我國高速公路瀝青路面破壞施工原因與對策

謝祥雄 唐 琪 李麗民 彭添柱 羅 成

（湖南科技學(xué)院，湖南 永州425199）

近年來，我國高速公路建設(shè)得到了快速發(fā)展，早期修建的高速公路瀝青路面車轍、開裂等破壞現(xiàn)象比較突出。如108 線廣北段二期工程 (K32＋200～K47＋800 )，于1998 年7 月建成通車，近2 年時間路面出現(xiàn)了較大面積的破壞。瀝青路面破壞有設(shè)計與施工的原因，設(shè)計方面隨著設(shè)計理論的完善，設(shè)計概念的更新，設(shè)計方面正在逐漸解決。但施工方面目前尚存在不少問題，從施工方面分析路面的破壞原因，并提出有效的解決方法，對解決高速公路瀝青路面破壞問題極為重要。

1 我國高速公路瀝青路面破壞施工原因

1.1 開裂。對半剛性基層瀝青路面，由于施工氣溫高，養(yǎng)護(hù)不到位，材料中含有過多的細(xì)集料，使得基層出現(xiàn)干縮裂縫，反射到瀝青面層形成橫向裂縫，如圖1 所示。網(wǎng)裂是混合料的性能差異較大而開裂，最終出現(xiàn)網(wǎng)裂或因路基不均勻變形引起底基層、基層開裂，而后油面開裂形成網(wǎng)裂，如圖2 所示。由于路基施工處理不當(dāng)位，路基出現(xiàn)外移或下沉引發(fā)瀝青路面出現(xiàn)不均勻下沉，出現(xiàn)縱向裂縫，如圖3 所示。

圖1 橫向裂縫

圖2 網(wǎng)裂

圖3 縱向裂縫

圖4 車轍破壞

1.2 車轍。車轍破壞見圖4。施工時瀝青混合料級配出現(xiàn)了變化，瀝青混合料混合不均勻，局部出現(xiàn)離析。混合料裝車方法不當(dāng)，造成粗細(xì)集料局部集中。瀝青混合料施工溫度和時間控制不當(dāng)，瀝青混合料壓實(shí)不足。瀝青混合料油石比施工控制不嚴(yán)格，混合不均勻，造成局部油石比過大。施工中瀝青、集料與礦粉質(zhì)量控制不嚴(yán)格。路基因施工不合理造成下沉，引發(fā)路面沉陷。施工單位只知道平整度的重要性，對壓實(shí)度的重視不夠，造成為追求路面平整度要求而放松對瀝青路面壓實(shí)度的要求，致使路面壓實(shí)度滿足不了規(guī)定要求。施工單位施工管理不到位，施工技術(shù)落后，造成瀝青混合料出現(xiàn)嚴(yán)重離析嚴(yán)重影響路面的均勻性，壓實(shí)穩(wěn)定得不到控制，使得路面空隙率部分地方過小，部分地方過大。以135℃時的空隙率為準(zhǔn)，則在93.3℃壓實(shí)下的空隙率為135℃壓實(shí)下的空隙率的2.4 倍，而79.4℃壓實(shí)下的空隙率為135℃壓實(shí)下的空隙率的4 倍。另外，瀝青路面施工時，路面壓實(shí)度檢測過程中，一些單位有意提高壓實(shí)度檢測結(jié)果，造成路面實(shí)際壓實(shí)度偏小。瀝青路面建成后，在車輛荷載作用下會繼續(xù)被壓密，出現(xiàn)路面車轍。

1.3 松散與坑槽。松散與坑槽破壞如圖5 和圖6 所示。施工時，未按設(shè)計要求選用瀝青和集料，瀝青混合料拌合時間不夠造成瀝青混合料拌合不均勻；瀝青混合料拌合溫度控制不嚴(yán)格，過高的溫度造成瀝青老化嚴(yán)重，瀝青變脆；瀝青用量不足等使得瀝青與集料的裹覆不夠，粘聚力差。路面使用過程中，水進(jìn)入路面厚，造成瀝青從集料表面脫落。施工中瀝青拌合不均勻，部分地方瀝青混合料粗集料集中，造成施工壓實(shí)差，局部路面的空隙率大。這些造成瀝青路面先出現(xiàn)松散現(xiàn)象，然后在車輛動載和水的共同作用下，局部產(chǎn)生坑槽。

圖5 坑槽

2 我國高速公路瀝青路面破壞施工對策

2.1 目前對于瀝青混合料水損壞控制指標(biāo)在路面施工技術(shù)規(guī)范里面規(guī)定欠準(zhǔn)確，凍融劈裂試驗殘留強(qiáng)度比不低于70%，浸水馬歇爾穩(wěn)定度不低于80%，粘附性等級超過4 級，這些指標(biāo)在瀝青路面施工中不能很好地起到控制路面因水損壞造成的松散、坑槽問題。施工中通過空隙率控制瀝青路面壓實(shí)度，一般要求現(xiàn)場空隙率標(biāo)準(zhǔn)：表面層≤6%，中面層或底面層≤7%，由于施工單位為了追求路面平整度，往往會造成實(shí)際空隙率超過容許值，使得水容易進(jìn)入，在車輛動水壓力作用下引發(fā)瀝青從集料上剝落，使瀝青路面出現(xiàn)松散與坑槽，后期瀝青路面的再壓實(shí)引發(fā)瀝青路面產(chǎn)生壓密型車轍。

2.2 施工中應(yīng)嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，保證各種材料滿足現(xiàn)有規(guī)范要求，并盡量吸收國外材料選用技術(shù)的新成果。施工中應(yīng)根據(jù)瀝青路面所處的氣候條件和路用性能要求，綜合選擇瀝青，保證瀝青有足夠的抗裂性能、抗高溫性能，減少施工過程中造成的瀝青老化，以減少開裂與車轍破壞的發(fā)生。集料應(yīng)保證其形狀、強(qiáng)度和表面粗糙度等滿足規(guī)定要求，應(yīng)保證級配在施工配合比規(guī)定范圍之內(nèi)，防止施工過程中集料的壓碎而引起級配發(fā)生改變，根據(jù)需要合理添加外加劑，如抗剝落劑等，骨料的含水量盡量降低等。防止因施工中集料不合格、級配變化而引發(fā)瀝青路面的車轍，松散等破壞。

2.3 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。瀝青路面施工應(yīng)制定詳細(xì)的施工方案和施工組織，有完善的質(zhì)量控制體系。施工中應(yīng)成立質(zhì)量控制小組，明確質(zhì)量目標(biāo)，管理責(zé)任與質(zhì)量控制流程。對施工材料應(yīng)有完整的控制體系，通過及時的試驗檢測和施工檢測對材料質(zhì)量進(jìn)行控制。對施工機(jī)械應(yīng)有詳細(xì)施工操作指南，保證施工機(jī)械滿足瀝青路面施工需要。通過試驗路，對施工工序、施工方法進(jìn)行檢查，保證施工工序與方法的有效性。瀝青路面的每道工序都應(yīng)保證瀝青混合料不發(fā)生離析，溫度在施工規(guī)定的容許范圍內(nèi)。可以采用新的施工機(jī)械，如再拌轉(zhuǎn)運(yùn)車等，盡快避免瀝青混合料出現(xiàn)離析。瀝青路面施工中應(yīng)保證混合料的均勻性，保證空隙率、壓實(shí)度等指標(biāo)在施工規(guī)定的容許范圍，避免因追求瀝青路面的平整度而損失路面的壓實(shí)度。路面施工中應(yīng)采取設(shè)置格柵等措施防止路面出現(xiàn)反射裂縫，重視施工縫等設(shè)置，確保瀝青路面施工質(zhì)量檢測滿足相關(guān)要求，加強(qiáng)路面的養(yǎng)護(hù)。控制好瀝青路面的施工每道工序的質(zhì)量，防止路面出現(xiàn)開裂、車轍、松散與坑槽等破壞。

3 結(jié)論

我國的高速公路瀝青路面過早出現(xiàn)車轍、開裂等破壞，既影響公路的交通運(yùn)輸，又造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，各級公路建設(shè)、管理部門都應(yīng)引起足夠的重視。目前我國高速公路瀝青路面的破壞與路面施工中材料、施工方法、施工機(jī)械、施工養(yǎng)護(hù)等各個環(huán)節(jié)有很大的關(guān)系。應(yīng)根據(jù)瀝青路面的主要破壞的施工原因，在施工中采取相應(yīng)的防治措施，才能減少路面過早破壞的發(fā)生，保證瀝青路面的耐久性和經(jīng)濟(jì)性。