高速公路沥青路面早期破损成因及预防措施
时间：2022-09-18 03:45:47
摘要:本文就目前高速公路沥青砼路面常常出现开裂、泛油、剥落，车辙等早期常见病害，从施工、原材料及养护管理以及根据高速公路沥青砼路面早期破损等方面的原因, 应采取的预防及改善措施提出了个人的浅见。
Abstract: This article highway asphalt concrete road are often cracking, weeping, spelling, rutting and other early stage of common diseases, from the construction, raw materials and maintenance and management as well as highway asphalt concrete pavement early damage and other reasons, it should be taken to the prevention and improvement measures proposed personal humble opinion.Key words: asphalt pavement; common diseases; early damage; cause analysis; control measures
中图分类号：U418.6文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
近年来我国公路建设飞速发展，随着一大批高速公路相继建成通车,沥青路面的养护也面临着越来越严竣的挑战。按理说一般情况下应该通车后不会或很少出现早期病害，但实际情况并非如此，全国范围内关于路面通车后路面早期病害严重的报导每年都有较多篇幅见诸相关报纸或网站，引起业内人士的普遍关注。高速公路沥青路面早期病害主要表现为纵横向裂缝、水破坏，并有少量网裂、局部松散、坑槽、泛油等。这些病害基本上也是公路工程质量的通病，对新建公路的正常使用形成了严重的威胁。本文从工程施工的角度，主要讨论施工及原材料及养护管理等方面的原因分析。
1.高速公路沥青路面早期破损的原因分析
1.1施工方面的原因
1.1.1地基沉降
高速公路建设中，不可避免地有部分路段要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基，路基修筑在软土地基上时，对软基的处理不彻底，或软基地段处理后没有沉降稳定就修筑沥青路面，往往就会发生路基失稳或过量沉陷。从而导致沥青路面破坏或不能正常使用。
1.1.2路基压实不足
路基压实是路基施工过程中的重要工序，亦是提高路基路面强度与稳定性技术的技术措施之一。如果在路基施工中没有按照规范要求分层填筑，逐层压实，导致路基压实度不足，出现不均匀沉陷，则会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝。在所通车的高速公路中，“桥头跳车”是一个普遍存在的质量通病，就主要是由于桥台与路基衔接处压路机碾压不到位，造成局部路段路基压实度不足而出现路面坑洞、横裂，从而出现桥头沉陷、跳车等现象。
1.1.3路面基层施工质量低劣
由于抢工期、赶进度，造成料源紧缺，原材料质量难以保证，半刚性基层没有合理的龄期，或基层施工粗糙，使得基层(底基层)质量低劣，造成基层网状开裂破坏，若反射到面层，即为面层出现网状开裂。水从裂缝处下渗到路基中。
在行车荷载作用下会出现唧泥，造成沥青面层的早期破损。
1.1.4沥青面层颗粒离析
在施工中运输和摊铺过程都很容易造成沥青面层集料粗细颗粒离析。局部粗集料偏多，细集料偏少，则不易压实，矿料与沥青的粘结力小，抗剪强度低，容易出现松散。局部细集料偏多，粗集料偏少，热稳定性差，则容易出现车辙、拥包等破坏。
1.1.5沥青面层本身的破坏
这是造成沥青面层早期破损的主要原因，根据影响因素又分以下几种情况1.1.5.1由于水产生的破坏
沥青面层中水的来源有地面降水和路基中挤上来的水，或者大气降水渗到沥青面层中而排不出去，这样在汽车荷载及温度变化的作用下，沥青面层容易产生破坏。同时由于施工时压实度达不到要求，使沥青混合料空隙率过大，沥青面层中的水无法排出，沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低，易发生剥落、松散、从而降低沥青路面的抗剪强度。
1.1.5.2由于沥青面层颗粒离析
沥青面层集料大小颗粒离析局部粗集料偏多，细集料偏少，则不易压实，矿料与沥青的粘结力小，抗剪强度低，容易出现松散。局部细集料偏多，粗集料偏少，热稳定性差，则容易出现车辙、拥包等破坏。 1.1.5.3沥青混凝土铺装层偏薄
在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时，有的设计桥面铺装层厚度偏薄，有的厚度小于5cm；加上其层间不按规定均匀洒布粘层油，使得汽车高速行驶时，轮胎后产生真空吸力，在行车荷载作用下，容易出现坑洞。 1.1.5.4沥青被油溶解
在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油，会造成沥青被柴油溶解，使沥青与矿料之间粘结力降低，使路面产生剥离、松散、出现坑洞。 1.1.5.5沥青面层的压实度偏低
沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要，压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足，片面追求平整度，而放松了对压实度的控制。通车后平整度迅速衰减，面层变形明显。应该明确，平整度固然重要，但压实度更重要，必须在确保压实度的前提下来提高平整度。
1.2原材料原因
1.2.1所使用的沥青性能不过关
沥青路面铺筑要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能。另外，随着国民经济的蓬勃发展，公路运输超、重载现象严重，对沥青材料的性能提出更高的要求，普通沥青已不能完全适应形势发展的需要，目前修建的高速公路沥青路面已基本使用改性沥青。
1.2.2碎石的压碎值、磨耗值不符合要求，或使用酸性矿料，造成沥青混合料的稳定度偏低，引起沥青路面早期的剥落。
1.2.3矿粉(填料)的细度对沥青混合料质量至关重要，沥青与矿粉的交互作用影响沥青混合料的抗剪强度。矿粉粒度小，比表面积大，其比表面积约占矿料比表面积的80％，当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时，则矿粉比表面积是原比表面积的1／4。这样，就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青，而形成了较多的自由沥青，降低了沥青与矿料之间的粘结力，在行车荷载的作用下形成泛油，因此控制矿粉的质量十分重要。而目前，矿粉的质量很不稳定，往往粗细不均匀，或由于矿粉运至工地后，防雨防潮措施不良，造成矿粉潮湿、结团。而在拌和机内，矿粉是不加热的，造成沥青与矿粉拌和不均匀，影响沥青混合料质量。
1.3养护管理及其他原因
1.3.1养护管理认识错误
一条高速公路路面从建成投入运营到出现局部或大面积破坏，是一个由小到大、由轻到重的变化发展过程。一直以来，由于没有积极地认识路面病害起因，在公路养护方面“不坏不养”、“以修代养”或“重修轻养”的状况普遍存在。特别是进入高速公路时代以后，认识上的误区导致路面养护总是习惯于等到路面出现结构性破坏时，再来小挖补或者大挖补，甚至大中修，即使发现一些早期病害也缺乏必要的处置措施，工艺技术单一化的问题极为突出。
1.3.2超限运输
引起沥青路面早期破坏的后天原因中最主要的原因是超限运输。超限运输亦称为公路“杀手”,现在超限车辆的增加对公路的路面破坏程度以几何级数增长,使沥青面层的使用年限缩短50-60%.
3.沥青路面常见病害的预防措施
3.1地基沉降预防措施
软土地基的排水固结是比较长的过程，因此，对软土地基，一方面要根据软基情况采用可行方案进行认真的加固整治，一方面要留有比较长的沉降时间，可将软土地段沥青路面施工安排在最后，特别是对采用砂垫层、打塑料排水板等方法进行软基处理的地段，填土后要埋设沉降观测设备，定期进行观测，待地基的沉降基本稳定后进行施工。
3.2路基及路面基层施工的预防措施
保证路基压实度符合规范要求，为消除桥头沉陷，对桥头部分填土，可用整体性好的材料如石灰土、二灰(石灰与粉煤灰)混合料、无砂大孔砼填筑。确保路面基层的施工质量，半刚性基层要在足够的龄期后才能进行沥青面层的施工。
3.3沥青路面施工的预防措施
3.3.1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。
3.3.2设置沥青混合料成品料仓。控制成品料仓料位，防止卸料离析。
3.3.3提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在1 3 0℃～160℃为宜，摊铺厚度均匀，保证沥青面层的压实度，压实设备数量应配套，速度控制在2m／min左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大，一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺。纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。
3.3.4对桥面铺装层应按正常路段的上面层与中面层厚度进行设计，在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时，按规定洒布粘层沥青。
3.3.5施工机械在已铺好的沥青路面上停留，应在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其他防油措施，防止油漏到路面上。
3.4原材料及管理措施
3.4.1加强原材料的检验工作，对质量不符合要求的材料，绝不能使用。并不准运入工地，已运入工地的，必须限期清除出场。同时施工单位质量保证体系对每批进场材料进行检查，对材料的数量、供应来源、储存堆放进行标识清楚。
3.4.2混集料的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。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。混合料使用的矿粉要进行搭棚存放，作好防雨防潮措施。
3.4.3加强沥青混合料材料配合比的控制，施工单位自检体系要严格控制材料规格、用量和矿料级配组成及沥青用量。
3.4.4施工前检查设备，在沥青路面施工前，施工单位要配合监理对拌和厂、摊铺、压实等施工机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查。
3.5养护措施
公路路面预防性养护是在路面结构稳定、路面技术状况尚好时就进行的一种主动性养护策略。不但可以长期保持公路路面处于良好的技术状态，而且在相对延长路面使用寿命的同时还可以节省大量的养护资金，即针对路面不同时期的技术状况，有计划地适时采取对应的预防性养护措施，就可以在不改变路面结构承载能力的情况下，有效延缓路面的破坏，改善或维持路面现有的通行状况，并通过延长原有路面的使用寿命周期来推迟大修或改建时间。
早期预防即对路面初期病害要早发现早处治，同时，预防性养护工作的计划要早安排，任务要早明确。这是病害及时处治和转变被动养护为主动养护的良好基础。
4.结论
避免沥青路面早期破损的现象,延长沥青路面使用年限,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理等各方面的共同努力,按照规范和标准,结合工程所处地理位置,沿线的水文地质及筑路材料等情况,严格履行各自职能,是保证路面使用寿命的根本要求。同时,超限运输对路面的损坏不容忽视,值得关注,应加强对超限运输的综合治理。
参考文献:
1、徐清山 、《高速公路沥青路面早期损坏与防治及路面设计、材料设计、施工和验收规范标准及国家强制性条文实务全书》 、中国交通出版社， 2006
2、沈金安等、《交通科技丛书-高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策》、交通出版社，2005
