貴州省干線公路瀝青路面典型病害研究

杜武剛 雷 建（中交路橋南方工程有限公司，北京 101120）

1 研究背景

貴州省地處祖國西南腹地，面積17.62萬km2，其中，山地和丘陵占了92.5%，因此，貴州素有“八山一水一分田”之說。特殊的地理形貌嚴重地阻礙了貴州省的經濟社會發展，老百姓生活亦大受影響。從改革開放開始，尤其是進入“十二五”以來，貴州充分發揮“交通先行、引領經濟”，全省累計完成交通固定資產投資4431億元，全省公路總里程達18.38萬km，其中，貴州省二級及以上普通國省道建成和在建規模達到6700km以上，較2010年增長1倍。取得輝煌成就的同時也可以看出，多種因素共同作用下干線公路瀝青路面出現了許多早期病害。瀝青路面病害嚴重阻礙了老百姓的出行，對當地經濟、社會的發展造成阻力。

本文對9個地級市的國省干線公路中選擇了36個路段共計764km瀝青路面進行了實地調研，匯總分析后，對貴州省干線公路瀝青路面典型病害產生原因進行了系統分析。

2 瀝青路面典型病害調研

對貴州省各地區干線公路瀝青路面現場調查結果進行匯總分析，統計得出貴州省干線公路瀝青路面病害組成情況，結果如圖1和表1所示。從圖表中可以看出，貴州省干線公路瀝青路面主要病害為龜裂、橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫、坑槽、松散和修補，合計占總病害的91.1%。

圖1 瀝青路面病害組成

3 病害成因分析

3.1 龜裂、塊狀裂縫

根據干線公路典型病害調查結果，貴州省干線公路瀝青路面出現龜裂、塊狀裂縫的原因主要有以下幾種[1]：一是瀝青混合料老化，性能降低，抗裂性能變差，瀝青面層無法承受路面荷載作用，逐漸被壓散成塊，形成疲勞損壞；二是瀝青結構層簡單，厚度不足，面層難以承受荷載；三是基層強度不足或松軟沉陷，在交通荷載作用下，造成瀝青路面被壓散成塊，形成網狀型裂縫。

3.2 橫向裂縫

對調查結果分析認為，橫向裂縫產生的原因有以下幾種：①反射裂縫。主要原因是由于基層為半剛性基層，雖然具有強度高、整體性好等優點，但在運營期間易產生干縮裂縫和低溫收縮裂縫，隨著運營時間的增長，道路在交通荷載和溫度荷載的重復作用下，基層裂縫易擴展到面層形成反射裂縫；②溫度裂縫。冬季低溫條件下，瀝青材料變得越來越硬，并開始收縮。由于瀝青面層在路面中是受約束的，當氣溫下降時，瀝青面層中產生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度或極限拉應變，瀝青面層就會開裂；③疲勞裂縫。路面結構層厚度不足或較薄，路面通行交通量較大，路面結構承載能力較低，在得不到及時有效的外力緩解作用下，路面長期處于結構承載能力飽和的狀態下，路面表層易產生輕微裂縫病害，隨著運營期的增長，裂縫病害進一步發展，在雨水及交通荷載作用下，基層產生水損壞，會導致其他病害的發育。

表1 貴州區域病害調查情況

3.3 縱向裂縫

經分析認為，縱向裂縫產生的一般原因如下：①對于半填半挖路基，路基縱向回填土壓實質量有所差異從而發生不均勻沉降，形成縱向沉降裂縫；②局部路基濕軟或基層承載能力不足，重載交通作用下產生的疲勞型縱向裂縫；③路基拼接縫，道路由于規劃發展需要或大交通壓力需求，對原路面進行加寬拼接處治，新老路基之間發生不同程度的沉降，易形成縱向順直的拼接裂縫。

3.4 坑槽

路面坑槽的產生過程較長，往往是某些病害的次生損害，開始可能是局部裂縫發展成龜裂、松散后，在車輛荷載和雨水等因素作用下逐步形成。貴州省坑槽產生的原因主要有以下幾種[2,3]：①面層厚度與壓實度不夠；②粘結層施工質量較差，使上下層不能有效粘結，而形成坑槽；③水損害性坑槽。水分進入瀝青路面，滯留在中面層，當集料與瀝青膜剝離后，瀝青混合料不再是一個整體，集料在荷載的作用下，對基層產生了力的作用，基層的局部松落形成灰漿，從路面的縫隙向上擠出來，在瀝青路面上形成白色的唧漿。如此循環不斷，形成了水損害性坑槽；④基層、底基層損壞產生翻漿形成的坑槽。

3.5 松散

干線公路瀝青路面產生松散的原因有很多，具體為：①個別干線公路混合料瀝青用量偏低，使得瀝青與集料間粘結性差；②部分地區存在低溫施工，且施工運距過遠，瀝青混合料施工溫度不足，導致路面壓實度過低，造成瀝青面層內部空隙率過大，在車輛的載荷作用下造成的瀝青面層松散；③干線公路料場選擇范圍過窄，集料加工時母材質量太差造成粉塵含量過高，使瀝青膜粘結在粉塵上，在表面的摩擦力作用下，集料顆粒容易發生脫離；④集料選擇有誤，選擇了酸性骨料與瀝青粘附性差而造成的松散；⑤個別地區雨水較多，由于車輪載荷的作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青黏附性降低逐漸喪失粘結力，瀝青膜從集料表面脫落，瀝青混合料出現掉粒、松散。

3.6 車轍

車轍按成因可分成三類[4,5]：①壓密型車轍：此類車轍是由于施工時路面壓實過密，粗集料破碎或壓實不足，造成空隙過大以及車輛軸載超過瀝青混合料抗壓強度。②失穩型車轍：由于高溫條件下，剪應力超過瀝青混合料的抗剪切強度，導致瀝青混合料側向流動變形，不斷積累形成車轍。這種車轍高溫區的重載路段較為普遍。③結構型車轍：由于荷載作用超過路面各層強度，發生在瀝青面層以下，包括路基和基層在內的各結構層的永久性變形，稱為結構型車轍。對調研情況進行分析，黔南州干線公路瀝青路面車轍多為壓密型車轍。

3.7 泛油

在處理干線公路龜裂等病害時，多數養護管理段習慣采用乳化瀝青甚至熱瀝青進行噴灑，灑布不均勻極易導致路面泛油，另外，某些銑刨重鋪處混合料瀝青用量控制不到位，導致泛油。

3.8 沉陷

沉陷是指基層壓實度不夠或路基土質不良，在地下水的浸入、路基和基層不穩定因素及行車荷載等作用下產生的不均勻的豎向變形而導致路面局部下沉的現象。貴州省部分干線公路采用級配碎石基層，加之路基施工質量不佳，極易造成瀝青路面沉陷。

3.9 波浪擁包

經分析，貴州省干線公路瀝青路面產生波浪擁包的原因是：①混合料中瀝青用量過高、粘度和軟化點偏低，礦料級配不良，細料偏多，致使面層材料自身的高溫抗剪強度不足，在行車作用下產生擁包；②基層局部含水量過大，水分滯留于基層，或基層浮土過多，或粘層瀝青灑布不合要求等原因，影響面層和基層之間的結合，在行車水平力的作用下，使路面產生推移而形成局部不規則隆起的變形。③由于基層局部強度不足或水穩性不好，使基層松軟在行車作用下，形成局部擁包。

4 結 語

本文在貴州省各地市選取了多條干線公路進行了路面典型病害調研，得出貴州省干線公路瀝青路面典型病害有龜裂、橫（縱）裂縫、坑槽等。病害產生的原因主要有：①瀝青面層厚度太薄及瀝青混凝土本身施工質量不足；②路基、基層施工質量較為薄弱，造成路面不均勻沉陷；③車輛荷載反復作用等。