沥青路面抗滑表层早期破坏分析

摘 要： 随着我国经济的高速发展，基础设施建设的规模也越来越大，高等级道路建设得到前所未有的迅猛发展，道路路面结构也由沥青混凝土发展到抗滑表层。抗滑表层具有空隙率大，行车噪音低，构造深度深等特点。由于空隙率大，水稳性较差，造成通车后易出现早期破坏。

关键词： 沥青； 路面； 抗滑； 表层

中图分类号： TU9 文献标识码： A 文章编号：1009-8631（2010）06-0072-02

一、抗滑表层早期破坏的类型

1. 由于压实度不足、集料离析造成骨料松散、剥落；

2. 下层沥青混凝土表面被污染，导致与抗滑表层粘结不牢，造成破坏；

3. 路面排水不畅，产生水破坏；

4. 沥青薄膜与骨料的黏附力差，引起表层破坏；

5. 路基、底基层、基层的病害反射上来，引起的破坏。

造成以上类型的破坏，除缺乏施工经验，施工管理不善，不严格按规范施工外，还有如规范本身的原因、汽车超载等原因，而且这种破坏都发生在雨季，基本上都与水有关。

二、抗滑表层破坏的特点

1. 破坏发生在雨季，特别是连绵细雨特大暴雨尤其严重；

2. 主车道破坏严重，显然与行车频率、重车超载有关；

3. 抗滑表层的破坏多数是先混合料颗粒一粒粒剥落，逐渐形成坑塘，继而向周边扩散，与沥青混凝土的先网裂有明显差异。

三、抗滑表层破坏的原因分析及防治措施

调查表明，造成抗滑表层早期破坏的原因很复杂，可以归纳为：抗滑表层空隙率过大，路面渗水，矿粉和沥青质量低劣以及用量偏低，排水设施不完善，混合料离析，压实度不足，与下面层粘结不牢，中面层不隔水等原因。

（一）关于抗滑表层的空隙率和级配及沥青和矿粉用量的问题

按规范规定，抗滑表层空隙率4-10%，空隙率大，路表水易进入混合料内部，致使表层路面饱水时间较长，在车辆动荷载作用下，易产生较大毛细水压力，导致抗滑表层的水损破坏。

我国早期修建的高等级道路，采用密实型的沥青混凝土路面，其破坏很少有混合料本身的质量问题，绝大部分是由于路基、路面基层、泛油等原因造成的。近年来，为了防止雨天行车打滑，对路面构造深度提出了较高要求，将它作为抗滑性能的主要指标与摩擦系数并列。许多高速公路采用了4cm抗滑表层+4cm中粒式中面层+6cm粗粒式下面层的路面结构形式。抗滑表层解决了汽车打滑问题，同时由于它属于渗水严重的半开结构，工地实际取样，它的空隙率在8%左右，比沥青混凝土4%左右的空隙率大，较大的空隙率是抗滑表层早期破坏的主要原因。

为了解决空隙率与构造深度的矛盾，既提高耐久性又使路面具有较好的表面功能，既在保证构造深度的同时降低空隙率，首先在抗滑表层矿料级配上下功夫，即增加4.75mm以上的骨料用量，使其达到59%以上，足够的粗骨料用量，不仅可以提高构造深度，也能提高抵抗高温变形能力。其次，增加矿粉和沥青用量。经验证明：抗滑表层沥青用量宜在5%以上，并应用针入度小的粘稠沥青，与之相应的矿粉用量应在7-8%之间，并严禁使用回收矿粉。足够沥青和矿粉形成的沥青薄膜，方能完全裹住矿料颗粒和填充骨料间的空隙，从而降低空隙率，不仅提高抗滑表层耐久性而且使路面较长时间内保持光亮不至于过早褪色。

从以往的经验数据可以得出，矿粉用量越多，稳定度越高，空隙率越低，抗水稳性的能力越强。因此，抗滑表层沥青和矿粉用量应取上限。

在夏季，表面层以下4-9cm为温度最高区域，而这一区域正是三层结构中面层的位置，处于上面层与下面层之间，其热量不易散发，夏季高温时热稳定性较差，因此在配合比设计时，首先要保证粗骨料用量。另外，为了降低空隙率，填充料和沥青用量应取上限，而且应尽量避免混合料在装卸运输、摊铺的过程中出现离析。如在摊铺过程中有局部离析现象，应立即人工补细料消除。切忌中面层在碾压后出现洞眼，如出现这种情况应用乳化沥青封眼。中面层不“闭眼”就起不到隔水层的作用，渗入抗滑表层内的水就会继续向下渗透，危害更下面的结构层。

（二）做好路面排水

水是抗滑表层的破坏之源，解决水的办法主要采用隔和排。由于抗滑表层是透水型的，封不住水，只有靠中面层封，让渗入抗滑表层的水从中面层表面排走。要求中面层自身有很好的水稳性并起隔水作用。即使这样也难保中面层不会局部透水。

为了解决这一难题，在设计和施工中还可以采用以下措施：

做好埋置式路缘石、硬路肩、浆砌挡墙的排水。由于它们的设置，阻碍了路面水的排泄，使路面水及其内部水不能从边缘迅速排出，从而使抗滑表层较长时间积水，饱水时间越长，在动荷载作用下，其破坏力越大。因此，在设计和施工中，在路缘石、硬路肩、挡墙中加密设置泄水孔或者在路面等厚度部分做成干砌，让渗入抗滑表层内的水能迅速排出路基外。

1. 做好中央分隔带的排水。由于分隔带内耕植土饱水时间长，如不解决好渗水问题，其持续不断地向路面渗水，对抗滑表层的破坏是致命的。目前比较普遍的做法是中央分隔带下设置沥青油或土工布隔水层，但大多数做法是将隔水层两端压在分隔带平石下，这种做法有一个弊病，分隔带中雨水易透过平石砌缝渗入抗滑表层或中下面层中，平石砌缝虽塞满了砂浆，但砂浆的密度难以保证水不相互渗透，因此，隔水层最好做到与平石同标高。

2. 提高抗滑表层与中间层之间的粘结力。由于各种因素的影响，导致施工工序的混乱，开挖中央分隔带，埋设各种管道，砌筑侧平石等，污染了沥青层，即使清扫也扫不干净，有的甚至不洒粘层油，导致层间剥离滑移，影响了抗滑表层与中面层或中面层与下面层之间的粘结和整体受力。加之，施工规范对粘层油的规定又不严格。因此，在施工中应强化施工工序，油面施工应该在所有土建工程完工后进行，严禁污染各层油面。两层沥青面层之间必须洒粘层油，以确保两层牢牢粘附，共同受力。另外，桥涵板上抗滑表层粘结质量也是薄弱环节，有的桥涵板本身的粗糙度不够，加之严重污染，即使用水冲洗也洗不干净。调查表明，因污染导致抗滑表层早期破坏的占总破坏的1／3。

3. 提高矿料与沥青之间的粘结。为了保证抗滑表层的质量，现在多采用耐磨、强度高的玄武岩，其实有些地方的玄武岩呈中性或酸性，且破碎面光洁，与沥青薄膜的粘结力差。为了解决这个问题，一般有两种处理办法，一是采用消石灰改善沥青与石料的粘附性；二是添加抗剥离剂。但第一种方法比添加抗剥离剂麻烦，我国高速公路多采用第二种方法。目前市面上抗剥离剂有固体粉状和粘稠液体状两种，由于新型的固体状不需要事前加热熔化，因而使用起来很方便。但两种抗剥离剂都存在掺加不均匀和经拌和机高温加热后稳定度损失的问题。在具体使用中需设置专人在沥青抽提罐中连续搅拌，即使如此，仍难保证抗剥离剂均匀溶解于沥青中。为了检验抗剥离剂是否耐高温，掺加抗剥离剂后的沥青必须经薄膜试验合格后，方能使用。否则掺入抗剥离剂也是枉然，达不到提高粘附力的效果。有的沥青混凝土拌和机年久缺保养，拌出的混合料均匀性差，甚至出现花白料，在这点上，抗滑表层与密实型的沥青混凝土有明显的区别，沥青混凝土中少许花白料对质量影响甚微。而抗滑表层中花白料将严重影响矿料与沥青以及路面结构层之间的粘结力。

4. 严格规范摊铺、碾压施工工艺。现在高等级道路普遍采用宽体全幅铺筑，虽提高了平整度，但易造成混合料离析和摊铺机的自身务实振动力达不到，一台摊铺机的摊铺宽度不宜超过8m。宜采用两台摊铺机梯队式铺筑，能达到很好的平整度效果。

抗滑表层碾压的关键是温度控制。国内一般最佳碾压温度为110-120℃（国外为120-150℃），碾压极限温度为160℃。温度过高，两侧混合料会隆起，碾压后出现裂纹，前轮推挤混合料。碾压温度过低，由于混合料粘性增大，导致压实无效。尤其在气温比较低的季节施工，由于抗滑表层厚度较薄，温度损失较快，每分钟损失接近5℃。如不及时碾压，将造成碾压不密实的后果。

实践证明，解决抗滑表层早期破坏问题，首先必须解决路面排水系统，其次完善抗滑表层的施工和设计。应严格规定抗滑表层的施工工序、摊铺和碾压工艺，并明确沥青和矿粉最低用量，严禁使用回收矿粉。不断总结施工经验，日臻完善施工工艺，才能在以后的高等级道路建设中确保抗滑表层的质量。