沥青公路路面损坏原因分析

摘要：文章针对沥青路面的主要病害，分析了水损坏的产生和发展过程，从沥青路面的设计、施工和养护管理等三方面分析了路面损坏的原因，提出应该针对沥青路面的水损坏做好防水和排水的设计和施工，并加强日常使用管理。

关键词：沥青路面；病害防治；水损坏；原因分析

中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0156-02

近年来，随着国家加大对沥青路面科研的投入，大力推广和应用新技术。广西在路网建设设计中，其路面结构多数为沥青公路。但很多新建、改建的沥青路面在通车一、两年后就出现了坑槽、车辙、波浪、龟裂（特别严重）等病害，本文将对沥青路面损坏的原因进行分析。

一、沥青路面损坏表现形式

沥青路面的病害表现形式主要有：坑槽、车辙、波浪、剥落、龟裂、松散、沉陷、冻胀和泛浆、泛油等。我地区修建的沥青路面主要有以下几种病害：

1．龟裂。初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝，纵向裂缝基本平行于道路中心线，距路边缘3m～5m，有时伴随有少量支缝。而后在纵缝间出现横向或斜向连接缝，形成裂缝网，局部伴随沉陷、唧浆现象。

2．车辙。在行车载荷重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽，表现为沿行车带出现横向高差。

3．波浪。路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用产生波浪。

4．坑槽。往往是由龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。

二、水损坏的产生和发展过程

据大量的沥青路面损坏状况调查和路面使用经验表明，进入路面结构的自由水是造成或加速路面损坏的首要原因。沥青路面水损坏是指被围封在路面结构内的水分会软化各结构层材料和土基，使其强度下降、变形增加，从而使路面结构承载力降低、缩短路面寿命。

水具有较强的表面张力和湿润性，通过沥青的自发乳化作用并穿透沥青膜侵入集料―沥青截面，并最终将其取代。水损坏一般是自下而上的过程，即由沥青层底部逐渐向上扩展，最终贯穿整个沥青面层造成破坏，与地下水在蒸发压作用和毛细作用下上升有关。表面渗水也有积聚于沥青面层底部的趋势，水损坏在沥青面层底部发展更为严重。水损坏有明显的自愈能力，因而水损坏具有反复性。

高速行车、水和较大空隙相互作用而产生泛油，造成沥青――集料粘附性不足，沥青逐渐削离，形成自由沥青，比重略小于水自然上浮，在轮胎的真空吸力作用下迁移。沥青是从面层下部的集料表面剥落后向上迁移的，沥青迁移的同时，造成内部集料松散，降低整体强度，产生裂缝，形成坑洞。因此，水损坏最终发展成为松散和坑洞。

三、沥青路面损坏原因分析

沥青路面损坏是多种因素综合作用的结果，除了气候、地形、地貌、土壤等自然环境条件的影响之外，本文着重从以下三方面分析人为因素的影响：

（一）设计方面

1．路面结构设计不合理。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，还应满足抗渗要求。我们多选用沥青碎石的沥青路面，由于空隙率较大，其面层结构始终处于渗水状态。因此，必须在沥青面层下设下封层。但是实际中因受地质等条件的制约，常采用暂时不设I型密级的路面结构层组合予以过渡。因此一旦半刚性基层破坏，即导致沥青混凝土各结构层间结合不良，降低路面结构层的整体功能和抗弯拉应力，导致面层开裂。

2．路面厚度偏薄。路面结构组合单一，面层厚度偏薄，变异性大，设计层厚度与集料公称粒径不匹配。因此，路面施工时容易发生离析，混合料压实困难，路面压实度得不到保障，容易造成沥青路面空隙率偏大。而6％～13％之间是最容易产生水损坏的危险空隙率，大空隙率无疑为面层产生水损坏提供了条件。

3．路面设计横坡偏小，且排水设计系统不够完善。每次降雨，都使大量地表水积聚在公路路面及路基范围内，使公路成了排水沟，导致大量水进入路面结构层和路基中，路面水排出速度缓慢，使得地面水下渗时间增加，造成水损害增加。

4．配合比设计与规范和实际存在差距。通常配合比设计中期望值与规范要求的有关指标与实际成型的存在较大差距，符合要求的合格率较低。因此，使得成型混合料的实际状态和使用情况难以达到规范要求。

（二）施工方面

1．混合料配制。对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，加上施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性等受到很大影响。沥青混合料加热温度过高，沥青和矿料拌和时，沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化，使路面强度不足，产生松散、坑槽等病害。

2．沥青面层颗粒离析。集料大小颗粒组成不均匀以及在运输和摊铺过程中造成粗细颗粒离析。沥青面层集料大小颗粒离析使局部粗集料偏多，细集料偏小，不易压实，导致矿料与沥青的粘结力偏小，抗剪强度降低，容易使沥青路面出现松散。局部细集料偏多，粗集料偏少，使沥青路面热稳定性差，在高温季节容易出现车辙、壅包等病害。

3．路面压实不合理。沥青路面压实不足，会导致孔隙率增大，从而加速沥青混和料的老化；过压将会使矿料破碎，而使压实度反而降低或孔隙率过小，易出现泛油和失稳，影响路面的强度和稳定性。

4．基层压实度不足，空隙率过大。虽然在施工中，严格按最大干密度控制施工压实度，但却忽略了基层的压实度与混合料中粗细集料的比例特征，特别是粗集料的比例特征密切相关，当测定点的粗粒料含量偏大时，即使压实度达到100%，并不表示该基层密实，致使沥青路面产生坑槽、松散等病害。

5．施工管理不严格。一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工；监理有职无权，无法严格监理；不按施工技术规范要求施工，赶工期，搞献礼工程等。

（三）养护管理方面

1．养护不及时、方法不当。沥青路面在行车作用下出现小面积松散、个别坑槽后，未及时进行养护；有些养护人员，在沥青混凝土路面上采取人工喷油、人工洒料方法进行养护，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、壅包、松散等病害。

2．超限运输。引起沥青路面破坏的后天原因中最主要的是超限运输。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．沥青老化。在长期交通荷载、自然因素的综合作用下面层中沥青出现不同程度的老化，随着沥青层位的上升，路面沥青胶结料从下到上老化程度依次增大，路面空隙率过大也会加剧沥青层沥青的老化。

四、结语

沥青路面的破坏，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。但从技术层面讲，水对路面的损坏最大，而且具有普遍性。因此，防止沥青路面早期水损坏的主要措施应该首先防水，然后做好路面的排水设计和施工。其次，应该加强日常使用环节的管理和养护，延长沥青路面的使用周期。

参考文献

[1]何泓．沥青路面水损坏调查分析与评价[J]．江苏交通科技，2008，（4）．

[2]刘义春，夏娟．沥青路面早期水损坏的成因及防治[J]．安徽科技，2008，（9）．

[3]丁连群．有关沥青公路路面水损坏的原因分析[J]．广东科技，2008，（2）．

作者简介：黄凯（1971- ），北流市公路局助理工程师，研究方向：路桥。