瀝青路面破壞原因分析

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400041)

一、前言

我國主要干線的公路中，路面結構多以瀝青面層為主，但是瀝青材質上存在差異，而且易受到設計和施工水平的影響，導致瀝青路面常常出現一些病害。這反應了我國瀝青公路建設上在設計施工方面和后期養護方面存在著不足。本文研究了瀝青路面常見病害的產生原因和預防方法。

二、瀝青路面破壞的常見類型

(1)車轍：車轍是渠化交通道路的瀝青路面的主要損壞之一，主要是指路面在輪帶處出現相對兩側來說較大的變形(10—20mm以內)，在縱向處形成車轍。

(2)松散：由于面層材料的組合不當或施工的質量不好，導致結合料含量太少或粘結力不足，使面層的混合料之間失去粘結而散開，稱為松散。

(3)沉陷：由于路基過于濕軟，路面傳遞給路基的輪載應力超過土的抗剪應力使車輪輪帶出出現較大的凹陷變形，并在輪帶兩側伴隨出現隆起的現象。

(4)表面磨光：在使用的過程中，由于車輪反復滾動摩擦的作用，表面集料被逐漸磨光，從而導致瀝青面層表面光滑。

三、瀝青路面幾種常見破壞分析

大部分瀝青道路結構形式從上至下依次是：瀝青混凝土路面水，水泥穩定類或二灰穩定類半剛性基層，穩性好的底基層。設計遵循強度和剛度從上到下依次減弱的原則。隨著交通量的增長，及重載車輛比例的不斷增多，很多公路的瀝青面層都有不同程度的損壞，通過對大量材料的分析歸納，發現瀝青路面面層的破壞與以下幾點因素有密不可分的聯系。

四、設計和施工方法存在缺陷

(一)設計存在問題

瀝青路面設計存在的問題主要體現在面層、基層和底基層設計和材料選取不當及對土基層回彈模量取值不恰當的方面。對于瀝青面層，由于面層是與大氣環境和車輪荷載直接接觸的，因此瀝青面層應該有良好的強度和抗變形能力，表面層應具有耐磨性能和抗滑性能。對于基層而言，若基層質量不行則會容易過早的出現結構性破壞，當外界環境的適度溫度發生變化時，基層中不可避免的產生了內應力，由于基層中不設裂縫所以應力不能被釋放，從而容易導致溫度裂縫和濕度裂縫的產生。裂縫形成后使基層的整體抗垂直變形被消弱，因此容易出現在行車荷載下產生局部沉陷。而底基層的設計和材料選擇不當則可能引起半剛性基層底部的局部拉應力過大產生過多裂縫，使基層承載能力下降，而產生過大的垂直沉降，從而使道路結構產生整體破壞，底基層材料的選擇應滿足設計的強度，并有較高的水穩定性，使得底基層不會因為地下潮濕的條件或地下水的沖刷而遭到破壞。土基回彈模量的取值不當也是使得瀝青路面破壞的重要原因之一，土基回彈模量的大小與含水量、土質等因素有關。為避免由于土基質量對道路的影響，應結合我國不同地方的實際水文或干濕狀況，對回彈模量進行合理并符合實際的調整，為道路的設計提供可靠的指標。

(二)施工中存在的問題

在瀝青路面的施工中，路基的壓實問題和路面的攤鋪是決定道路使用壽命的關鍵，在施工時，施工單位應使用符合規范和技術標準的填料，用合適的壓實方法，使路基能達到較高的壓實度。因此，在道路路基的施工中，因結合實地地質水文條件，恰當的選擇路基填料控制參數。對于瀝青混凝土的面層攤鋪，應該盡可能使瀝青在溫度較高的環境下進行，在低溫的條件下，最好不要對瀝青路面進行壓實的工作，因為低溫的環境中石料的棱角更易磨損，甚至壓碎從而導致路面質量受到影響。

五、材料性質對路面產生的影響

相比于水泥混凝土來說，瀝青混凝土具有更強的感溫性和易老化性。感溫性是指瀝青對溫度變化的敏感性，在低溫狀態是玻璃狀的彈性態，在高溫時是流動態，在常溫時是類似于橡膠的黏彈狀態這對路面的影響有以下兩點：第一，在施工中空間中的溫度與瀝青溫度相差100多度，在瀝青路面施工中，速度相對較高，使得混合料的溫度下降很快，容易出現溫度離析這是由于穩定差異出現的現象。第二，由于瀝青的感溫性，在使用過程中隨著外部環境的提高，瀝青混合料的高溫穩定性明顯降低，從而導致車轍的產生。根據研究表明，當環境溫度在瀝青軟化點附近時,瀝青混合料的動穩定度迅速下降。實際工作中發現，瀝青路面上車轍荷載產生變形的長期累計的結果，而經常是在高溫季節短時間就產生了較深的車轍。瀝青的老化性是指，在施工過程或長期的使用過程中，在各種因素的作用下，瀝青性能衰變退化的過程，瀝青老化后柔性、粘附性等性能均出現劣化，使得瀝青的水穩定性，低溫抗裂性和耐久性降低。

六、結論和建議

使瀝青路面遭受損壞的因素是多方面的，而這些因素持續不斷的綜合作用會對道路結構及其使用性能造成復雜的損害，必然大大降低道路設計的使用年限，增加了道路承載負擔，也增加了人民的經濟負擔，因而應該制定因地制宜的設計方案，合理選用設計指標和參數，在施工過程中應該嚴格按照規范，充分考察材料的性能，選用適當的施工工藝，并進行有效控制，在使用過程中降低路表溫度和控制重載車輛通行，及時維護維修。同時加強科研隊伍的建設，加強對改性瀝青的研發，并修正設計規范中出現的問題從而保證瀝青道路的質量提高公路通行量。

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