2015年公路造價師理論與法規(guī):瀝青路面破損

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　　瀝青路面早期破損成因

　　瀝青路面具有表面平整、堅實(shí)、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(diǎn)，在公路與城市道路修建中已廣泛應(yīng)用。雖然瀝青路面設(shè)計是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計，但瀝青路面仍然存在設(shè)計年限內(nèi)發(fā)生的早期破損現(xiàn)象。

　　瀝青路面的早期破損是指，在設(shè)計壽命期前1/4～1/3期間內(nèi)，瀝青路面所發(fā)生如開裂、松散、變形及泛油、翻漿等各種形式的路面破損。瀝青路面的早期破損既影響交通運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)行，又造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　瀝青路面早期破壞的成因比較復(fù)雜，涉及設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等方面。本文從工程施工的角度，主要討論施工及原材料方面的原因，以及根據(jù)成因應(yīng)采取的預(yù)防及改善措施。

　　一、施工方面的原因

　　(一)地基沉降。公路建設(shè)中，不可避免地有部分路段要穿過水田、沼澤、淤泥地段等軟土地基，路基修筑在軟土地基上時，對軟基的處理不徹底，或軟基地段處理后沒有沉降穩(wěn)定就進(jìn)行修筑瀝青路面，往往就會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，從而導(dǎo)致瀝青路面破壞或不能正常使用。

　　(二)路基壓實(shí)不足。路基壓實(shí)是路基施工過程中的重要工序，亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)的技術(shù)措施之一。土是三相體，土粒為骨架，顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù)。壓實(shí)的目的在于使土粒重新組合，彼此擠緊，孔隙縮小，土的密度提高，形成密實(shí)整體，最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性提高。由于路基壓實(shí)度不足，出現(xiàn)不均勻沉陷，則會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫(局部路段壓實(shí)不足)。在所通車的各級公路中，“橋頭跳車”是一個普遍存在的質(zhì)量通病，就主要是由于橋臺與路基銜接處壓路機(jī)碾壓不到位，造成局部路段路基壓實(shí)度不足而出現(xiàn)路面坑洞、橫裂，從而出現(xiàn)橋頭沉陷、跳車等現(xiàn)象。

　　(三)路面基層施工質(zhì)量低劣。由于搶工期、趕進(jìn)度、造成料源緊缺，原材料質(zhì)量難以保證，半剛性基層沒有合理的齡期，或基層施工粗糙，使得基層(底基層)質(zhì)量低劣，造成基層網(wǎng)狀開裂破壞，若反射到面層，即為面層出現(xiàn)網(wǎng)狀開裂。水從裂縫處下滲到路基中，在行車荷載作用下會出現(xiàn)唧泥，造成瀝青面層的早期破損。

　　(四)瀝青面層本身的破壞。這是造成瀝青面層早期破損的主要原因，根據(jù)影響因素又分以下幾種情況

　　1.由于水產(chǎn)生的破壞。由瀝青面層本身的原因引起的路面早期破壞有：瀝青面層松散、坑洞、泛油等。瀝青面層破壞的一個很重要的原因是水。瀝青面層中水的來源有地面降水和路基中擠上來的水，或者大氣降水滲到瀝青面層中而排不出去，這樣在汽車荷載及溫度變化的作用下，瀝青面層容易產(chǎn)生破壞。同時由于施工時壓實(shí)度達(dá)不到要求，使瀝青混合料空隙率過大，瀝青面層中的水無法排出，瀝青混合料在飽水后石料與瀝青粘附力降低，易發(fā)生剝落、松散、從而降低瀝青路面的抗剪強(qiáng)度。

　　2.由于瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多，細(xì)集料偏少，則不易壓實(shí)，礦料與瀝青的粘結(jié)力小，抗剪強(qiáng)度低，容易出現(xiàn)松散。局部細(xì)集料偏多，粗集料偏少，熱穩(wěn)定性差，則容易出現(xiàn)車轍、擁包等破壞。

　　而在施工中運(yùn)輸和攤鋪過程都很容易造成粗細(xì)顆粒離析。熱拌瀝青混合料特別是粗粒式瀝青混合料，從拌和機(jī)向運(yùn)料汽車上放料時，由于落高大，易出現(xiàn)瀝青混合料離析。瀝青混合料從運(yùn)料車上倒入攤鋪機(jī)受料斗時，還可能會再次出現(xiàn)離析。

　　3.瀝青混凝土鋪裝層偏薄。在水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土鋪裝層時，有的設(shè)計橋面鋪裝層厚度偏薄，有的厚度小于5cm;加上其層間不按規(guī)定均勻?yàn)⒉颊硨佑?，使得汽車高速行駛時，輪胎后產(chǎn)生真空吸力，在行車荷載作用下，容易出現(xiàn)坑洞。

　　4.瀝青被油溶解。在施工過程中由于施工機(jī)械在路面上停留而漏油，會造成瀝青被柴油溶解，使瀝青與礦料之間粘結(jié)力降低，使路面產(chǎn)生剝離、松散、出現(xiàn)坑洞。

　　5.瀝青面層的壓實(shí)度偏低。瀝青面層的壓實(shí)度對瀝青路面的耐久性影響非常重要，壓實(shí)度的大小直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。有些單位在施工時對壓實(shí)度的重要性認(rèn)識不足，片面追求平整度，而放松了對壓實(shí)度的控制。通車后平整度迅速衰減，面層變形明顯。應(yīng)該明確，平整度固然重要，但壓實(shí)度更重要，必須在確保壓實(shí)度的前提下來提高平整度。

　　二、原材料原因

　　(一)所使用的瀝青性能不過關(guān)。瀝青路面鋪筑所使用的瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的符合材料。要求瀝青材料具有優(yōu)良的粘結(jié)力、抗老化性能、高低溫穩(wěn)定性能。另外，隨著國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，公路運(yùn)輸超、重載現(xiàn)象嚴(yán)重，對瀝青材料的性能提出更高的要求。瀝青材料性能不過關(guān)是瀝青路面早期破損的主要原因之一，普通瀝青已不能完全適應(yīng)形勢發(fā)展的需要，目前修建的高等級公路及城市道路的瀝青路面已開始使用改性瀝青。

　　(二)碎石的壓碎值、磨耗值不符合要求，或使用酸性礦料，造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低，引起瀝青路面早期的剝落。

　　(三)礦粉(填料)的細(xì)度對瀝青混合料質(zhì)量至關(guān)重要，瀝青與礦粉的交互作用影響瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度。礦粉粒度小，比表面積大，其比表面積約占礦料比表面積的80%，當(dāng)?shù)V粉較目標(biāo)配合比時的礦粉平均粒徑增大一倍時，則礦粉比表面積是原比表面積的1/4。這樣，就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面交互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青，而形成了較多的自由瀝青，降低了瀝青與礦料之間的粘結(jié)力，在行車荷載的作用下形成泛油，因此控制礦粉的質(zhì)量十分重要。而目前，礦粉的質(zhì)量很不穩(wěn)定，往往粗細(xì)不均勻，甚至潮濕結(jié)團(tuán);或由于礦粉運(yùn)至工地后，防雨防潮措施不良，造成礦粉潮濕、結(jié)團(tuán)。而在拌和機(jī)內(nèi)，礦粉是不加熱的，造成瀝青與礦粉拌和不均勻，影響瀝青混合料質(zhì)量。