國省干線瀝青混凝土路面病害分析
2012-02-07 來源：作者：尹向華 來源：中國論文網
近年來，隨著國家對國省干線公路建設投資力度的加大，我國的公路工程建設十分迅速。但是，隨著一條條公路的建成并投入運營，瀝青路面早期病害現象也越來越引起業(yè)內人士的普遍關注。目前，瀝青混凝土路面最常見的早期病害現象有：裂縫、松散、泛油、推移等，這些病害基本上也是公路工程質量的通病，對新建公路的正常使用形成了嚴重的威脅?，F就以上幾種常見病害的成因進行分析并結合實際提出相應的預防措施：
1 、瀝青混凝土路面早期病害成因分析
造成瀝青混凝土路面早期病害的因素很多，但綜合起來主要有路面結構設計不合理、現場施工質量控制不嚴、投入運營后超載車輛管理不嚴、氣候條件影響等四個方面。下面就以上幾種最常見的瀝青混凝土路面早期病害成因逐一進行分析：
1.1裂縫：國省公路瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種?？v向裂縫的產生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的，特別是在舊路基拓寬地段，由于土質臺階處理不規(guī)范、分層填筑厚度及壓實度控制不嚴，尤其在有表面水滲入的情況下，這些地段往往是縱向裂縫的高發(fā)區(qū)。
和縱向裂縫一樣，橫向裂縫也是不可避免的。橫向裂縫的產生往往是由于溫度應力的作用而產生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸，并隨著時間增長造成瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低，溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會產生以縫為中心的下陷形變，同時引起裂縫兩側產生新裂縫甚至碎裂破壞。
1.2松散：松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發(fā)展的漸進過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結力是顆粒脫落的主要原因?？赡軐е滤缮⒌那闆r還有：
1.2.1集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹，使瀝青膜粘結在粉塵上，而不是粘結在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。這種情況的產生主要是由于集料含泥量超標所造成的。
1.2.2表面離析處往往缺少大部分細集料,離析面上粗集料與粗集料相接觸，但只有在少數接觸點瀝青膜與集料粘結。隨時間增長，瀝青會老化，瀝青膜剝落會使瀝青與集料的粘結力減弱，孔隙中的水凍結會破壞粘結力，或足夠大的摩擦力會破壞離析面上的集料顆粒而產生松散。
1.2.3瀝青混凝土面層要有高密實度才能保證瀝青混合料的粘聚力，如果混合料密實度不夠，集料就容易從混合料中脫落而形成局部松散。
1.3泛油：瀝青從瀝青混凝土層的內部和下部向上移動，使表面有過多瀝青的現象稱作泛油。新建瀝青混凝土路面在通車后的第一個高溫季節(jié)，特別在連續(xù)多天高溫后，在大量行車特別是在重載車輛作用下進一步壓實，易導致瀝青混凝土內部過多的自由瀝青向上移動，產生泛油現象，油石比偏大地段表現的尤為明顯。高溫季節(jié)雨水侵入瀝青混凝土內部后，如瀝青與礦料的粘結力不足，瀝青很快會從集料表面剝落并向上移動，產生更嚴重的泛油現象。在絕大多數情況下，泛油僅產生在行車道上，而且是間斷式的片狀分布。
瀝青用量過大是產生瀝青面層泛油的最主要原因。而瀝青用量過大的主要原因有：
（1）瀝青混合料配合比設計的擊實功不夠。我國在設計瀝青混合料配合比時通常采用馬歇爾試驗方法。當初在開發(fā)和確定馬歇爾試驗方法時，選定室內試驗的壓實功是要使室內產生的密度等于路面在行車荷載作用下最終達到的密度。如果室內所用擊實功產生的密度小于使用過程中所達到的最終密度，所選定的瀝青用量就會偏多，但目前由于各種原因室內試驗所得到的密度遠遠低于使用過程中所達到的最終密度，這使現場施工中產生瀝青用量過大不足為奇。（2）施工控制不嚴和管理不善。有些施工單位在生產過程中私自改變配合比、瀝青混合料拌合不均都是造成瀝青混凝土路面局部瀝青用量偏大的主觀原因。（3）少數施工單位習慣于使用瀝青用量過大的混合料。有些人認為瀝青用量越大，裹覆礦料的瀝青膜越厚，瀝青混合料的粘結力就越大。但實際情況恰恰相反，包覆礦料的瀝青膜越薄，瀝青混合料的粘結力就越大。（4）在嚴重泛油路段，瀝青面層表面發(fā)光發(fā)亮，以摩擦系數和表面構造深度表征的抗滑性能達不到行車要求時往往會造成交通事故。
1.4推移：推移的產生一般與基層施工質量、透油層灑布質量、超載車輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關。在瀝青混凝土路面鋪筑前，由于基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均等都會容易造成瀝青面層和基層粘結不良。瀝青面層建成運營后在大量行車荷載（超載車輛）作用下，由于與基層粘結不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產生推移，隨著時間增長，輪跡帶兩側會產生壅包，甚至會出現由于推移而造成的嚴重裂縫。在基層平整度較差、面層厚度較薄的地段往往由于施工質量等原因，基層不平整會反映到瀝青路面上，車輛荷載作用下面層不平整會愈加明顯，形成波浪。
2 、瀝青混凝土路面早期病害預防措施
瀝青混凝土路面早期病害不能徹底消除，但是可以通過優(yōu)化設計、加強施工管理、提高現場施工質量等措施去預防，將其危害降到最低，從而延長瀝青混凝土路面的使用壽命。
2.1裂縫：眾所周知，瀝青混凝土路面裂縫是不可避免的。根據縱向裂縫形成原因，在路基施工過程中特別在路基拓寬地段、路橋（涵）銜接處嚴格控制填土厚度及填料的均勻性，并保證達到規(guī)范要求的壓實度。瀝青路面進行半幅攤鋪時，采取合理措施處理縱向冷接縫。
由于溫度變化引起的溫度裂縫，瀝青往往隨著時間增長而老化，瀝青面層的抗裂縫能力會逐年降低，所以采用優(yōu)質瀝青會明顯減少溫度裂縫。試驗證明，在其它條件相同的情況下，采用較?。ㄡ樔攵却螅┑臑r青有利于減少溫度裂縫。另外，瀝青混凝土面層抗溫度裂縫的能力與混凝土均勻性、壓實度和空隙率有關?；炷辆鶆?、壓實度高、空隙率小，混凝土強度高且比較均勻，面層表面的薄弱處也就越少。
另外，瀝青面層常有因基層施工質量不高而引起的反射裂縫。因此，在基層施工中，及時的養(yǎng)護、良好的接頭處理及整體強度是有效防治瀝青面層反射裂縫的有效方法之一。
2.2松散：松散的產生往往是由于瀝青混凝土面層強度不足、壓實度過小、面層內部空隙率過大而造成的。所以為有效預防松散現象的產生，應該做到：
2.2.1選用合格的原材料，特別嚴格控制細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結力。
2.2.2嚴格控制施工溫度及壓實效果。瀝青混合料施工溫度過高會導致瀝青老化，降低與礦料的粘附性；溫度過低會導致混合料壓實困難，造成混合料內部空隙率過大。
2.2.3嚴格控制瀝青混合料均勻性，防止混合料離析。
2.3泛油：由于泛油往往是瀝青用量過大造成的，所以在配合比設計階段必須嚴格按照試驗規(guī)程進行最佳油石比的選定；在施工過程中嚴格按照工程師批準的配合比進行施工，任何人不得隨意改變生產配合比。
2.4推移、擁包、波浪：推移、擁包、波浪往往產生在行車道上，特別是瀝青面層只有一層時，由于長期荷載作用下，因基層與瀝青面層粘結力較差而產生推移，推移嚴重時會產生壅包、波浪等破壞。所以有效防治推移等病害必須注意以下幾點：（1）加強路面基層施工質量，提高基層平整度是有效防治病害的條件之一。再者，瀝青面層鋪筑前透層油的灑布尤為重要，透層油灑布前首先必須認真清掃基層表面浮土及雜物并且保證透層油灑布的均勻性和設計用量，提高基層與面層的粘結力。（2）有效阻止超載車輛。隨著油價上漲等原因，近年來超載車輛越來越多，與設計荷載相比超載十分嚴重。在重荷載重復作用下，特別在車輛啟動或剎車頻繁的叉路口及轉彎處瀝青路面很快產生破壞，推移、裂縫尤為常見。
3、 結束語
總之，瀝青混凝土路面早期病害的產生有多方面的因素，無論設計方面、還是施工方面都存在一些不足。鑒于目前瀝青混凝土路面病害早期化的特點，在優(yōu)化設計的同時，更為重要的是應該加強施工管理、提高現場施工質量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。
