道路瀝青路面早期損壞的成因分析及預(yù)防措施

黃麗琴

摘 要：本文通過對(duì)道路瀝青路面的早期損壞形式的調(diào)查，從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)方面闡述了其成因分析，針對(duì)如何有效預(yù)防道路瀝青路面早期損壞提出了建議。

關(guān)鍵詞：道路；瀝青；早期損壞；預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.090

0 引言

瀝青道路在道路中的應(yīng)用越來越廣泛，除了新修的瀝青道路，原來的舊水泥路面也在大量進(jìn)行“白改黑”，改造成更為舒適的瀝青路面。然而，隨著車輛日益增長，交通對(duì)道路影響因素的增加，以及道路施工環(huán)境的復(fù)雜性（如道路改、擴(kuò)建中施工環(huán)境受限，工期較緊等），多數(shù)瀝青路面均呈現(xiàn)早期損壞現(xiàn)象，全線出現(xiàn)老化開裂、坑洞、凹陷、推移和車轍等多處破損問題，對(duì)車輛運(yùn)行的效率構(gòu)成了嚴(yán)重影響，造成運(yùn)營存在安全隱患，同時(shí)也增加了養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用，降低了路面壽命。

1 瀝青路面早期損壞形式

瀝青路面的早期損壞形態(tài)會(huì)由于環(huán)境、荷載力、材料成分、施工及養(yǎng)護(hù)方法的不同而呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，既可在單一因素影響下產(chǎn)生路面損壞，又可在各因素相互作用下而產(chǎn)生路面損壞。通過調(diào)查，目前道路瀝青路面的早期損壞形式主要有裂縫類、松散類（坑槽等）、變形類（車轍、沉陷等）、其他類（泛油等）。

1.1 裂縫類

路面早期病害最常見的為裂縫類病害，道路的全使用期中都可能會(huì)發(fā)生。而初期路面裂縫雖對(duì)路面使用帶來的影響很小，但是卻很容易滲水和遭受其它外力作用壓迫，進(jìn)而引發(fā)路面的結(jié)構(gòu)性破壞問題。而裂縫類病害包括橫向、縱向以及網(wǎng)狀等形態(tài)的裂縫，其中，橫向型裂縫早期一般會(huì)在路面兩側(cè)出現(xiàn)，受到溫度應(yīng)力的作用，很快延伸，逐漸發(fā)展成貫通路幅的橫縫。縱向型裂縫一般是在路基或基層沉降作用下產(chǎn)生，又或者由于施工接縫質(zhì)量差和結(jié)構(gòu)承載力較低而導(dǎo)致。而網(wǎng)狀類裂縫通常會(huì)因?yàn)樵缙诼访媪芽p質(zhì)量問題，遭受表層水滲透和沖刷作用，進(jìn)而發(fā)生以縫為中心的下陷形變問題，與此同時(shí)，會(huì)讓路面出現(xiàn)新裂縫或者路面出現(xiàn)碎裂破壞現(xiàn)象。

1.2 松散類（坑槽等）

在瀝青路面的瀝青和集料相應(yīng)的粘結(jié)力下降甚至喪失時(shí)，由于車輛荷載力的作用，會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土表層出現(xiàn)松散狀態(tài)，這也就是松散類的路面病害，比如坑槽等。松散類病害在道路表面、路面局部區(qū)域等位置都可能產(chǎn)生，但是通常在輪跡帶部位會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的松散性病害。而瀝青路面的常見病害坑槽通常是松散、龜裂等其他破壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果，直接影響行車安全。

1.3 變形類（車轍、沉陷等）

車轍一般發(fā)生在高溫季節(jié)，瀝青面層在車輛荷載的反復(fù)性作用力之下得以補(bǔ)充與壓實(shí)，但是結(jié)構(gòu)層材料會(huì)出現(xiàn)側(cè)向位移，一旦累積形成永久性的變形問題，即可成為瀝青道路的一種病害。而沉陷現(xiàn)象則是指基于車輛荷載作用力，道路的輪跡帶部位的路面會(huì)發(fā)生凹陷變形問題，部分路面還會(huì)在凹陷位置兩側(cè)有隆起的現(xiàn)象。其特點(diǎn)是面積大，涉及的結(jié)構(gòu)層次深。若沉陷問題比較嚴(yán)重，路面結(jié)構(gòu)層的凹陷變形能力不能承受其變形量時(shí)，就會(huì)在受拉區(qū)域發(fā)生以縱向?yàn)橹鞯牧芽p病害，還可能會(huì)進(jìn)一步發(fā)展為網(wǎng)狀裂縫。

1.4 其他類（泛油等）

若是瀝青路面表層混合料中含有較多瀝青成分，同時(shí)其孔隙率比較小，則新建路面會(huì)在高溫天氣下受車輛荷載反復(fù)作用后，進(jìn)一步壓實(shí)導(dǎo)致瀝青路面內(nèi)部過多的自由瀝青向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)道路表面會(huì)形成泛著光澤和呈現(xiàn)玻璃狀的瀝青粘膜，該現(xiàn)象被稱為泛油。此種瀝青混合料一般具有非常低的抗剪強(qiáng)度，若是在車輛經(jīng)常啟動(dòng)與制動(dòng)的瀝青路段，路面受到較大的水平作用力，會(huì)導(dǎo)致其面層材料沿著車輛行駛的方向產(chǎn)生剪切作用力，或者出現(xiàn)拉裂破壞問題，進(jìn)而引起面層推移與擁包問題。

2 早期損壞原因分析

通過大量的瀝青道路工程實(shí)例分析，路面早期破壞的原因可歸納為路面設(shè)計(jì)、道路施工、道路養(yǎng)護(hù)三個(gè)方面。

2.1 路面設(shè)計(jì)

（1）瀝青混合料設(shè)計(jì)。瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料、礦粉等組成，混合料的配合比和材料的質(zhì)量差異都會(huì)影響瀝青路面的物理性能。當(dāng)瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)不合理時(shí)，如細(xì)料過多，礦粉含量較多，結(jié)合料含量較少，對(duì)空隙率的選擇不當(dāng)?shù)龋寄苁篂r青集料在水的浸入和車輛荷載力之下，導(dǎo)致瀝青膜表面出現(xiàn)剝落，且混合料的集料粘結(jié)力消失，進(jìn)而漸漸變軟直至松散的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致開裂、麻面、松散、坑槽等病害的出現(xiàn)。

（2）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前瀝青路面設(shè)計(jì)多采用半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式，而較高強(qiáng)度的半剛性基層會(huì)產(chǎn)生收縮開裂，并促使面層產(chǎn)生反射裂縫，從而引起其他病害的產(chǎn)生。其次大部分面層的結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)偏薄，使得瀝青混合料攤鋪時(shí)易產(chǎn)生離析，或在碾壓時(shí)粗集料被壓碎，造成空隙率過大。另外，對(duì)無機(jī)結(jié)合料基層與瀝青面層的層間黏結(jié)設(shè)計(jì)不夠重視，且路面內(nèi)部的排水結(jié)構(gòu)往往不夠完善，使得防水和排水達(dá)不到要求。現(xiàn)在的內(nèi)澇問題也越來越普遍，引起了社會(huì)的關(guān)注，而水損害對(duì)瀝青路面早期損壞有著非常大的影響。

再者，各地區(qū)的氣候、環(huán)境、交通量等存在差異，而路面結(jié)構(gòu)形式較為單一。特別是當(dāng)擁堵成為老問題時(shí)，超載越來越多時(shí)，道路實(shí)際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為其設(shè)計(jì)依據(jù)的設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸次，導(dǎo)致設(shè)計(jì)彎沉值相對(duì)更大，同時(shí)基層和底基層的拉應(yīng)力相對(duì)更小，路面整體剛度不夠，最終會(huì)導(dǎo)致路面提前出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。

2.2 道路施工

在工程中，經(jīng)常需要圍占道路進(jìn)行施工，從而對(duì)交通造成不小的影響。為了降低對(duì)周圍帶來的影響，施工單位往往需要趕工期而不得不在不良條件下施工，如低溫季節(jié)施工，雨季攤鋪瀝青面層等，造成壓實(shí)度不夠影響路面質(zhì)量。另外也有因?yàn)槭┕り?duì)伍經(jīng)驗(yàn)不足，機(jī)械設(shè)備力量不強(qiáng)，工程質(zhì)量監(jiān)管力度不大等，在瀝青道路攤鋪、混合料、碾壓等過程中的施工質(zhì)量較差，使得道路通車不久就出現(xiàn)損壞。

2.3 道路養(yǎng)護(hù)

道路的養(yǎng)護(hù)管理與瀝青路面早期破壞類病害息息相關(guān)，因此，需對(duì)道路進(jìn)行及時(shí)與科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，防止病害進(jìn)一步擴(kuò)展，特別是需要針對(duì)道路先天性病害實(shí)行預(yù)防性的路面養(yǎng)護(hù)措施，從而在最大限度上降低早期破壞程度。但是，在很多地方的道路都存在“重建設(shè)，輕養(yǎng)護(hù)”的情況，往往是路面出現(xiàn)了明顯病害，影響了交通運(yùn)行，才進(jìn)行表面的修補(bǔ)，以保障道路的正常運(yùn)營。半剛性基層瀝青路面在國內(nèi)的實(shí)踐運(yùn)用時(shí)間并不長，所以沒有深入認(rèn)識(shí)路面病害的發(fā)生機(jī)理及規(guī)律，若是沿襲以往的柔性路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)維修效果不理想、維修后有效使用壽命短。因此，路面養(yǎng)護(hù)時(shí)間及措施的不合理也會(huì)讓瀝青路面早期破壞得以發(fā)展。

3 預(yù)防措施

通過對(duì)原因的分析，可以相應(yīng)的從設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)等方面著手，來減少瀝青路面的早期損壞，延長瀝青路面的使用壽命。

3.1 合理設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)要做好前期資料的收集和研究，綜合考慮當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)相關(guān)因素展開科學(xué)設(shè)計(jì)，包括材料、路面交通量、路面施工條件以及施工現(xiàn)場(chǎng)的水文氣候等等。

在選擇瀝青混合料時(shí)，要注重材料的特性和協(xié)同性，確定合適的篩孔通過率、孔隙率、油石比，嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制混合料配合比。積極采用新的改性劑如橡膠、樹脂、塑料、無機(jī)物改性劑、纖維等改性混合料添加劑，適當(dāng)提高粉膠比和膠結(jié)料粘附性，降低溫度敏感性。

瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及各層厚度要充分考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，根據(jù)交通量大小、重型車輛構(gòu)成比例合理選用技術(shù)參數(shù)，選定合適的路面厚度，各結(jié)構(gòu)層模量不宜相差太大，特別是中間層的級(jí)配要合理。注重防水設(shè)計(jì)的同時(shí)，更要加強(qiáng)道路排水設(shè)計(jì)，并在表面層之下設(shè)置防水層，以避免水滲透至面層下部結(jié)構(gòu)而引起路面破壞問題。同時(shí)，可采用大空隙瀝青混合料作表層，將雨水透入到排水功能層，并通過層內(nèi)將雨水橫向排出。

3.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量管理

施工方要科學(xué)組織施工，合理安排工期，制定完善的施工組織方案，采用先進(jìn)的設(shè)備和工藝。瀝青路面質(zhì)量的好壞較大程度上取決于瀝青混合料的拌和、攤鋪和壓實(shí)，所以要對(duì)拌料、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)全程監(jiān)控，對(duì)拌和、攤鋪、壓實(shí)溫度和混合料密度、孔隙率、均勻性、結(jié)構(gòu)層厚度、平整度、壓實(shí)度等重點(diǎn)把關(guān)。在瀝青混合料攤鋪的過程中，應(yīng)該堅(jiān)持均勻性與穩(wěn)定性的原則，確保其碾壓的密實(shí)性。

3.3 強(qiáng)化瀝青路面的科學(xué)養(yǎng)護(hù)

在瀝青道路的養(yǎng)護(hù)工作中，要全面推廣科學(xué)養(yǎng)護(hù)的理念。在如今的大數(shù)據(jù)時(shí)代，公路管理機(jī)構(gòu)要構(gòu)架科學(xué)的道路技術(shù)狀況信息采集系統(tǒng)，借助信息數(shù)據(jù)化技術(shù)，全面收集道路相關(guān)性能參數(shù)，幫助維修與養(yǎng)護(hù)人員可以更好地了解道路運(yùn)行性能狀況。公路養(yǎng)護(hù)人員要加大巡查力度，在雨季要注意及時(shí)排除路面積水，防止內(nèi)澇，最大限度地減少水損壞給路面帶來的危害。

在瀝青道路中，不同路段的路面，其檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計(jì)也應(yīng)該不同，同時(shí)需對(duì)相關(guān)路面病害進(jìn)行更深入的分析與研究。針對(duì)不同程度、不同性質(zhì)的病害提出不同的維修方案。在道路病害維修過程中應(yīng)大力推廣新材料、新技術(shù)，以更有效地處治病害，延長道路壽命。

4 結(jié)語

道路錯(cuò)綜復(fù)雜，其瀝青路面的破壞大大的影響著人們的日常出行，所以必須給予極大的重視，在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)做好科學(xué)選材、合理設(shè)計(jì)、嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，做好公路的養(yǎng)護(hù)管理工作，并積極引進(jìn)、推廣“四新”技術(shù)，就能有效的減少瀝青路面病害，延長道路使用壽命，降低道路運(yùn)營成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]職波，寶陸爾.道路瀝青路面早期損壞的成因分析與預(yù)防措施[J].建筑·建材·裝飾，2015（04）：139，143.