沥青路面早期破坏分析及防治

【摘 要】通过分析城市道路路面早期破坏的原因，以及沥青路面早期破损的防护，可看出沥青混凝土路面早期破损与沥青混合料、路面设计施工、交通气候条件相联系，并根据其成因采取一系列预防和改善措施。

【关键词】早期破坏；沥青路面；防护；养护与管理

沥青路面早期损坏现象在我国乃至国外都是一种多发、常见的路面病害，一直困扰着我国的道路建设。近年来，随着交通量、车辆荷载的日益增大以及新建快速路的大量修筑，路面早期损坏又出现了一些新的变化，其突出特点是损坏期提前，通常在路面建成通车后一年左右即发生不同于传统病害的翻浆、泛油和松散等损坏。有的道路甚至当年通车便发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。我们从以下几个方面对路面的破坏进行分析：

1.城市道路沥青路面早期破坏的类型

城市道路沥青路面的设计使用寿命一般为10～15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。早期破坏类型归纳为：

1.1水损坏

沥青路面在长期下雨或融雪后，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。通常水损坏产生的原因有下列几种：

1）路面排水系统不健全；

2）路面压实度不足；

3）路面离析；

4）路面局部积水。

1.2裂缝

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。

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：沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。

2）纵向裂缝

纵向裂缝可分为两种情况：一种情况是由于路基压实不均匀，路面不均匀沉降而引起的。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车载荷作用下，易形成纵缝。纵向裂缝，多发于半填半挖路基处，主要由路基的不均匀沉降造成；

1.3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。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。

1.4波浪

路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用。

1.5松散

采用的沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺撒不匀，嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。

1.6坑槽

面层网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成。基层局部强度不足，在行车作用下也易产生坑槽。

1.7沉陷

一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车荷载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（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足。

1.8剥落

沥青混合料中使用了中性或酸性石料，造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害。

1.9沥青与集料脱附

沥青与集料粘附性差导致集料裹覆沥青的剥蚀、表面松散和局部坑洞。碱性集料和酸性集料同样存在剥落现象。粘附性不足是松散等多种病害的主要原因。

2.我国城市道路沥青路面发生早期破坏和损坏的原因分析

城市道路沥青路面在运营期间出现早期损坏现象，影响正常运营。原因可归纳为：

2.1车辆超载的影响

随着我国经济的迅速发展，汽车超载严重，是造成早期破坏的主要原因之一。

2.2施工与养护因素的影响

1）施工与设计要求不符，造成沥青路面不满足设计要求，影响沥青路面的寿命。

2）在实际生产中，施工人员一般都严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往达不到设计要求，有的甚至出现较大偏差，出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况，其原因就在于骨料的吸水性上。我国现行的沥青混凝土路面设计方法中，集料密度采用的是视密度，而在实际生产过程中，因为自然条件、环境因素的影响，使生产配合比与实验室配合比出入很大。

3）混合料的拌和、摊铺和压实。摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。摊铺过程中除严格按规范要求施工外，还应着重控制摊铺温度、供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等。碾压过程要及时、迅速，并要达到碾压要求。压路机中途急停、转向会发生推挤、拥包现象，从而影响平整度。

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。

5）养护与管理。路面早期养护措施不及时、不完善、对超载车辆控制不严是早期破坏的直接原因。

3.防止城市道路沥青路面的早期破坏的措施。

沥青路面病害防治技术以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。

3.1合理设计路面结构

1）控制面层厚度。①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。②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。③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。④一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。

2）加强沥青路面防水设计

3）选用合理的基层和底基层结构

3.2严格控制沥青混合料的质量

1）沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加改性剂，以提高性能指标。

2）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抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时降低骨料的含水量。

3）混合料级配的确定。混合料配合比设计应根据当地的气候条件和交通情况具体分析后做最优化设计。为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径：①改善矿料级配，采用沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）。②改善沥青结合料，采用改性沥青。

3.3严格控制施工质量 沥青路面施工必须按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，具体要抓好以下几方面：

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。

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；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。

3）合理洒布透层油、粘层油。各层铺筑前，保持顶面清洁。透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时，应保持稳定的车速和喷洒量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2m3/1000m2的石屑或粗砂，用8T钢筒式压路机稳压一遍，将多余的浮料扫走。

4）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130℃～50℃为宜，摊铺厚度均匀，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。

4.结语

由于这些新损坏现象的发生时间早，因此将其定义为路面的早期破坏。早期破坏的原因、发展规律和产生机理具有如下特点：大空隙率、高速行车和水的综合作用是路面在短时间内就发生早期破坏的主要原因，而这些原因的相互作用造成了沥青―集料粘附性的相对不足。路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一，应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。从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生，使城市道路建设质量全面提高。