瀝青路面早期破損的施工原因分析與預(yù)防措施

馮建通

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西太原 030006)

1 概述

瀝青混凝土路面以其平整、行車舒適、結(jié)實(shí)、耐磨、便于施工、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，越來越成為各級公路與城市道路普遍采用的路面結(jié)構(gòu)形式。但受瀝青路面自身特點(diǎn)與客觀環(huán)境條件及施工技術(shù)水平等方面的限制，瀝青路面在交通運(yùn)行中的早期破損現(xiàn)象普遍存在，它不但影響著交通的正常進(jìn)行，也為路面的維修、養(yǎng)護(hù)帶來不少困難，同時也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。從設(shè)計(jì)方面、施工方面到管理和養(yǎng)護(hù)等方面都可能存在造成瀝青路面早期破損的因素，下面我們重點(diǎn)就施工方面的原因作以下分析。

2 瀝青路面早期破損的類型

根據(jù)瀝青路面破損的現(xiàn)象及其形態(tài)，可分為四類：1)裂縫類，如：縱向、橫向裂縫、龜裂、不規(guī)則裂縫;2)松散類，如：麻面、坑槽、啃邊、松散;3)變形類，如：沉陷、波浪、壅包、車轍;4)其他類，如：泛油、磨光、翻漿。

3 施工原因分析

根據(jù)公路構(gòu)造自下而上分為地基、路基、路面基層、路面面層，造成瀝青路面早期破損施工方面的原因也依次進(jìn)行分析。

1)地基沉降。地基的穩(wěn)定嚴(yán)重影響路基、路面基層和瀝青面層的穩(wěn)定。路基施工前，應(yīng)對路基范圍內(nèi)的草皮、樹木、腐殖土進(jìn)行徹底的清理。尤其在軟土地基上修建路基時，必須對地基加以處理，如加固、排水等。如果不加處理或者處理不當(dāng)都會造成路基失穩(wěn)或過量沉陷。

2)路基壓實(shí)不足。路基壓實(shí)是提高路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的重要技術(shù)措施。路基壓實(shí)的目的就是縮小土?？紫?，提高其密度，使土體密實(shí)，進(jìn)而增加土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。路基壓實(shí)度低或者一些部位壓實(shí)不足，由于壓實(shí)后的路基自身穩(wěn)定過程與行車荷載的作用，加上路基中水的作用，容易出現(xiàn)沉降和裂縫，進(jìn)而影響基層和面層，使瀝青路面出現(xiàn)沉陷、坑洞、縱向和橫向裂縫。壓實(shí)不足的路段主要存在于一些特殊部位，如填挖結(jié)合部，新舊路基結(jié)合部，土質(zhì)與石質(zhì)路基結(jié)合部，路基與橋、涵臺背以及壓路機(jī)碾壓不到的角落部位。

3)路面基層施工質(zhì)量差。目前路面基層多采用半剛性基層，以水泥、石灰、粉煤灰等作為結(jié)合料，其強(qiáng)度的形成需要一定的齡期。但在實(shí)際施工中，由于搶進(jìn)度、趕工期，常造成原材料緊缺，進(jìn)場的原材料質(zhì)量難以保證，因而使生產(chǎn)的成品料質(zhì)量低劣造成基層強(qiáng)度難以保證;另一方面路面結(jié)構(gòu)層沒有合理的齡期，在強(qiáng)度未形成時即受到施工機(jī)械設(shè)備擾動。例如，基層鋪筑完成后隨即在上面進(jìn)行面層的施工，重型料車、攤鋪機(jī)來回行駛碾壓、掉頭，必然會破壞基層中水泥水化、硬化已形成的初期強(qiáng)度和基層的整體性，造成基層(底基層)質(zhì)量低劣，強(qiáng)度不足，整體性差，出現(xiàn)斷板、網(wǎng)裂等損害?；鶎映霈F(xiàn)的網(wǎng)裂破壞會反射到面層而使瀝青面層出現(xiàn)反射網(wǎng)裂，面層與基層的穿透性裂縫使得雨水從地表滲入路基，在車輛荷載的反復(fù)作用下出現(xiàn)唧泥、軟彈甚至翻漿的病害。

4)瀝青面層施工問題。

a.壓實(shí)不足造成水對面層的損害。瀝青混凝土路面施工方面引起的路面早期破壞形式有松散、坑洞等。當(dāng)瀝青面層壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時，面層的實(shí)際空隙率遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求的空隙率。空隙增大時，地面降水和路基中擠上來的水，滲入瀝青面層中難以排出。在此情況下，瀝青混合料中的石料與瀝青的粘附力降低，易發(fā)生剝落、松散。在汽車的荷載作用下，瀝青面層很容易產(chǎn)生破壞。冬季，進(jìn)入瀝青面層中的水發(fā)生凍脹作用，當(dāng)氣溫升高后經(jīng)過冰水消融，松散、坑洞等早期破壞就會隨之而來。

b.瀝青面層粒料的離析。面層施工中，瀝青混合料在拌和設(shè)備拌和過程中以及運(yùn)輸、攤鋪過程中都容易造成粗細(xì)顆粒的離析。當(dāng)局部粗集料集中，缺少細(xì)集料時，混合料中孔隙大，不易壓實(shí)。由于缺少細(xì)料，瀝青包裹的粗集料之間粘結(jié)力小，抗剪強(qiáng)度低，壓實(shí)后的面層容易出現(xiàn)松散、麻面;而細(xì)集料集中的部位，由于沒有粗集料的“骨架”支撐作用，熱穩(wěn)定性差，鋪好的路面容易出現(xiàn)車轍、壅包等損壞。瀝青混合料中，填料礦粉是比表面積最大，對瀝青混凝土質(zhì)量影響最大的材料。礦粉粗細(xì)是否均勻，投料是否準(zhǔn)確直接影響瀝青與礦粉表面的交互作用而形成結(jié)構(gòu)瀝青。如果礦粉細(xì)度不夠或者投料不足，容易在混合料中形成較多的自由瀝青，降低瀝青與礦料間的粘結(jié)力，路面在行車荷載的作用下容易形成車轍、泛油和壅包。如果礦粉細(xì)度小或者投放量大，則容易形成花白料，難以壓實(shí)。在運(yùn)輸過程中，從拌和機(jī)向運(yùn)輸車上放料時，由于下落的高度差，容易產(chǎn)生混合料離析?；旌狭蠌倪\(yùn)輸車上倒入攤鋪機(jī)料斗中時，同樣也會產(chǎn)生粒料的離析。

c.瀝青混凝土面層厚度不足。設(shè)計(jì)只有一層或上下兩層瀝青混凝土面層鋪筑時，由于基層標(biāo)高控制不良、平整度差，或者在橋面的瀝青混凝土鋪裝層由于水泥混凝土鋪裝標(biāo)高控制不良，都容易造成瀝青混凝土面層偏薄。另外在施工接縫處的薄層搭接以及出現(xiàn)起伏時人工灑布填補(bǔ)的部分，由于溫度的不同新舊瀝青混合料往往不容易結(jié)合為一體而出現(xiàn)薄層，偏薄的瀝青混凝土在行車荷載作用下容易出現(xiàn)坑洞等破損。

d.聯(lián)結(jié)層施工質(zhì)量問題。為了保證瀝青面層與基層以及瀝青面層之間的良好結(jié)合，在基層與瀝青混凝土間要灑布透層油，在面層之間要灑布粘層油。這兩種聯(lián)結(jié)層施工的質(zhì)量好壞對面層質(zhì)量有較為直接的影響。灑布聯(lián)結(jié)層時對下承層清掃不到位，浮土、活動顆粒以及別的污染物容易在結(jié)構(gòu)層間形成隔離層;灑布量不足時也不能起到聯(lián)結(jié)的作用，影響各層間的良好結(jié)合，尤其是瀝青面層厚度較薄時，在車輛的反復(fù)荷載作用下非常容易造成坑洞和破損。而聯(lián)結(jié)層灑布量過大時，多余的瀝青殘留容易通過上層滲出表面形成泛油，造成波浪與壅包病害。

e.其他問題。施工中施工機(jī)械漏灑油料污染瀝青混凝土面層，或者在交通運(yùn)輸過程中出現(xiàn)油料的灑漏，一些油料如柴油、汽油會溶解掉面層中瀝青，使礦料之間因失去瀝青而粘合力降低，路面會出現(xiàn)剝離、松散、坑洞等損壞。瀝青混合料面層在壓實(shí)過程中還存在過度壓實(shí)的現(xiàn)象，容易致使骨料破損，面層開裂。

4 預(yù)防措施

4.1 地基沉降的預(yù)防

為了保證路基的穩(wěn)定性，路基填筑前必須對地基進(jìn)行處理，清理樹根、雜草、腐殖土與垃圾，嚴(yán)格進(jìn)行壓實(shí)后再填筑路基。如屬軟基，要對軟基進(jìn)行加固處理，使軟土排水固結(jié)，地基沉降逐步減少。由于加固與排水處理需要的時間相對較長，因此可以采用先鋪筑柔性路面結(jié)構(gòu)，如碎石類、砂礫類水穩(wěn)性好的非整體性基層與薄的瀝青面層，等沉降穩(wěn)定后再鋪筑半剛性基層和瀝青路面。

4.2 路基壓實(shí)

路基施工中首先要做好排水系統(tǒng)的設(shè)置，使地下水與地表水及時排出路基以外。路基壓實(shí)需要選擇機(jī)械性能、型號與路基實(shí)際情況相適應(yīng)的壓實(shí)機(jī)械組合，選擇符合要求的填筑材料，控制好土的含水量和壓實(shí)遍數(shù)，按照施工規(guī)范要求的攤鋪厚度分層進(jìn)行壓實(shí)。對于特殊部位進(jìn)行特殊處理，如填挖結(jié)合部、新舊路結(jié)合部挖臺級逐層填筑壓實(shí)。對于臺背填筑，為了使其強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、對地基壓力小，可以選擇整體性好、密度小的材料填筑，如二灰混合料，局部邊角壓路機(jī)無法碾壓處可采用水泥石灰粉煤灰漿灌注。

4.3 基層質(zhì)量控制措施

除做好正常的基層攤鋪質(zhì)量控制外，基層(底基層)施工必須合理安排好上下層施工的順序和進(jìn)度，確保下承層在其初期強(qiáng)度形成前的合理齡期內(nèi)不受上層施工的擾動，做好基層的養(yǎng)護(hù)工作，保證結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度和整體性。對于已經(jīng)出現(xiàn)收縮裂縫的基層，可采用水泥漿灌縫防止地表水的滲入，采用防止反射裂縫的產(chǎn)品如鋪設(shè)玻纖格柵，減少對瀝青面層的影響。

4.4 瀝青面層施工的預(yù)防措施

1)面層施工前，全面清理、清掃基層(下層面層)，按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求均勻?yàn)⒉纪笇雍驼硨佑停刂茋姙⒘?，做到不留空白，不流淌、不形成油膜?/p>

2)嚴(yán)格控制瀝青混合料的原材料尤其是礦粉的質(zhì)量，重點(diǎn)控制好混合料的拌和的瀝青用量、礦粉用量、拌和時間、料溫，保證混合料的均勻性。采取運(yùn)輸車在出料口移動裝料，以減少裝料過程中產(chǎn)生的離析。

3)瀝青攤鋪過程中保證攤鋪機(jī)勻速穩(wěn)定運(yùn)行，盡量減少攤鋪機(jī)在受料過程中的停頓。運(yùn)輸車卸完料后，攤鋪機(jī)料斗兩側(cè)粗集料集中，細(xì)集料少，要及時收起料斗，使離析的料與料斗中更多體積的混合料混合起來，減少料斗中的離析。將攤鋪溫度控制在140℃～160℃，以確保攤鋪厚度的穩(wěn)定。

4)面層壓實(shí)選用適當(dāng)噸位的壓實(shí)機(jī)具組合，在適宜壓實(shí)的溫度范圍內(nèi)遵照緊跟、慢壓的原則，按初壓、復(fù)壓和終壓順序勻速地進(jìn)行壓實(shí)。嚴(yán)格控制壓實(shí)遍數(shù)，避免出現(xiàn)少壓或者過度壓實(shí)。禁止壓路機(jī)突然改變行進(jìn)方向或者進(jìn)行制動且不得在高溫的面層上停留，以防止出現(xiàn)推移、開裂和壅包。良好的壓實(shí)度可以減少水對面層的侵害，防止荷載作用下的多種面層早期破損。

5)施工機(jī)械在面層施工時要做好防油料滴漏工作，以免出現(xiàn)瀝青面層溶解而造成破損。

通過對施工過程各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格控制，可以有效地防治瀝青面層的早期破損。這樣不僅提高了工程的質(zhì)量和行車的安全性、舒適性，同時也節(jié)約了工程成本，節(jié)省了工程費(fèi)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，施工水平的不斷提高，瀝青面層早期破損的問題正在逐步得以解決，瀝青路面也正以其突出的優(yōu)點(diǎn)更廣泛地應(yīng)用于各種道路中。

［1］ 中國公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會，重慶交通學(xué)院，長沙理工大學(xué).公路工程施工項(xiàng)目管理實(shí)務(wù)［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］ 徐光進(jìn).城市瀝青路面破壞的原因及解決措施［J］.山西建筑，2010，36(21)：267-268.