沥青混凝土路面工程病害及防治技术在公路管理中的应用

　　摘要：本文根据作者工程中遇到的实际情况，总结了沥青路面常见的部分早期病害情况，分析了沥青路面病害成因并提出一些预防措施。
　　关键词：沥青路面，早期病害，病害成因，防治技术
　　1、前言
　　在我国公路的建设中，尤其是笔者所在的北方地区，绝大部分公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，适合于各种车辆的通行。但是随着国民经济快速发展，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现象，有的公路甚至当年通车即发生了病害，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。针对此类情况笔者将长期从事公路管理工作中遇到的沥青路面早期病害与成因分析以及建设性预防措施做如下总结。
　　2、公路沥青混凝土路面早期破坏种类
　　公路沥青路面的设计使用寿命为高速、一级公路为15年，二级公路为12年，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类型归纳为：
　　（1）裂缝
　　裂缝路面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份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。其中包括横向裂缝和纵向裂缝两部分。
　　①横向裂缝，横裂缝横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况：沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。
　　②纵裂缝纵向裂缝可分为两种情况：一种情况是由于路基压实度不均匀，路面不均匀沉陷而引起的，如发生在半填半挖处的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车载荷作用下，易形成纵缝。
　　（2）龟裂
　　龟裂又称网裂，通常是由于路面整体强度不足，基层软化，稳定性不良其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝，等原因引起的，沥青路面老化变脆，也会发展成网状裂缝。
　　（3）车辙
　　车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽，表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起；另外，重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。
　　（4）波浪
　　主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用；在纵坡段，由于高温的原因也会出现这种病害。
　　（5）松散
　　松散原因主要是采用的沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺撒不匀，或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。对表处面层还会产生大面积松散、唧泥现象，从而导致沥青面层脱落。在我国早期的高速公路上曾出现，现在主要出现在水损坏严重的路段上。
　　（6）坑槽
　　坑槽主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足，在行车作用下也易产生坑槽。是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果。
　　（7）沉陷
　　沉陷一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。
　　（8）冻胀和翻浆
　　在北方和东北地区挖方或填挖交界的路段，主要是由于路基排水设计不合理，造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。
　　（9）剥落
　　如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，将会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害；施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。
　　（10）泛油
　　沥青混合料中沥青含量过多，空隙率较小，高温稳定性差，是产生泛油的主要原因。从调查结果分析，目前我国高速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抄造车原因水损坏和松散也时有发生，重度类型的损坏由于及时的养护已经很少出现。
　　3、公路沥青混凝土路面发生早期破坏和损坏的原因分析
　　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，致使表面服务性能差，影响正常运营。总结分析的原因可归纳为：
　　（1）外界因素的影响
　　①随着我国经济的迅速发展，公路的货车今天能够量增长非常快，某些运输部门从自身利益出发，超载严重，甚至达到了令人无法想象的程度。超载严重是造成早期破坏的主要原因之一。
　　②气候因素，夏季高温以及冬季骤冷，这是造成高速公路出现车辙和推移的原因。
　　③人为因素，交通事故及车辆漏油交通事故及车辆漏油、千斤顶引起的路面破坏。
　　（2）施工与养护因素的影响
　　①材料选择
　　沥青及砂石料质量的参差不齐以及质量的不稳定性造成了公路施工质量的下降。
　　②施工配合比的影响
　　在实际生产中，往往习惯按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但在实际生产过程中，因为自然条件、环境因素的影响，使生产配合比与实验室配合比出入很大，出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况，其原因就在于骨料的吸水性上。
　　③混合料的铺筑施工
　　摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。片面追求平整度，进行低温碾压，降低压实度标准；压实度不足，使路面渗水，导致早期破坏；过度碾压易造成构造深度偏小，甚至出现泛油病害，影响行车安全。
　　③路基施工缺陷的影响
　　有些公路早期破坏与路基施工质量有关，特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑压实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。
　　③桥梁施工缺陷的影响
　　由于桥梁施工质量控制不足的影响，桥面沥青路面也时常发生早期破坏。由于桥面的变形条件和弹性状态受桥梁的整体刚度和局部刚度控制，与一般路基上路面变形状态不同，未达到设计厚度的沥青面层往往受到剪切破坏。而且一旦有病害发生，便迅速扩展到全桥，很难局部修复。
　　③养护与管理的影响
　　路面早期养护措施不及时、不完善等也是高速公路沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆进入高速公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。
　　4、防止沥青混凝土路面发生早期破坏和损坏的对策
　　根据笔者施工经验，在现有的规范和标准指导下，应该采取下列措施来防止公路沥青路面的早期破坏。
　　（1）根据实际情况确定并严格控制沥青路面设计、施工各项指标，严把质量关，科学合理地安排工期，不搞突击工程。
　　（2）保证现场试验数据的完整和准确，杜绝弄虚作假。特别是沥青材料、砂石料的试验数据，必须做到抽样合理，数据真实保证沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处、结构物两端填土等重点部位的施工重点监控，防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。
　　（3）重视并协调沥青路面的压实度、均匀度、平整度和构造深度等指标，特别处理好平整度与压实度的关系。不能过分追求平整度而牺牲压实度，而是要在保证压实度的基础上追求平整度，否则通车后的路面极易发生水破坏以及松散、车辙等早期病害。
　　（4）重视半刚性基层的养护，防止反射裂缝的出现。
　　（5）交通执法部门与其它行业主管部门联合执法，大力打击超载运输，保证公路的正常使用。
　　（6）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。
　　（7）严格控制沥青混合料的质量
　　①沥青的选取
　　选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高基性能指标。
　　②集料的选用
　　骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一业数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。
　　③混合料级配的确定
　　沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性，路面表面特性和耐久性是两对矛盾，相互制约，照顾了某一方面性能，可能会降低另一方面性能。混合料配合比设计，实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计，根据当地的气候条件和交通情况做具体分析，尽量互相兼顾。
　　（8）严格控制施工质量
　　施工质量控制不严，早期破损必然出现。所以沥青路面施工必须按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，实行目标管理、工序管理，明确责任，对施工全过程，每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到质量标准，具体要抓好以下几方面：
　　①严格控制沥青混合料的拌和质量，拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标，必要时对混合料进行特殊配合比设计。
　　②保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。
　　③合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁。
　　④提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在130℃-150℃为宜，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2m/min左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大；一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。
　　5、结束语
　　路面早期破损已成为沥青混凝土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：
　　沥青路面病害成因及防治措施郭宝玉《黑龙江交通科技》2005