沥青混凝土路面病害及防治

沥青混凝土路面病害及防治

李晓荣

摘要 本文根据我国在现阶段各类公路和高等级道路，尤其是城市道路中占据了相当大的比重的沥青路面或改性沥青混凝土路面课题的研究成果，分析了城市道路沥青路面早期病害的原因，指出了我国城市沥青路面规范的不足，介绍了城市道路沥青路面病害因素的分析并提出减少和消除这些病害的措施，以保证城市道路的路面寿命、行车速度和舒适度。

关键词 城市道路 沥青路面　病害因素　防治技术　对策 建筑设计论文,发表论文,职称论文网

1、前言

在城市道路的建设中，我国的绝大部分城市道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，并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性，但是随着国民经济快速、协调发展，城市化进程不断加快，以城市道路为骨架的基础设施规模不断扩展，城市道路交通量日益增大，建筑运输车辆也迅速增多且大型化并严重超载，使城市道路路面面临严峻的考验。很多城市道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，对此，本文就其原因及对策作了详细的分析。

2、市政工程城市道路沥青路面早期破坏的原因

目前我国市政工程城市道路沥青路面出现的早收缩和半刚性基层的干缩引起；路基压实度不足也会引起这种期破坏和损坏 ，市政工程城市道路沥青路面的设计使用寿命为15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。本文对我国城市道路沥青路面发生的早期破坏类型归纳为：

2、1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，沥青膜已剥落贻尽。这是典型水损害现象。通常水损害产生的原因有下列几种：

2、1、1路面排水系统不健全；

2、1、2路面压实度不足；　　

2、1、3路面离析；　　

2、1、4其它：集料表面粉尘太多。

2、2 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。

2、2、1横向裂缝

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：一是沥青面层未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准，致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力（应变）大于沥青混合料的抗拉强度（应变）形成温度收缩性裂缝，二是半刚性基层收缩裂缝的反射性裂缝。这种病害比较普遍，主要由于沥青面层温度病害。

2、2、2纵裂缝

纵向裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一，裂缝可分为两种情况一种情况是由于纵向沟槽或半填半挖处回填土压实质量差而发生路基压实度不均匀，路面不均匀沉陷而引起的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理，结合不紧密而脱开，在行车载荷作用下，易形成纵缝。

2、3 龟裂

龟裂又称网裂，通常是由于路面整体强度不足，在重复交通荷载作用下，沥青面层或稳定基层疲劳破坏产生的一系列相互贯通的裂缝。裂缝最先出现在沥青面层或稳定基层底部，荷载弯拉应力或应变最大的位置。裂缝传至表面，开始时只是一条或数条平行的纵向裂缝。在车辆重复荷载作用下，裂缝连通起来，形成了多边、锐角的小块，发展成为网状或龟纹状的裂缝。主要由路面结构强度不足引起，这种病害在我国早期修建的高速公路上较为普遍。

2、4车辙

车辙变形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。

2、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，矿料级配偏粗，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。路面未能成型，部分粒料脱落，即形成麻面。

2、6坑槽　

坑槽主要原因是面层的龟裂、松散等破损,未及时修复,在行车作用下，不断扩展恶化，最后油层破碎，使路面出现坑槽。另外基层局部强度不足，在行车作用下也易产生坑槽。

2、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（沟槽、检查井周围及高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的。

3、市政工程城市道路沥青路面发生早期破坏和损坏的原因分析

由于沥青混凝土材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，并直接与大气接触，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，这些损坏现象的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命。总结分析其原因可归纳为：

3、1设计规范存在的问题

目前，柔性路面国家设计规范仍然采用弯沉值控制，路面设计以轴载100 kN 的双轮组单轴为标准轴载；对沥青混凝土面层应采用容许回弹弯沉、弯拉应力和剪应力三项指标设计；在交通量小的支路上铺筑沥青时，可仅用容许弯沉值设计；对沥青碎石面层采用容许回弹弯沉和剪应力两项指标设计。设计年限内标准轴载累计数和折合成标准轴载累计数作为控制指标。

在路面设计中，一方面交通车辆调查资料，是为通行能力服务的，没有考虑到超载的问题，使得设计中得不到准确轴载，造成设计年限内累计标准轴载出现与事实不相符的情况。

超载车辆加速了路面的破损，促使路面开裂、推拥，甚至局部下陷。

3、2外界因素的影响

3、2、1随着我国经济的迅速发展，以城市道路为骨架的城市基础设施规模不断扩展，城市道路交通量日益增大，建筑运输车辆也迅速增多且大型化并严重超载，使城市道路路面面临严峻的考验。

3、2、2 气候因素的影响

1)低温裂缝。

沥青材料在较高温度条件下具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。

2)温度疲劳裂缝。这种裂缝主要发生在日温差大的地区。

3、2、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。

3、3 沥青混凝土配合比设计存在的问题

沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段对要达到的目的都有明确的要求，在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工。因此，导致路面出现一些常见病害。

3、4施工与养护因素的影响

3、4、1 沥青混凝土拌合温度的控制。石油沥青拌合出场温度要求在120～165 C，而实际上有些施工单位由于设备和人员素质等原因，在拌合温度控制方面时高时低很不稳定。在沥青混合料拌制完成后，从拌合厂向摊铺现场运输的过程中，空气与混合料之间的温差一般大于120 C。加上因速度形成的相对风速较高，会导致混合料温度在到达现场前有较大的下降。降温幅度由表及里逐渐减少，最严重的降温区发生在料堆表面和马槽的接触面。降温严重程度取决于运输时间、速度、气温、保温措施等因素。

3、4、2混合料的摊铺和压实。混合料的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。碾压过程应遵循少量喷水，保持高温，梯形迭进的原则。碾压过程要及时、迅速，并要保持碾压要求。绝对不允许压路机中途急停、转向，一面发生推挤、拥包现象，从而影响平整度。

3、4、3平行交叉作业对路面质量的影响。由于平行交叉作业，加上工期较紧，对路面质量产生影响，如在土基碾压成型以后，管线单位又挖沟下管，管线单位对回填土的压实质量普遍不重视，因此，造成局部不均匀沉降。

3、4、4路基施工缺陷的影响。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。

4、沥青路面早期破损的防护通过以上分析，沥青路面病害防治技术应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。

4、1合理设计路面结构

4、1、1 尽可能减薄沥青面层厚度由于以下四方面原因，城市道路路面厚度可酌情减薄，控制在6-9cm之内。第一是半刚性基层沥青路面结构的承载能力可由半刚性材料层（基层和底基层）来承担，无需用增厚面层来提高承载能力。第二是提高沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层，而是用优质沥青。第三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝，在正常施工情况下，大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。第四是一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。

4、1、2 加强沥青路面防水设计

4、1、3 选用合理的基层和底基层结构

4、2 严格控制沥青混合料的质量

4、2、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。

4、2、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。

4、2、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。

4、3 严格控制施工质量施工质量控制不严，早期破损必然出现。保证其达到质量标准，具体要抓好以下几方面：

4、3、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。

4、3、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，对细粒土类的半刚性基层，必要时可以采用顶面栽钉等办法加强基层顶面粗糙度。

4、3、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。对于主要干道可以设置I型稀浆封层作为粘结层，实现层间结合与防水的双重作用且不需要封闭交通。

4、3、4 提高面层摊铺质量。、

5、结束语

路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一，各级市政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、监理部门，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，使市政工程城市道路建设质量全面提高，更上新台阶

参考文献：

[1] 城市道路设计规范 JGJ 50-2001；

[2] 市政道路工程评定验收标准规范CJJ -90；

[3] 城镇道路养护技术规范 CJJ 36-2006；

[4]《中国公路》；

[5] 公路沥青路面施工技术规范 （JTJ032-94）。