浅谈沥青混凝土路面早期病害成因及其预防措施

【摘要】目前，我国沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有：水损坏、裂缝、松散、泛油、推移等，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，对公路维护提出了更严峻的挑战。本文就以上几种常见病害的成因进行分析并结合实际提出相应的预防措施。

【关键词】病害；道路；沥青混凝土路面；成因；预防

1.前言

近年来，随着国家对基础设施建设投资力度的加大，我国的公路工程建设十分迅速。但是，随着一条条道路的建成并投入运营，沥青路面早期病害现象也越来越引起业内人士的普遍关注。目前，我国沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有：水损坏、裂缝、松散、泛油、推移等，这些病害基本上也是道路工程质量的通病，对新建道路的正常使用形成了严重的威胁，对道路维护提出了更严峻的挑战。

2.沥青混凝土路面早期病害的成因分析

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。造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多，但综合起来主要有路面结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严气候条件影响、沥青路面出现的早收缩和半刚性基层的干缩引起、路基压实度不足等几个方面。下面就几种最常见的沥青混凝土路面早期病害成因逐一进行分析。

2.1水损坏成因分析

所谓水的渗透破坏，所谓水损坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象，它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。根据有关研究，沥青路面的早期破坏70%以上直接或间接与路面的水稳性有关，即是由水损坏引起的。水损坏已成为我国沥青路面最严重的破坏形式之一。

水损坏的主要破坏形式有：网裂、坑洞，唧浆、辙槽等。水损坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。采用半开式（Ⅱ型）沥青混凝土表面层时，产生的水损坏尤为严重。

沥青面层属于多孔隙结构，往往是透水的。因此，雨季水有可能透过沥青面层进入基层和底基层中。表面水也有可能从两侧路肩或路面与路肩结合处，以及中央分隔带与路面的结合处透入路面结构层中。另外如果沥青面层产生了裂缝，表面水将从裂缝透入路面结构层中，进入路面结构层的水如不能及时排出，而是停留在面层和基层之间，就会使基层局部潮湿甚至接近饱和，特别是在面层裂缝下的半刚性基层也开裂的情况下，基层裂缝中往往充满自由水。

在行车荷载作用下，路面结构层内及基层材料中的自由水会产生相当大的水压力，这种有压力的水就会冲刷基层材料中的细料，经过行车荷载的反复多次冲刷，在裂缝隙中就会形成细料浆。细料浆逐渐在行车荷载反复作用下被挤出裂缝，形成沥青面层上裂缝处的唧浆现象，随之沥青面层就会沿裂缝产生下陷，同时在裂缝两侧将引起新的裂缝产生，继而产生松散和坑槽。

形成水损坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大有关外，还与沥青和碎石间的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。在我国南方潮湿地区，沥青路面的水损坏数量及速度比北方干旱地区严重的多。近年来我国部分高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面，虽然产生水损坏的数量和速度明显改观，但只要混凝土不均匀自由水能够进入并滞留的地方也不同程度的产生了水损坏。

2.2裂缝成因分析

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。沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的，特别是在旧路基拓宽地段，由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实。和纵向裂缝一样，横向裂缝也是不可避免的。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生>中刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变，同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。度控制不严，尤其在有表面水渗入的情况下。这些地段往往是纵向裂缝的高发区。

2.3松散

松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况还有：

（1）料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。

（2）表面离析处往往缺少大部分细集料，离析面上粗集料与粗集料相接触，但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。随时间增长，沥青会老化，沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱，孔隙中的水冻结会破坏粘结力，或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。

（3）沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实度不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。

2.4泛油成因分析

沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面，而在冷天时又不存在逆过程，因而沥青积聚在路面表面，形成一层有光泽的沥青膜的现象为泛油。沥青用量过大、油石比掌握不准确是泛油产生的主要原因。新建沥青路面在通车后的第一个高温季节，特别在连续多天高温后，以及行车荷载的反复作用，在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实，易导致沥青路面内部过多的自由沥青向上移动，也是诱发路面泛油的主要原因。

产生泛油的主要原因如下：

（1）混合料配合比设计不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小，在车辆荷载反复作用下，多余沥青由下部泛到路表形成泛油；细料含量过少，混合料比表面积较小，则沥青用量相对较多，也易出现泛油。

（2）现场施工质量控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌合不均都是造成沥青路面局部沥青用量偏大的主观原因。粘层油用量不当，喷洒过多或洒布不均匀，摊铺时混合料产生离析，局部细料过分集中，都会产生局部泛油。

（3）水破坏。雨水渗入使下层沥青与石料剥离，在水作用下沥青膜剥落，上泛引起表层泛油。

2.5推移成因分析

推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前，由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载（超载车辆）作用下，由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移，随着时间增长，轮迹带两侧会产生壅包，甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因，基层不平整会反映到沥青路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显，形成波浪。

3.沥青混凝土路面早期病害预防措施

沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除，但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。

3.1

沥青路面水损坏的预防措施

3.1.1完善路面排水设计

由于路基路面排水设计不够完善，对路面排水设施不够重视，造成路面破损状况较为普遍。因此在公路路面设计时，应进一步完善路面排水设计，在路面结构层中设置防水层、基层顶面设置封层，在中央分隔带处设置纵横向排水渗沟，在土路肩处采用碎石填料进行填筑，并根据实际情况有针对性地进行排水设计，减少水在路面的停留时间，以减少其对路面的破坏。

3.1.2加强施工管理提高碾压质量

压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大，它是保证沥青混合料密实度与空隙率大小的关键。因此在施工过程中，进一步加强管理，提高压实机具标准。根据试验段得出的碾压数据，控制碾压遍数、速度、时间、温度。碾压要均匀，派专人指挥负责，从轻到重、从慢到快、从两边到中间，轮迹要重叠，既要保证路面平整度、路拱横坡度，又要保证压实度。并根据施工规范要求的压实度抽检频率。进行抽检，发现压实度不足的地方坚决返工，保证压实度符合要求，降低混合料空隙率，减少水的侵入破坏。

3.1.3严格控制集料规格

沥青路面的材料、集料规格，直接影响沥青与集料的粘附性能，直接影响到水损害的程度。所以应该加强对原材料的把关，每批沥青进场都要进行试验，保证沥青的粘度、延度、针入度等各项指标符合要求，对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分。保证每批进场材料符合规格要求，坚决杜绝不合格材料进场，充分保证沥青混和料的粘结性能，提高沥青集料的粘结力，降低水对沥青路面的破坏能力。

3.2裂缝预防措施

3.2.1采用低温变形能力高的优质沥青，并按照要求控制好沥青混合料的拌和质量。

3.2.2沥青面层摊铺前，认真检查下承层的施工质量，及时清除泥灰等杂物，处理好软弱层保证下承层稳定，并喷洒0.7～1.1L/m的透层油，必要时可以按照要求洒石屑或砂，保证层间结合。

3.2.3沥青各层要满足最小施工厚度的要求，保证上下之间有良好的连接，并从设计、施工、养护上采取相应的措施及时排除雨后结构层内的积水。

3.2.4路面结构设计中应该做好交通量调查和预测工作，使路面结构组合和路面总体强度满足设计年限内交通荷载的要求。有条件的可以采用沥青碎石柔性基层，以缓解网状裂缝程度。

3.3松散预防措施

3.3.1选用合格的原材料，特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。

3.3.2严格控制施工温度及压实效果。沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化，降低与矿料的粘附性；温度过低会导致混合料压实困难，造成混合料内部空隙率过大。

3.3.3严格控制沥青混合料均匀性，防止混合料离析。

3.4泛油预防措施

泛油由于泛油往往是沥青用量过大造成的，所以在配合比设计阶段必须严格按照试验规程进行最佳油石比的选定；在施工过程中严格按照工程师批准的配合比进行施工，任何人不得随意改变生产配合比。

3.5推移的预防措施

3.5.1要经过反复试验论证，选取一个最科学、合理的施工配比，选用的粒料和沥青要符合规范要求，

3.5.2在沥青混凝土路面施工中，严格按施工规范执行，尤其是对厚度的控制，要保证最薄的地方也达到设计要求。

3.5.3对于下承层或路基强度不够而产生推移，可通过下承层与沥青混凝土面层之间加设土工合成材料来解决；

3.5.4根据通车后路面情况及时做好养护工作：

3.5.5通过渗水试验来检测路面的压实效果，避免路面结构有水而造成推移。

4.结束语

总之，沥青混凝土路面早期病害的产生有多方面的因素，有设计方面的原因，也有施工方面的原因。鉴于目前沥青混凝土路面病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，尽量在提高沥青路面使用性能的同时，延长使用寿命，提高投资效益。