瀝青砼路面早期病害的誘發(fā)成因及防范對策

李海明

摘要:本文通過對瀝青砼路面在建成通車后的一些常見早期病害進行原因分析,以期獲得引起這類病害存在的實質(zhì)原因,通過對產(chǎn)生原因的準確掌握,來達到制訂預防措施的管理目的。

關健詞：瀝青路面；早期病害；誘發(fā)原因；防范對策

1 早期病害類型及形成原因

坑槽、沉陷、車轍、推移、擁包、裂縫等都是瀝青路面幾種較為常見的病害類型。造成病害的形成原因是多方面的，主要有以下幾種：

1.1 路面結(jié)構(gòu)設計上的問題采用半剛性基層時只用彎沉控制設計，忽略層底彎拉應力是否合理。

1.2 設計時沒有考慮防止反射裂縫問題，路基路面應作為整體進行綜合設計。

1.3 結(jié)構(gòu)層設計厚度太小也是導致路面早期破損的重要原因之一。路面面層受行車水平力和垂直力的綜合作用，在面層結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生剪應力。從力學角度而言，這種綜合作用越大，面層產(chǎn)生的剪應力就越大。對車輛在公路上的不同位置進行受力分析可知，在車輛啟動、制動處，縱坡較大的坡道以及合成坡度較大的彎道內(nèi)側(cè)，路面面層所受車輛的水平力和垂直力的合力較大，較易發(fā)生剪切破壞。同時，據(jù)有關資料分析，剪切應力對路面的破壞一般在路面表層的5-8cm范圍內(nèi)，隨著深度的增加，其破壞影響逐漸消失。

1.4 瀝青材料性能不過關是我省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未來社會的快速發(fā)展，改性瀝青的選用已勢在必行。

1.5 后期南方各省的路面大部分基層均以水泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為主，由于料源有限并且考慮經(jīng)濟、就地取材等，砂礫、碎石等天然材料質(zhì)量較差，使得路面基層質(zhì)量難以保證。從路面材料情況來看，主要問題是骨料的表面特性、形狀、磨耗值、級配不能滿足使用要求，以及礦粉的質(zhì)量難以保證，從而導致瀝青混合料的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力、粘結(jié)力下降，瀝青路面也就極易發(fā)生早期病害。

1.6 施工過程的質(zhì)量問題

1.6.1 對透層油或粘層油的作用認識不夠，造成各結(jié)構(gòu)層間連續(xù)性和粘結(jié)性差，如為降低工程造價攤鋪面層前基層不灑粘層油，或灑布工藝控制不嚴造成計量不準、油膜不均勻、不連續(xù)稠度；基層清掃不凈，殘余浮土、碎石、油污等形成隔離層。

1.6.2 面層鋪筑過程中易出現(xiàn)壓實度不足，造成面層內(nèi)部孔隙率較大，使得瀝青混合料粘結(jié)力、防水性能下降，如碾壓設備不當或碾壓遍數(shù)不夠；拌和廠離施工現(xiàn)場較遠，運距過長，運輸途中瀝青混合料熱量損失較大，運至現(xiàn)場后溫度不能滿足鋪筑要求；為保工程進度低溫施工，或拌和過程中油溫過高致使瀝青老化。

1.7 路面滲水是瀝青混凝土路面面層損壞的一個很重要的原因。由于路面滲水，水分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，瀝青面層產(chǎn)生破壞。

1.8 超載運輸、重載運輸導致路面早期病害的另一主因。因此，路面實際使用壽命與超限運輸之間的定量分析，是一個不可忽視的研究課題。

2 針對早期病害的技術防范措施

瀝青路面早期病害的防護通過以上分析，可看出瀝青混凝土路面早期病害與瀝青混合料、路面設計施工、交通氣候條件的全部或部分有聯(lián)系，而交通氣候條件是客觀存在的，所以瀝青路面早期病害防治應以路面設計、瀝青混合料和施工三個方面考慮。

2.1 合理設計路面結(jié)構(gòu)

2.1.1 盡可能減薄瀝青面層厚度由于以下四方面原因，高速公路路面厚度可酌情減薄，控制在9-12cm之內(nèi)。第一是半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力可由半剛性材料層（基層和底基層）來承擔，無需用增厚面層來提高承載能力。第二是提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層，而是用優(yōu)質(zhì)瀝青。第三是瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫，在正常施工情況下，大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫。第四是一般來說厚的瀝青面層易導致車轍的產(chǎn)生。

2.1.2 加強瀝青路面防水設計

①選用合理的基層和底基層結(jié)構(gòu)。

②嚴格控制瀝青混合料的質(zhì)量。

③瀝青的選取選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)或進口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高基性能指標。

2.2 集料的選用骨料應選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應添加一業(yè)數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確?；旌狭系目箘兟湫阅埽瑫r應盡量降低骨料的含水量。

2.3 在瀝青混合料目標配合比的確定中，瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性與疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性和耐久性是相互矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會降低另一方面性能。混合料配合比設計，實際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優(yōu)化設計，根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件和交通情況做具體分析，盡量互相兼顧。

當然，為提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個途徑：第一是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）。第二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。

2.4 嚴格控制施工質(zhì)量施工質(zhì)量控制不嚴，早期破損必然出現(xiàn)。所以瀝青路面施工必須按全面質(zhì)量管理的要求，建立健全有效的質(zhì)量保證體系，實行目標管理、工序管理，明確責任，對施工全過程，每道工序的質(zhì)量要進行嚴格的檢查、控制、評定，以保證其達到質(zhì)量標準，具體要抓好以下幾方面：

2.4.1 嚴格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量，拌合過程中發(fā)現(xiàn)“糊料”或“離析”等異常情況應立即進行處理；加大馬歇爾試驗頻率，嚴格控制瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值等指標，必要時對混合料進行特殊配合比設計。

2.4.2保證基層頂面粗糙度。改善基層材料級配，增加粗骨料，提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進碾壓方法，避免過振過濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細料進行壓實后找平。對細粒土類的半剛性基層，必要時可以采用頂面栽釘?shù)绒k法加強基層頂面粗糙度。

2.4.3合理灑布透層油、粘層油。在進行各層鋪筑前，必須保持頂面清潔。根據(jù)近年來的施工經(jīng)驗，對于水泥穩(wěn)定類半剛性基層，透層油應以慢裂型乳化瀝青為宜。用瀝青灑布車噴灑時，應保持穩(wěn)定的車速和噴灑量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2立方米/1000平方米的石屑或粗砂，用6T鋼筒式壓路機穩(wěn)壓一遍，將多余的浮料掃走。對舊瀝青路面罩面，必須灑布粘層油粘層油應有較好的粘附性，腳踏有明顯的粘附感，整個面層取芯后不易分離。對于干線公路可以設置I型稀漿封層作為粘結(jié)層，實現(xiàn)層間結(jié)合與防水的雙重作用且不需要封閉交通。

2.2.4 提高面層攤鋪質(zhì)量。在攤鋪混合料時，運距不能過遠，攤鋪溫度應控制在130℃為宜，攤鋪厚度均勻，壓實設備數(shù)量應配套，速度控制在2m/min左右，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過大；一般不能進行補料，尤其是下面層；基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應用人工鏟走。

結(jié)束語:

綜上所述,瀝青路面早期破損的產(chǎn)生原因,貫穿了從設計開始到施工完畢整個過程,不同時期的特定因素,造成了瀝青路面各類破損的出現(xiàn)。因此，制訂行之有效的預防措施，須從不同破損的產(chǎn)生根源上予以分析，才能做到對癥下藥。同時，為確保瀝青路面的設計壽命，延長使用壽命，必須從工程建設的各個時期嚴格把關，才能最大程度降低瀝青破損的發(fā)生頻率。

參考文獻

[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交用出版社，2001.

[2]JTJ0147，公路瀝青路面設計規(guī)范[S].