城市瀝青路面常見病害的成因分析
2015-04-02
近年來，隨著國家對(duì)城市道路建設(shè)投資力度的加大，我國的市政道路工程建設(shè)十分迅速。但是，隨著道路的建成并投入運(yùn)營，瀝青路面早期病害現(xiàn)象也越來越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。瀝青路面早期病害的現(xiàn)象有：泛油、波浪、壅包、滑溜、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等九種。這些病害極具普遍性和嚴(yán)重性，對(duì)新建道路的正常使用形成了嚴(yán)重的威脅。雖然造成瀝青路面病害的因素很多，但綜合起來主要有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制、投入運(yùn)營后超載車輛管理不嚴(yán)等幾個(gè)方面。本文就結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就這些成因進(jìn)行分析，以供參考。
一、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
1．瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇
瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇是個(gè)很關(guān)鍵的問題，根據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級(jí)配混合料，盡量采用小粒徑瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對(duì)于選用中粗粒砼或開級(jí)配或半開級(jí)配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲入。
路面厚度設(shè)計(jì)的依據(jù)是設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次，設(shè)計(jì)單位為了計(jì)算方便，一般將設(shè)計(jì)公路的交通量劃分為一定車型的標(biāo)準(zhǔn)交通量與另一定型的非標(biāo)準(zhǔn)車交通量，然后將確定車型的非標(biāo)準(zhǔn)車的軸次，換算成標(biāo)準(zhǔn)車軸載的當(dāng)量軸次，最后用設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次，計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。經(jīng)過大量的觀察認(rèn)為：在非標(biāo)準(zhǔn)車向標(biāo)準(zhǔn)車軸載換算過程中，實(shí)際上不管是按標(biāo)準(zhǔn)車的軸載還是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載，尤其是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載，車輛的實(shí)際軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)軸載（貨運(yùn)車輛絕大多數(shù)為超載運(yùn)輸），而由當(dāng)量軸次的計(jì)算公式知，當(dāng)量軸次與軸載比的4.35次方成正比例。由此得知設(shè)計(jì)路面實(shí)際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為其設(shè)計(jì)依據(jù)的設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期破壞情況較多的癥結(jié)之一所在——部分路段在短期內(nèi)（如2-3年）已達(dá)到設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次。
2．瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)
瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵問題，瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過四個(gè)階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段，生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段和試拌試鋪階段，各階段要達(dá)到的目的都有明確的要求。在施工時(shí)，有的單位壓縮兩至三個(gè)階段，有的干脆憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，因此，從理論和實(shí)踐來講存在較大的偏差，從而導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)在質(zhì)量存在先天不足，另一方面由于目前國家現(xiàn)狀所致，市政道路建設(shè)工期較短，碎石料場不規(guī)范，大多地材都由個(gè)體企業(yè)承擔(dān)，料場分散，設(shè)備落后，材料的均質(zhì)性，穩(wěn)定性均有較大的差別，雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析符合要求，在施工過程中也檢測并予調(diào)整配合比，但由于變化大，差異性大不可能做到十分準(zhǔn)確，油石比級(jí)配都在變化，這是導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見病害的原因之一。
二、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制問題
路面施工過程是其質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直接影響面層質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身的施工、基礎(chǔ)施工及相關(guān)聯(lián)工序。
1．對(duì)原材料檢驗(yàn)不嚴(yán)
對(duì)瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)，使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等；工機(jī)械設(shè)備陳舊、不配套，使混合料的配合比計(jì)量、拌和均勻性、壓實(shí)度、平整度等受到很大影響；瀝青混合料拌合溫度的控制，從規(guī)范角度控制比較嚴(yán)格，對(duì)石油瀝青拌合出廠溫度要求在140～176℃，而實(shí)際上有些施工單位在拌合溫度控制方面不是那么嚴(yán)格，時(shí)高時(shí)低很不穩(wěn)定，有的瀝青砼拉到工地溫度降到近80℃，而有時(shí)不足110℃，溫度過高可能導(dǎo)致瀝青變質(zhì)，沒有粘性使瀝青混合料松散，溫度過低，瀝青混合料拌合不勻，影響級(jí)配。造成溫度過高的原因有兩種情況：一是瀝青混合料出廠溫度超過規(guī)范規(guī)定的上限值；二是瀝青混合料出廠溫度雖然在規(guī)定的范圍內(nèi)，但接近高限，如果運(yùn)距較短，攤鋪碾壓又很及時(shí)，就會(huì)使碾壓溫度超過規(guī)范高限。如果碾壓溫度過高，混合料就壓不實(shí)，就會(huì)出現(xiàn)推移，發(fā)生微裂。使用落后的攤鋪機(jī)攤鋪路面對(duì)路面影響也較大，縱橫接縫處理問題也較多，特別是碾壓受到限制，不容易控制在規(guī)范要求的碾壓溫度內(nèi)完成全部碾壓工序，瀝青混合料壓實(shí)度難以達(dá)到。
2．施工過程中的路面污染
當(dāng)前許多市政工程項(xiàng)目如路基橋涵、路面、排水、各種管線工程交叉施工，都嚴(yán)重影響平整度，在同一路段上施工單位較多，加上工期較緊，平行作業(yè)，相互影響，如在道路工程中瀝青混合料攤鋪底面層時(shí)，其他施工單位或施工工序要繼續(xù)進(jìn)行，部分路段的車輛也要通行,導(dǎo)致路面污染嚴(yán)重,從而使路面上層鋪設(shè)，層與層之間的粘結(jié)受到影響，特別是當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)，在車輛高速行駛荷載作用下，瀝青路面產(chǎn)生脫落，推擁、扭曲裂縫，我們經(jīng)常見的橋面鋪裝被拉開、拉裂就是這方面原因所致。此外，路面鋪設(shè)完后其他作業(yè)工序的機(jī)械，包括人行道工程、綠化工程、路燈工程等有些機(jī)械在上面停留漏柴油使路面污染,嚴(yán)重的地方,造成路面局部松散、剝落。
3．基層施工
基層是承擔(dān)面層傳遞的車輛荷載的主要承重層，基層的強(qiáng)度及穩(wěn)定直接關(guān)系面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?；鶎邮┕さ闹饕獑栴}：基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前，若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈，在雨水作用下，浮層細(xì)料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿，進(jìn)而波及到瀝青面層表面； 基層松鋪系數(shù)（或基層標(biāo)高）控制不嚴(yán)而導(dǎo)致的二次補(bǔ)加層，因二次補(bǔ)加層與下層基層無法緊密連接，自身厚度又較小，因而極易松散，進(jìn)而引起瀝青層的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。部分基層壓實(shí)度不足的問題。在最大干密度確定的情況下，基層的壓實(shí)度與混合料中粗、細(xì)集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān)，當(dāng)粗粒含量很大時(shí)，即使壓實(shí)度超過100%，并不表示該基層已經(jīng)密實(shí)，因此，要適當(dāng)增大碾壓噸位、增加碾壓遍數(shù)，確?；鶎拥揭?guī)定壓實(shí)密度。
三、投入運(yùn)營后超載車輛管理不嚴(yán)
目前，柔性路面國家設(shè)計(jì)規(guī)范仍然采用彎沉值控制，使用年限采用累計(jì)折合成標(biāo)準(zhǔn)荷載次數(shù)作為控制指標(biāo)，而對(duì)重型車，特別是超重型車輛對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響卻沒有過多過細(xì)的理論保證，規(guī)范中的折算系數(shù)并沒有考慮路面承載極限能力，比如一個(gè)正常的搬運(yùn)工他一趟能搬起一包水泥，那么他把一車水泥下完是不會(huì)有問題，但是如果一趟讓他搬兩包，那么恐怕會(huì)將身體壓垮，身體一旦嚴(yán)重受傷，那么肯定他連一包水泥都搬不起，對(duì)于道路而言也應(yīng)該是同樣的道理，一旦超出極限荷載的行駛將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷。促使路面開裂、推擁，甚至局部下陷，導(dǎo)致路面破壞。而目前市政道路上或其它等級(jí)的公路上，超重型車輛，特重型車輛隨處可見，因此對(duì)瀝青路面的損害是非常大的。
四、結(jié)束語
總之，瀝青混凝土路面常見病害的產(chǎn)生有多方面的因素，無論設(shè)計(jì)方面、還是施工方面、或是路面形成后的使用、養(yǎng)護(hù)和管理等方面都存在一些不足。鑒于目前瀝青路面病害早期化的特點(diǎn)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，更為重要的是應(yīng)該加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場施工質(zhì)量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時(shí)，延長使用壽命，提高投資效益。
