公路瀝青砼路面的病害及防治措施剖析
2015-06-24
1 瀝青砼路面的基本概念
瀝青砼是經(jīng)人工選配具有一定級配組成的礦料（碎石或軋碎礫石、石屑或砂、礦粉等）與一定比例的路用瀝青材料，在嚴(yán)格控制條件下拌制而成的混合料，是目前高等級公路常用的一種路面結(jié)構(gòu)類型。
瀝青混凝土按所用結(jié)合料不同，可分為石油瀝青的和煤瀝青的兩大類；有些國家或地區(qū)亦有采用或摻用天然瀝青拌制的。按所用集料品種不同，可分為碎石的、礫石的、砂質(zhì)的、礦渣的數(shù)類，以碎石采用最為普遍。按混合料最大顆粒尺寸不同，可分為粗粒(35～40mm以下)、中粒（20～25mm以下）、細(xì)粒(10～15mm以下)、砂粒(5～7mm以下)等數(shù)類。按混合料的密實(shí)程度不同，可分為密級配、半開級配和開級配等數(shù)類，開級配混合料也稱瀝青碎石。其中熱拌熱鋪的密級配碎石混合料經(jīng)久耐用，強(qiáng)度高，整體性好，是修筑高級瀝青路面的代表性材料，應(yīng)用得最廣。各國對瀝青混凝土制訂有不同的規(guī)范，中國制定的熱拌熱鋪瀝青混合料技術(shù)規(guī)范，以空隙率10％及以下者稱為瀝青混凝土，又細(xì)分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率為3(或2)～6％，屬密級配型；Ⅱ型為6～10％，屬半開級配型；空隙率10％以上者稱為瀝青碎石，屬開級配型等。
2瀝青砼路面常見病害產(chǎn)生的原因
瀝青路面病害出現(xiàn)的原因，是多種因素綜合作用的結(jié)果，其種類繁多，主要最常見的為裂縫、路面推移、泛油和油斑、車轍等幾個方面。
2.1坑洞：多由于雨水對路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生的破壞，路面結(jié)構(gòu)層滲水是對路面早期破壞最嚴(yán)重的一種病害，一方面雨水會通過行車荷載的作用，逐步通過路面上的局部網(wǎng)裂侵入到瀝青與集料的界面上，同時(shí)由于水動力的作用，瀝青膜漸漸地從集料表面剝離，并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。另一方面由于由于瀝青混合料的配合比、厚度不足、超載等原因，網(wǎng)裂部位在荷載的作用下松散的石料被車輪甩出形成坑洞，隨著時(shí)間推移形成大面積破壞。
2.2裂縫：裂縫是瀝青砼路面最常見的病害之一，它的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水份使基層甚至路基軟化，導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面破壞。，按其形狀又基本分為以下四種：
?、贆M向裂縫：橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類：荷載性裂縫是由于路面設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣，或由于車輛嚴(yán)重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而裂縫；非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，它有兩種情況：瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫。這種病害比較普遍，主要由于瀝青面層溫度病害。
②縱向裂縫：縱向裂縫產(chǎn)生的原因有兩種可能性：一種情況是瀝青面層分路幅攤鋪時(shí)，兩幅接茬處未處理好，在行車載荷作用下，易形成縱縫。有時(shí)，車轍邊緣也會有縱裂縫?？v向裂縫，大多發(fā)生在半填半挖路基或路面加寬處，主要由路基的不均勻沉降造成；另一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻或由于路基邊緣受水侵蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起。
?、埤斄眩糊斄延址Q網(wǎng)裂，通常是由于路面整體強(qiáng)度不足，基層軟化，穩(wěn)定性不良等原因引起的，其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫，逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫；瀝青路面老化變脆，也會發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫，一般多發(fā)生在行車道輪跡。
?、芊瓷淞芽p：基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫將逐漸反射到瀝青表面，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。半剛性基層的開裂通常由溫縮或干縮引起，多數(shù)情況是在基層鋪筑后，由于未按規(guī)定及時(shí)養(yǎng)生或未及時(shí)鋪筑瀝青面層，使基層長期暴露在大氣中，在降溫和水分聯(lián)合作用下而開裂；當(dāng)然也可能是在鋪筑瀝青面層后，路面在使用過程中，由于溫度驟變使基層的日溫差超過某一范圍致使其溫度應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度而斷裂。后者一般發(fā)生在瀝青面層較薄且日溫差較大的地段。
2.3路面推移：瀝青混凝土面層推移，主要是指混合料在道路的縱向發(fā)生位移，它可能是在施工期間發(fā)生或者是在道路通車一段時(shí)間后產(chǎn)生，尤其在高溫天氣下。
2.4泛油和油斑：泛油和油斑是指瀝青混合料中粘結(jié)料集中到局部地方，最直接的判斷方式就是在道路輪跡處出現(xiàn)發(fā)亮的縱向條紋，在施工鋪設(shè)和通車后階段都有可能出現(xiàn)。路面推移以及泛油和油斑這兩種病害產(chǎn)生的最主要的原因是混合料離析?；旌狭习l(fā)生離析時(shí)，粗集料和細(xì)集料分別集中于鋪筑層的某些位置，使瀝青混凝土不均勻、配合比級配與原設(shè)計(jì)不符，混合料失去原設(shè)計(jì)達(dá)到的粘接力就形成了路面推移，而混合料的不均勻還會導(dǎo)致集料和瀝青分離，瀝青集中到一處形成泛油和油斑。
2.5車轍：車轍是在行車載荷重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生累積永久性的帶狀凹槽，表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差，主要是由于瀝青混合料級配設(shè)計(jì)不合理、穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時(shí)壓實(shí)度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起；另外，重載或超載車輛過多也是產(chǎn)生車轍的重要原因。車轍一般是在溫度較高的季節(jié)，瀝青面層在車輛的反復(fù)碾壓下產(chǎn)生永久變形和塑性流動而逐漸形成。它通常是在伴隨瀝青面層壓縮沉陷的同時(shí)，出現(xiàn)側(cè)向隆起，二者組合起來構(gòu)成的。因此，為了延緩車轍的形成，主要應(yīng)從提高瀝青面層材料的高溫穩(wěn)定性來著手考慮。
3瀝青路面常見病害處治方法
針對上述瀝青路面常見病害的原因在此相應(yīng)的提出個人對于瀝青路面常見病害的防治措施。
3.1對于坑洞病害的預(yù)防及處理措施：
選擇合適的混凝土類型。瀝青面層各層應(yīng)盡量使用空隙率≯5%的密實(shí)型瀝青混凝土，在高等級公路中，宜使用針入度較小的瀝青并采用抗剝落劑。嚴(yán)格控制細(xì)集料含泥量也是提高瀝青與碎石的粘附性的有力措施。在施工過程中必須注意瀝青混凝土拌合的均勻性，防止粗細(xì)集料離析。在瀝青面層表面涂上防水材料，形成一種不透水的薄膜封層，能使瀝青面層中因降雨而聚集的水大大減少。
出現(xiàn)坑洞后先清除槽底、槽壁的松動部分及灰塵、雜物，并涂刷粘層瀝青。（坑洞底部與四周涂滿），填入瀝青混合料（AC-10）并整平碾壓達(dá)到密實(shí)效果，壓實(shí)完畢后對四周進(jìn)行瀝青灌縫封口。
3.2對于裂縫的預(yù)防及處治措施：
?、佼a(chǎn)品生產(chǎn)前對原材料特別是瀝青做試驗(yàn)，根據(jù)《瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50092-96)要求，按本地區(qū)氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效。
?、诤侠斫M織施工，盡量避免冷接縫。對于冷接縫的處理，應(yīng)先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料，然后預(yù)熱軟化接縫處，涂刷乳化瀝青，再鋪筑新混合料。碾壓時(shí)，壓路機(jī)在已壓實(shí)的橫幅上，鋼輪伸入新鋪層15cm左右，每壓一遍向新鋪層移動15-20cm，直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止。對于縱向裂縫，如分幅攤鋪時(shí)，前后幅應(yīng)緊跟，上、下層的施工縱縫應(yīng)錯開15cm以上，攤鋪時(shí)控制好松鋪系數(shù)，使壓實(shí)后的接縫結(jié)合緊密、平整。
③瀝青路面攤鋪前，對下臥層需認(rèn)真檢查，及時(shí)清除泥灰，處理好軟弱層，保證下臥層穩(wěn)定。在舊路面上加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層前，須銑刨原路面后再加鋪，以延緩反射裂縫的形成。
?、茉诼访娉霈F(xiàn)微小裂縫時(shí)就必須及時(shí)處理整治。對于細(xì)裂縫(2-5mm)可用改性乳化瀝青灌縫。對大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)灌縫。灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾，并使縫內(nèi)干燥。灌縫后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。對裂縫很大的情況，必須將裂縫兩邊瀝青砼開挖，先處理基層再攤鋪新混合料，水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料是首選基層。如夾有軟弱層或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層時(shí)，應(yīng)將其鏟除；如因結(jié)構(gòu)層積水引起網(wǎng)裂時(shí)，鏟除面層后，需加設(shè)將路面滲透水排除至路外的排水設(shè)施。
3.3對于路面推移、泛油和油斑的預(yù)防及處治措施：提高混合料在壓實(shí)后的內(nèi)在穩(wěn)定性，適度降低瀝青和細(xì)集料的含量，提高混合料中多角碎石顆粒的含量，施工攤鋪時(shí)盡量避免攪拌不勻的現(xiàn)象，如出現(xiàn)時(shí)可采用人工局部挑出。另外運(yùn)輸途中絕不能出現(xiàn)顛簸嚴(yán)重，運(yùn)輸時(shí)間長的情況。出現(xiàn)路面推移情況時(shí)只能局部鏟除，采用符合要求的新混合料攤鋪，并與周邊的混合料結(jié)合緊密。
3.4對于車轍的預(yù)防及處治措施：主要是提高混合料的高溫穩(wěn)定性。近幾年來的改性瀝青混合料的生產(chǎn)施工實(shí)踐證明，采用改性瀝青混合料是防止或延緩路面產(chǎn)生車轍的有效方法。在瀝青中摻入不同的改性劑能改善瀝青的很多性能，粘度提高，感溫性能穩(wěn)定，瀝青軟化點(diǎn)提高，針入度提高，耐老化性能提高，從而也相應(yīng)的提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力。
結(jié)語：總之，瀝青混凝土路面早期病害的產(chǎn)生有多方面的因素，無論設(shè)計(jì)方面、還是施工方面都存在一些不足。為了減少瀝青路面的病害，我們最主要的是從施工中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，規(guī)范化施工，切實(shí)做好預(yù)防措施。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。
