沥青混凝土路面早期破坏的原因及预防措施

　　[摘要]但是随着国民经济快速、协调发展，交通量的不断增长，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验。很多公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的公路甚至通车当年即发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。
　　[关键词]沥青路面；早期破坏；原因分析；预防措施
　　1、公路沥青路面病害
　　我国公路沥青路面如果通车1～3年内就发生严重病害和较大面积损坏，可视为早期破坏。公路沥青路面发生的早期破坏可归纳为以下几种类型：
　　水损坏：随着时间的推移，特别是长期下雨后，路面的颜色愈来愈黑，并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起，轮迹处继续沉陷，再发展，靠近轮迹的隆起部分破损，很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的，沥青膜已剥落殆尽，这是典型的水损害现象。
　　裂缝：裂缝是路面早期破损最常见的病害之一，它的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化，导致路面承载能力下降，加速路面破坏。裂缝包括横向裂缝和纵向裂缝。横向裂缝是沥青路面最常见的裂缝之一，其方向垂直于道路中心线，裂缝间隔不等且数量逐年增加。纵向裂缝基本上平行于道路中心线，一般发生在距路边缘3～5m的车道内，裂缝形状有两种，一种是直线形，另一种是纵向弧形且两端向路堤边缘延伸。
　　龟裂：龟裂又称网裂，是在路面局部区域内，龟纹状的交错裂缝，龟裂常常伴有沉陷和唧浆现象。一般认为，龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳损坏，是结构强度不足的体现。其初期阶段表现为相互交错的裂缝，继而发展为锐角多边形裂块。
　　车辙：车辙变形是在行车荷载重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽，表面为沿行车带出现横向高差，也常伴有以纵向为主的裂缝。
　　推移：推移是沥青路面材料沿行车方向发生剪切或拉裂破坏而出现推挤和拥起的现象。
　　坑槽：坑槽是指路面材料散失后形成的各类凹坑，它是龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。
　　沉陷：沉陷是路面在车轮荷载作用下，其表面产生的较大凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象。它的变形极大地降低了路面平整度和道路服务水平。
　　剥落：剥落是指集料与沥青之间的黏附性不足，在行车荷载作用下，集料从路面脱落，使路面形成麻面的现象。剥落进而可能发展成为坑槽、松散等病害。
　　泛油：泛油是指沥青面层中的自由沥青受热膨胀，直至沥青混凝土空隙无法容纳，溢到路表的现象。
　　泛油可造成路表构造深度逐渐减小，抗滑性能降低，从而影响行车安全。
　　从调查结果分析，目前我国公路沥青路面的早期破坏主要表现为裂缝、车辙、沉陷、泛油等，由于恶劣天气原因以及超载原因水损坏和松散也时有发生。
　　2、我国公路沥青路面发生早期破坏的原因分析
　　公路沥青路面直接与大气接触，除承受交通荷载外还受自然因素的影响，在运营期间出现早期损坏现象，致使表面服务性能降低，影响正常运营。总结分析原因，可归纳为：
　　2.1路面结构设计
　　我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一，而且级配范围较宽，如AC、AK结构都具有很强的优缺点：AC结构具有良好的密水性，但表面较细，抗滑指标难以保证，而且矿料组成中往往是粗骨料悬浮于细集料之中，在行车荷载作用下，容易出现材料重分配，因此容易出现车辙现象；AK结构具有很好的骨架，抗车辙能力强，粗糙的表面满足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水严重，这是造成近几年水损坏普遍产生的主要原因之一。根据调查，现场铺筑的沥青混凝土空隙率在8%～13%时，沥青混合料产生水损坏的可能性最大。在我国现行规范中II型沥青混凝土混合料的空隙率为4%～10%，与之比较接近，而且施工中压实度要求95%，容易造成水损坏。这是因为雨天之后，沥青路面在饱水状态下承受重载车辆冲击与动水压力的反复作用，沥青膜与矿料渐渐剥离，形成松散的凹坑，若不及时予以修补，极易发展扩大成坑槽，造成更大的损坏。这在南方雨水较多的地方尤其严重。另外，设计规范中的设计车辆荷载与实际车辆荷载不相符，按照规范进行设计的沥青混凝土路面难以承受当前交通运输重车多、超载严重的交通状况。我国公路建设现仍处在一个快速发展时期，对公路许多方面认识也在逐步加深，一些标准和规范仍停留在多年前的水平就不能满足发展的需要，加上外界因素的影响，甚至出现了所谓“合理的病害”。针对规范滞后于当前公路建设及运输市场的实际情况，为防止公路沥青路面出现早期破坏现象，各省都在路面结构方面进行研究，但现行相关规范的修改跟不上迅速发展的公路建设需要，不符合其应有的严肃地位。
　　2.2外界因素的影响
　　(1)随着我国经济的迅速发展，公路的货车量增长非常快，某些部门从自身利益出发，超载严重，甚至达到了令人无法想像的程度。超载严重是造成早期破坏的主要原因之一；
　　(2)高温因素：这是造成公路出现车辙和泛油的主要原因；
　　(3)人为因素：交通事故及车辆漏油等也会引起路面破坏。
　　3、防止公路沥青路面发生早期破坏的对策
　　(1)提高设计技术
　　设计合理的沥青混合料。尽量减小材料的空隙率，减小了空隙率意味着减小了路面的透水性，提高了路面强度和耐久性，也减小了雨水进入路面并滞留其中的可能性，从而就减少沥青在路面中迁移的可能性。从当前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配沥青混凝土(如AC-16I、AC-25I)的高温抗永久性变形能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能。SMA路面的广泛应用是最好的例证。科学的选用混合料的最大粒径，增强材料的均匀性，则可以减少混合料从拌和到摊铺整个过程中的离析。设计合理的路面结构组合，不同的路面结构组合使得路面不同结构层的受力大小不同。对于一定的交通而言，尤其是交通比较繁重时，确保沥青层满足一定的厚度要求是必要的，否则沥青层很难与下面的基层形成一个整体而长期共同发挥作用，难以保证路面的长期使用性能。半刚性基层的使用，大大增强了路面结构的整体抗变形能力，结构层底面的弯拉应力在很大程度上也变得微不足道。
　　(2)提高施工质量
　　在施工过程严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率。设法加强沥青面层间黏结力也是有效防治水破坏的措施之一。加强路面基层施工质量，提高基层平整度也可以有效防治病害的产生。
　　(3)加强养护管理，提高养护管理水平
　　经验表明，科学有效的养护不但保证了公路沥青路面的服务性能，也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。
　　结语：由于目前我国大部分公路采用沥青混凝土路面，所以对其进行病害分析有很大的意义，可以预防早期路面破坏，提高路面的正常使用年限，这对提高国民经济的发展有很大的帮助。早期破损已成为沥青路面的主要危害之一，各级公路管理部门都应引起足够的重视，并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工，有针对性采取一系列预防和改善措施。同时，必须建立健全的质量保证体系，从管理部门、设计部门到施工部门，层层重视、层层控制、层层落实。只有这样，才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生，使我省公路建设质量全面提高，更上新台阶。
　　参考文献：
　　1. 张雁;西北地区高速公路养护对策的研究[D];南京林业大学;2006年
　　2. 张绍阳;基于Petri网的公路施工进度计划及资源优化研究[D];长安大学;2006年
　　3. 彭军龙;高速公路建设项目综合定量后评价研究[D];中南大学;2006年