè)向上隆。結(jié)構(gòu)性車轍，由于荷載的作用，發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久變形。這種車轍寬度較大，兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象，橫斷面成凹字形。磨損性車轍是由于自然環(huán)境和車輪的碾壓二者共同作用下產(chǎn)生的。

3.3 水損害

瀝青路面竣工通車后，在大量降水的條件下，受到水的侵蝕產(chǎn)生的大面積破壞就是水損害。在車輛荷載和溫度導(dǎo)致體積變化的共同影響下，水分逐漸侵入瀝青內(nèi)部，加速了骨料之間瀝青膜的脫落，逐漸累積導(dǎo)致瀝青混合料直接粘結(jié)力降低引發(fā)路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有以下方面：瀝青混凝土級(jí)配不合理，瀝青混合料攪拌不均勻，路面壓實(shí)不到位；路面排水設(shè)施設(shè)計(jì)及設(shè)置不合理，導(dǎo)致雨水淤積不能及時(shí)排出；路基處理不到位，導(dǎo)致路基不密實(shí)，地表水侵入路面。

3.4 坑槽

瀝青路面的骨料剝離后形成的點(diǎn)式凹狀結(jié)構(gòu)就是坑槽。面層材料組合不當(dāng)或施工時(shí)混合料加溫過高，使瀝青含量老化粘結(jié)力不足，混合料中的骨料因粘結(jié)不足而松散，裂縫在外部荷載的作用下進(jìn)一步發(fā)展，松動(dòng)碎塊隨著車輪碾壓和環(huán)境變化而脫離，便會(huì)形成坑槽。

3.5 泛油

泛油是指過量的瀝青在高溫環(huán)境下受熱膨脹，從瀝青混凝土內(nèi)部溢出到路面表面的現(xiàn)象。泛油現(xiàn)象通常的出現(xiàn)不僅引起面層中下部位瀝青遷移空襲率增大，會(huì)影響瀝青路面的使用壽命，而且會(huì)導(dǎo)致雨天路面濕滑阻礙車輛的正常出行。引起泛油的主要原因有兩方面：一、瀝青混合料的配合比過大，瀝青用量過多，在溫度的作用下膨脹填滿空隙之后從表面溢出；二、瀝青的設(shè)計(jì)空襲率和殘余空隙率過小，瀝青混凝土的空隙無法滿足瀝青的體積變形要求。泛油病害產(chǎn)生的內(nèi)因是設(shè)計(jì)或施工導(dǎo)致的配合比和空隙率不當(dāng)，外因是溫度過高引起瀝青膨脹。

4 結(jié)語

路面養(yǎng)護(hù)工作是今后公路工程的另一重點(diǎn)，我們應(yīng)該從根本上轉(zhuǎn)變重視建設(shè)輕視養(yǎng)護(hù)的思想。解決瀝青路面的病害問題是養(yǎng)護(hù)工作的首要任務(wù)，這些病害的處理直接影響了道路的服務(wù)水平和使用壽命。我們需要深入分析瀝青路面病害的影響，探究其形成的原因，充分認(rèn)識(shí)典型病害的產(chǎn)生機(jī)理，才能幫助我們更好的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。因此，掌握瀝青路面常見病害的影響、分析其成因是公路養(yǎng)護(hù)工作的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1] 白日華. 瀝青路面病害檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)決策研究 [D]. 吉林大學(xué)，2013

[2] 張道偉. 瀝青路面坑槽破壞類型及修補(bǔ)機(jī)理分析[J].華東公路，2011，10（5）

[3] 沙慶林. 瀝青和瀝青混凝土現(xiàn)狀[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2001（3）.

作者簡(jiǎn)介

郭威（1996-），男，漢族，河南省焦作市人，學(xué)生，本科，河南省鄭州市鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)。