高速公路瀝青路面早期病害的成因分析

　　前言

　　瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便，且適宜于分期修建等優(yōu)點，因此得到了廣泛的應(yīng)用。盡管目前瀝青路面設(shè)計方法是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計方法，瀝青路面仍然存在著設(shè)計年限內(nèi)由于各種原因而發(fā)生的早期破壞。高速公路瀝青路面早期破損是指高速公路瀝青路面在通車后1 -3 年內(nèi)，呈現(xiàn)出開裂、泛油、剝落、車轍等早期破損，或者在通車當(dāng)年即發(fā)生病害，正常維修期大大提前，公路行使質(zhì)量降低，直接影響車輛運行。雖然造成瀝青路面病害的因素很多，但綜合起來主要有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計問題、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制、投入運營后超載車輛及養(yǎng)護(hù)管理不嚴(yán)等幾個方面。

　　1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

　　瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇是個很關(guān)鍵的問題，根據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級配混合料，盡量采用小粒徑瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲入。(注：水在路面中表現(xiàn)形式：空隙水、層間水、深層滲水。水對路面的損害：

　　a.高溫動水壓力對瀝青有剝離作用造成路面松散;

　　b.層間水使瀝青路面各層分開改變路面的受力狀況，路面在動荷載的作用下彎拉應(yīng)力成幾何級數(shù)的增加;

　　c.水的沖刷破壞路面材料結(jié)構(gòu);

　　d.滲水是路基不均勻沉降的主要原因。)

　　瀝青混合料配合比設(shè)計也是關(guān)鍵問題，現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中可供設(shè)計者選擇的路面結(jié)構(gòu)單一，而且調(diào)配范圍過寬，如AC、AK結(jié)構(gòu)都具有很強(qiáng)的優(yōu)缺點：AC結(jié)構(gòu)具有良好的隔水性，但表面較細(xì)，抗滑指標(biāo)難以保證，而且礦料組成中往往是粗骨料浮于細(xì)集料之中，在行車荷載作用下，容易出現(xiàn)材料重新分配，因此易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象;AK結(jié)構(gòu)是有很好的骨架，抗車轍能力強(qiáng)，粗糙的表面滿足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水嚴(yán)重，極易產(chǎn)生水損壞。另一方面由于國家現(xiàn)狀所致，公路建設(shè)工期較短加上標(biāo)價偏低，碎石料場不規(guī)范，大多地材都由個體承擔(dān)，料場分散，設(shè)備落后，材料的均質(zhì)性，穩(wěn)定性均有較大的差別，盡管我 們 重視“目標(biāo)配合比設(shè)計”與“生產(chǎn)配合比設(shè)計”的相符性，但是在實際生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)配合比與實驗室配合比出入較大。這些因素都會影響集料的吸水性，更嚴(yán)重的會影響集料與瀝青的瀚附能力，使生產(chǎn)的混合料質(zhì)量大打折扣，不能有效滿足生產(chǎn)要求，這是導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見病害的原因之一。

　　2現(xiàn)場施工質(zhì)量控制問題

　　路面施工過程是其質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直接面層質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身的施工、基礎(chǔ)施工及相關(guān)聯(lián)接層施工。

　　(1)對原材料、配合比、及攤鋪溫度等質(zhì)量檢驗不嚴(yán)。

　　對瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)，使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等;施工機(jī)械設(shè)備陳舊、不配套，使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實度、平整度等受到很大影響;瀝青混合料拌合溫度的控制，從規(guī)范角度控制比較嚴(yán)格對石油瀝青拌合出廠溫度要求在120～165℃，而實際上有些施工單位在拌合溫度控制方面不是那么嚴(yán)格，時高時低很不穩(wěn)定，有的瀝青砼拉到工地量測將近180℃，而有時不足110℃，溫度過高可能導(dǎo)致瀝青老化、變質(zhì)，沒有粘性使瀝青混合料松散，混合料就壓不實，就會出現(xiàn)推移，發(fā)生微裂。溫度過低，瀝青混合料拌合不勻，影響級配。更有甚者有的地方片面追求平整度，進(jìn)行低溫碾壓，降低壓實度標(biāo)準(zhǔn)，容易造成空隙率增大，壓實度不足，從而影響平整度。此外落后的攤鋪機(jī)對路面影響也較大，縱橫接縫處理問題也較多，特別是碾壓受到限制，不容易控制在規(guī)范要求的碾壓溫度內(nèi)完成全部碾壓工序，瀝青混合料壓實度難以達(dá)到。

　　(2)施工過程中的路面污染。

　　當(dāng)前許多公路投標(biāo)項目劃分太細(xì)，路基撟涵、路面、工程都嚴(yán)重平整度，在同一路段上施工單位較多，加上工期較緊，平行作業(yè)，相互影響，如在高速公路中瀝青混合料攤鋪底面層中面層時，路基施工單位要刷邊坡，挖邊溝，其他路段的車輛也通行，導(dǎo)致路面污染嚴(yán)重，從而使路面上層鋪設(shè)，層與層之間的粘結(jié)受到影響，特別是當(dāng)瀝青面層較薄時，在車輛高速行駛荷載作用下，瀝青路面產(chǎn)生脫落，推擁、扭曲裂縫，我們經(jīng)常見的橋面鋪裝被拉開、拉裂就是這方面原因所致。此外，路面鋪設(shè)完后其他作業(yè)工序的機(jī)械，包括交通工程，中央分隔帶，路基填土，有些機(jī)械在上面停留漏柴油使路面污染，嚴(yán)重的地方，造成路面局部松散、剝落。

　　(3)基層施工。

　　基層是承擔(dān)面層傳遞的車輛荷載的主要承重層，基層的強(qiáng)度及穩(wěn)定直接關(guān)系面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?；鶎邮┕さ闹饕夯鶎?、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前，若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈，在雨水作用下，浮層細(xì)料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿，進(jìn)而波及到瀝青面層表面;基層松鋪系數(shù)(或基層標(biāo)高)控制不嚴(yán)而導(dǎo)致的二次補加層，因二次補加層與下層基層無法緊密連接，自身厚度又較小，因而極易松散，進(jìn)而引起瀝青層的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞;部分基層壓實度不足的問題，在最大干密度確定的情況下，基層的壓實度與混合料中粗、細(xì)集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān)，當(dāng)粗粒含量很大時，即使壓實度超過100%，并不表示該基層已經(jīng)密實。因此，要適當(dāng)增大碾壓噸位、增加碾壓遍數(shù)，確?；鶎拥揭?guī)定壓實密度。

　　3投入運營后超載車輛及日常養(yǎng)護(hù)管理不嚴(yán)

　　柔性路面國家設(shè)計規(guī)范仍然采用彎沉值控制，使用年限采用累計折合成標(biāo)準(zhǔn)荷載次數(shù)作為控制指標(biāo)，而對重型車，特別是超重型車輛對路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響卻沒有過多過細(xì)的保證，規(guī)范中的折算系數(shù)并沒有考慮路面承載極限能力，一旦超出極限荷載的行駛將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷。促使路面開裂、推擁，甚至局部下陷，導(dǎo)致路面破壞。嚴(yán)格控制超載車輛，公路管理部門應(yīng)該按照《公路法》及交通部《超限運輸車輛行駛公路規(guī)定》的要求對超載車輛進(jìn)行強(qiáng)制卸載。而目前高等級路面上或其它等級的公路上，超重型車輛，特重型車輛隨處可見，因此對瀝青路面的損害是非常大的。

　　建立科學(xué)的路面養(yǎng)護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)對高等級瀝青混凝土路面的長期使用及大中修時間的確定是非常必要的，其主要包括路面強(qiáng)度――彎沉檢測、車轍深度檢測、抗滑性能檢測及路面病害面積占車道面積的百分率調(diào)查。然而目前我國對這方面的檢測還處于起步階段，設(shè)備及應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有跟上目前我國高速公路建設(shè)快速發(fā)展的速度。

　　結(jié)束語

　　總之，瀝青混凝土路面常見病害的產(chǎn)生有多方面的因素，無論設(shè)計方面、還是施工方面、或是路面形成后的使用、養(yǎng)護(hù)和管理等方面都存在一些不足。鑒于目前瀝青路面病害早期化的特點，在優(yōu)化設(shè)計的同時，更為重要的是應(yīng)該加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場施工質(zhì)量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。高速公路的前期養(yǎng)護(hù)非常重要，它能夠減少后期的大中修費用及次數(shù)，并能保證其良好的服務(wù)能力。

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