沥青路面早期破坏原因分析

摘要：沥青路面的早期破损是指沥青路面在设计寿命期的前1/4 至1/3 期间内，所发生的过早的各种形式的路面破坏。文章通过沥青路面在建造时，综合管理方面、设计方面、施工方面、以及养护管理等方面来分析沥青路面早期破坏产生的原因。

关键词：沥青路面 早期破坏 破坏原因 防治养护

沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便，且适宜于分期修建等优点，因此得到了广泛的应用。沥青路面的路用性能要求路面具有一定的强度、刚度、平整度，具有足够的承载能力。同时具有较好的高温稳定性和低温抗裂性，另外沥青路面的表面层应具有耐久且良好的抗滑性能和耐磨性。

尽管目前沥青路面设计方法是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计方法，沥青路面仍然存在着设计年限内由于各种原因而发生的早期破坏。这些早期破坏主要是指：开裂——冬季沥青路面的横向开裂；路面车辙——夏季高温在重载车作用下造成的纵向永久性变形；水损害——雨季或春融季节出现的坑槽；路面的表面功能衰减——沥青路面由于泛油、石料磨光及路面破损引起的表面功能降低或丧失。

沥青路面的早期破损是指：沥青路面在设计寿命期的前1/4 至1/3 期间内，所发生的过早的各种形式的路面破坏。文章针对沥青路面的早期破坏这一破坏现象做一浅显探讨，着重从设计、施工、养护等几方面对沥青路面早期破坏的原因进行分析。

1管理方面的原因

我国高速公路里程增长很快，但是在发展的过程中也出现了一些不好的现象。例如：⑴工程项目一旦立项批复下来，业主希望能够立即开工建设，就要求设计单位尽早出图，导致设计单位缺乏必要的调研和论证，造成设计与当地气候、地形、交通情况不相适应或不匹配，使设计存在先天的缺陷。⑵业主单位招标时对投标单位资质和业绩审查不严，导致施工能力差的施工单位进场；以及过分追求低价中标，导致施工单位由于标价过低而资金紧张投入较差的设备和人员。⑶部分监理单位责任心和工作能力较低，没有很好地履行工程质量监督也是一个大问题。⑷业主或施工单位为抢工期，放松了对施工程序和质量的控制；一些业主单位管理人员不专业，特别是一些企业投资的和BOT项目以及一些县市交通部门管理的项目，由于业主单位管理人员不懂专业技术或工程建设管理经验欠缺，导致在管理过程中经常发出一些错误的指令，也会影响工程质量。⑸由于工期安排不合理或受到种种原因的制约，如沉降为稳定，路面工作面不能按时交出，业主提出献礼工程等致使留给路面施工作业的时间短、任务重且通车都在年底，气温较低，路面施工单位不得不加班加点工工期，这样一来虽然是按期完成了任务，但却造成了压实度不足，空隙偏大，早期病害突出的结果。

2设计方面的原因

2.1路面结构设计不合理

沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求，所以选用粒径较小，孔隙率也较小的级配合料，尽量采用小粒径沥青混合料，以提高路面的防渗性。设计人员在外业勘察时，调查的路段实际情况与实际地质情况有很大出入。对于不良的地质路段没有做详细的勘测，以致过高地估计地基承载能力，设计出的路面容易造成路面的早期破坏。

2.2路面厚度设计不当

我国目前高等级公路沥青路面大致分上、中、下面层，应力计算和温度场研究表明，上面层为抗击压缩区。中面层为竖向压缩区，下面层为拉伸疲劳破坏区。中、上面层受温度影响大，因此三层基本上各有侧重点要求。上面层首先要求抗滑，其次为低温抗裂、高温抗车辙；中间层以抗高温车辙和低温裂缝为主，所以必须有针对性地进行各层结构厚度设计。

2.3面层结构基于力学的结构厚度设计

从结构整体上来说，面层必须有适合的厚度和刚度以抵抗基层材料和路基的变形。同时，面层也必须有足够的厚度和良好的材料性能以抵抗源于结构层底部的疲劳开裂。当前许多国家的沥青路面结构设计方法大多没有考虑路面结构各层的抵抗疲劳、车辙和温缩裂缝中各自所起的作用。在道路的服务期中，各机构层有其各自的特性，因此需要运用一种改进的结构层进行分析。

一些道路工作者运用力学方法进行路青路面结构设计，其实质就是运用力学方法来分析路面结构对气候和荷载的响应，如果确定了结构的某一临界状态，就能针对这类损坏来选择合适的材料和厚度。研究表明，当累积标准轴载作用次数超过8000万次时，沥青面层厚度不在需要增加。这意味着交通量的增大并不需要沥青面层厚度的无限增加，这是因为在沥青路面面层层底存在一个极限拉应变水平，当层底应变处于这个水平以下时，疲劳损坏就不会发生，再增加厚度是多余的，而这一应变水平即为疲劳极限。不管采用何种力学设计方法，都必须认识到沥青面层中与疲劳开裂相关的疲劳极限值以及避免结构性车辙的各项特性，设计出具有长寿命的沥青路面结构层。

3施工方面的原因

3.1路基压实度不足导致路面的早期破坏

主要有“三背”回填没有严格控制厚度，回填材料不合格，压料机械不符合要求等导致桥头跳车，涵顶格面局部沉陷、路面纵横向裂缝的病害。在施工涵洞和箱涵通道时的开挖处以及路基的填挖交界处，由于开挖处断面较小。并且斜坡没有开挖成台阶，回填时不按分层压实的原则，填土太厚，缺乏有效的压实机械，造成回填达不到规定的压实度，路面做成后形成局部沉陷，引起桥头跳车现象和路面横向开裂。

3.2沥青混合料严重离析造成路面早期破坏

混合料发生离析时，粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混凝土不均匀，配合比级配和沥青用量与设计不符，造成局部空隙变大，地表水进入沥青混凝土面层，并滞留在空隙内，在大量高速行车作用下，每次产生的动水压力使沥青从碎石表面逐渐剥落下来，造成对路面的早期破坏。

3.3路面厚度不均匀造成平整度不好

沥青路面厚度不均匀主要是基层顶面平整度不好造成的，沥青面层厚度的不均匀必然导致面层沥青混合料密实度变异性增大，在行车荷载的反复作用下，沥青混凝土进一步压实，使沥青面层的不平整度增大。要保证优良的平整度首先要抓好基层、底基层甚至路基顶面的平整度，底基层、基层摊铺必须采用摊铺机来作业，只有在某些缺口位置和个别桥头位置，摊铺机无法作业时，才考虑用平地机进行摊铺，但应特别注意混合料的离析。

4养护管理及其它原因

4.1超限运输

引起沥青路面早期破坏的后天原因中最普遍、最大的原因就是超限，特别是超载运输。据业内人士反映，现在运输业主要挣的就是超载运输部分的收入，如果按额定装载，运输业主将血本无归。这虽然反映的是运输业的税赋及市场竞争问题，但更应引起从事公路建养管人员的高度重视。一条混合交通的普通公路，最先破坏的是行驶重车较多一侧的行车道路面面层。

4.2养护措施不力

一般混合交通公路穿过村镇街道情况较多，而村镇街道大多排水不畅，每次降雨，都使大量地表水积聚在公路路面及路基范围内。由于路面在饱水状态下承担车辆荷载，沥青路面面层几次使大面积破坏。因此，公路养护单位要加强路面的防排水工作，使地表水尽快离开公路路面及路基范围。另一种情况是对出现的路面小面积病害处理不及时，导致地表水侵入，使沥青路面面层大面积破坏。

参考文献：

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防（第二版），人民交通出版社，2008.

[2]王玉顺，朱敏清.高速公路沥青路面预防性养护技术与应用，中国建材工业出版社2008.

[3]杨书详，马士宾.沥青路面结构可靠性分析与维修，中国建材工业出版社，2010.