瀝青路面常見病害的影響及成因分析

摘 要：我國基礎設施建設不斷發(fā)展，公路的通車里程持續(xù)增長，公路的養(yǎng)護工作將成為交通運輸行業(yè)日后的焦點。瀝青路面的病害影響了公路的營運，降低了其服務水平。因此，本文首先分析了瀝青路面的使用性能，歸納總結了各種常見病害類型，從化學組成、力學特點和功能要求等方面分析其成因，對瀝青路面的養(yǎng)護具有重要的意義。

關鍵詞：瀝青路面；使用性能；病害；成因

1 前言

自上世紀80年代以來，我國基礎建設開始起步，公路建設一直是我國基礎設施建設的焦點。截至2016年底，我國公路總里程超過400萬公里，高速公路總里程超過13萬公里，我國路網規(guī)模日趨完善，面臨著建設為主向著建設與養(yǎng)護并重的重大轉變。近年來許多公路建成后，受車輛大型化、超載嚴重、交通量迅速增長、行駛渠道化等影響，瀝青路面的病害問題突出，使得公路養(yǎng)護工作受到人們的日益關注。因此，分析瀝青路面病害的成因，歸納出典型的病害對提高公路養(yǎng)護水平、保證公路的運營質量提高其服務水平和使用壽命都具有重要的意義。

2 瀝青路面的使用性能

瀝青路面使用性能的概念最早是在 20世紀60年代初期提出來的，隨著高速公路里程增長和對其服務水平要求的提高，人們對路面使用性能研究也更加深入，對路面使用性能也有了更高的要求。為了保障行車的舒適性及服務的穩(wěn)定性和耐久性，瀝青路面必須保證以下這幾種基本性能。

2.1 高溫穩(wěn)定性

高溫穩(wěn)定性就是指瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力。夏季，溫度的升高會引起車轍和波浪等病害產生。由于瀝青路面的強度和剛度隨溫度的升高而降低，為了保證瀝青路面在高溫下能夠承受荷載的作用而保證結構和性能的穩(wěn)定，不產生影響其使用性能的永久變形，就必須保證其高溫穩(wěn)定性。

2.2 低溫抗裂性

低溫抗裂性指瀝青路面抵抗低溫收縮裂縫的能力。低溫裂縫不僅存在于北方凍土區(qū)，而且存在于南方非凍土區(qū)，我國的瀝青路面大多鋪筑在收縮性較大的半剛性地基上，路面低溫裂縫問題嚴重。由于瀝青路面隨溫度下降，勁度增大，變膨能力降低。在外界荷載作用下，一部分應力來不及松弛，應力逐漸累積，這些累積的超過材料抗拉強度時即發(fā)生低溫開裂，從而導致路面的破壞，所以瀝青路面在低溫時應具有較低的勁度和較大的抗變形能力來滿足低溫抗裂性能。

2.3 水穩(wěn)定性

水穩(wěn)定性就是瀝青路面抵抗水影響的能力。水的存在降低了瀝青的粘結力和其與集料之間的粘結作用，加速了瀝青膜的破壞，導致瀝青路面產生剝離、坑槽、松散、掉粒等病害，降低了瀝青路面的耐久性。

2.4 抗疲勞性

瀝青路面在反復荷載作用下抵抗破壞的能力就是抗疲勞性。在車輪荷載的反復作用下長期處于應力變換的狀態(tài)下，瀝青路面容易產生疲勞破壞，路面所能承受的強度逐漸降低。當荷載的重復作用超過一定次數以后，荷載所產生的應力就會超過瀝青路面材料本身的抗力，這時就會產生疲勞開裂。

3 瀝青路面常見病害及成因

在公路的營運過程中，隨著使用年限的增長和交通量的變化，各種病害不斷出現，不僅影響行車體驗、降低道路的服務水平，還會降低道路的使用壽命。氣象條件、交通狀況、排水設施、施工水平和養(yǎng)護水平等因素都會影響病害的產生和發(fā)展，因此對常見病害進行分類歸納分析不同類型病害的成因對于路面的養(yǎng)護治理具有重要意義。

3.1 裂縫

裂縫是瀝青路面最常見的病害之一，按其表現形式及開裂程度可分為橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫和不規(guī)則裂縫。橫向裂縫方向幾乎與路面中心線垂直，施工質量差、偷工減料、車輛超載等都是產生橫向裂縫的原因?？v向裂縫大致平行車輛行駛的方向，它的產生主要有以下兩個方面：路面壓實不均勻導致地基承載力不足、地面不均勻沉降，常見于舊路基拓寬地段；分幅攤鋪銜接部位施工質量不到位。橫向裂縫和縱向裂縫交錯就構成了網狀裂縫，路基壓實度不達標、行車荷載反復作用所帶來的疲勞損傷都是產生網狀裂縫的原因。半剛性基層在降水的條件下不能及時排水含水量增大，影響了地基的穩(wěn)定性，降低道路承載能力，在荷載的作用會產生不規(guī)則裂縫。

3.2 車轍

車轍是指輪跡帶上出現的狹長形凹槽。車轍變形主要有兩方面原因：瀝青混凝土的抗塑性變形能力和高溫穩(wěn)定性差；渠化交通與荷載作用次數的增加。根據成因可大致將其分為失穩(wěn)性車轍、結構性車轍和磨損性車轍三類。

失穩(wěn)性車轍，高溫穩(wěn)定性不足及車輛超載導致路面承載力小于荷載，使流動性變形不斷累積形成失穩(wěn)性車轍。這種車轍在車輪作用的部位下凹，車輪作用較少的兩側向上隆。結構性車轍，由于荷載的作用，發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內的各結構層的永久變形。這種車轍寬度較大，兩側沒有隆起現象，橫斷面成凹字形。磨損性車轍是由于自然環(huán)境和車輪的碾壓二者共同作用下產生的。

3.3 水損害

瀝青路面竣工通車后，在大量降水的條件下，受到水的侵蝕產生的大面積破壞就是水損害。在車輛荷載和溫度導致體積變化的共同影響下，水分逐漸侵入瀝青內部，加速了骨料之間瀝青膜的脫落，逐漸累積導致瀝青混合料直接粘結力降低引發(fā)路面破壞。瀝青路面產生水損害的原因主要有以下方面：瀝青混凝土級配不合理，瀝青混合料攪拌不均勻，路面壓實不到位；路面排水設施設計及設置不合理，導致雨水淤積不能及時排出；路基處理不到位，導致路基不密實，地表水侵入路面。

3.4 坑槽

瀝青路面的骨料剝離后形成的點式凹狀結構就是坑槽。面層材料組合不當或施工時混合料加溫過高，使瀝青含量老化粘結力不足，混合料中的骨料因粘結不足而松散，裂縫在外部荷載的作用下進一步發(fā)展，松動碎塊隨著車輪碾壓和環(huán)境變化而脫離，便會形成坑槽。

3.5 泛油

泛油是指過量的瀝青在高溫環(huán)境下受熱膨脹，從瀝青混凝土內部溢出到路面表面的現象。泛油現象通常的出現不僅引起面層中下部位瀝青遷移空襲率增大，會影響瀝青路面的使用壽命，而且會導致雨天路面濕滑阻礙車輛的正常出行。引起泛油的主要原因有兩方面：一、瀝青混合料的配合比過大，瀝青用量過多，在溫度的作用下膨脹填滿空隙之后從表面溢出；二、瀝青的設計空襲率和殘余空隙率過小，瀝青混凝土的空隙無法滿足瀝青的體積變形要求。泛油病害產生的內因是設計或施工導致的配合比和空隙率不當，外因是溫度過高引起瀝青膨脹。

4 結語

路面養(yǎng)護工作是今后公路工程的另一重點，我們應該從根本上轉變重視建設輕視養(yǎng)護的思想。解決瀝青路面的病害問題是養(yǎng)護工作的首要任務，這些病害的處理直接影響了道路的服務水平和使用壽命。我們需要深入分析瀝青路面病害的影響，探究其形成的原因，充分認識典型病害的產生機理，才能幫助我們更好的進行養(yǎng)護。因此，掌握瀝青路面常見病害的影響、分析其成因是公路養(yǎng)護工作的關鍵。

參考文獻

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作者簡介

郭威（1996-），男，漢族，河南省焦作市人，學生，本科，河南省鄭州市鄭州大學水利與環(huán)境學院道路橋梁與渡河工程專業(yè)。