沥青路面早期病害原因分析与对策

(鄂尔多斯市公路管理局，内蒙古 鄂尔多斯 017000)
摘 要：文章通过对沥青路面早期病害的分析与研究，提 出了切实可行的治理措施，以便及早发现路面病害，及早治理。
关键词：公路；沥青路面；病害；治理
中图分类号：U416.217  文献标识码：A  文章编号： 1007—6921(2009)03—0252—02

目前，随着交通量日益增大，沥青道路路面质量面临严峻的考验，很多沥青路面均呈现出一 定的早期破坏，如裂缝、拥包、剥落、车辙等现象，有的沥青道路甚至当年通车即发生了病 害，正常维修期提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护资金的投入。因此，认真分析 其原因并寻求对策，对预防其产生和控制，其发展是很有必要的。
1 沥青路面早期破坏的原因

沥青路面的使用寿命一般为10～15年，如果通车1～2年内发生严重病害和较大面积损坏，可 视为早期破坏，早期破坏类型可归纳为：
1.1 水损坏

随着时间的推移，由于下雨积水，而路面排水不通畅，使得轮迹处或积水处路面向两边推挤 而隆起，轮迹处继续沉陷，再发展，靠近轮迹的隆起部分破损，很快就出现面层松散、剥落 、坑槽等。这就是典型的水损坏现象。通常水损害产生的原因有下列几种：①路面排水系统 不健全；②路面压实度不足；③路面离析。
1.2 裂缝

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不断进入水分使基层甚至路基 软化，导致路面承载能力下降，加速路面破坏。
1.2.1 横向裂缝，横向裂缝又分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于 路面设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的 拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况：沥青面 层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。
1.2.2 纵向裂缝，纵向裂缝可分为两种情况：一种情况是由于路基压实度不均匀，路面不 均匀沉陷而引起的。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车荷载作 用下，易形成纵缝。纵向裂缝多发生于半填半挖路基处，主要由路基的不均匀沉降而造成。 
1.3 龟裂

网龟裂通常是沿轮迹带出现，由于路面结构强度不足，使面层出现网状或龟裂状裂缝。
1.4 车辙

车辙是在行车荷载重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽，主要是由于沥青混合料级 配不合理，稳定性差或由地基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的基层和基层材料在 行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。
1.5 波浪

主要原因是路面组成材料不均匀，施工配合比不符合设计要求或施工质量差，导致路面材料 不足以低抗车轮水平力的作用。
1.6 松散

主要原因是施工时矿料不级配以及沥青含量(油石比)不够或沥青粘结力不够，导致面层骨 料互相分离飞子。
1.7 坑槽

主要是由于面层网龟裂及纵向、横向裂缝养护不及时而逐渐形成的。另外基层局部强度不足 ，在行车作用下也易产生坑槽。
1.8 沉陷

一般是由于基层局部成型不足，强度不够，在行车荷载和自然因素等作用下形成的。对于大 面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移等引起的。主要原因是由于 路基压实度不足引起的。
1.9 剥落

如果沥青混合料中使用了酸性石料，在不掺抗剥落剂的情况下，将会造成集料与沥青之间的 粘附性不足，在行车荷载作用下，集料从路面剥落，使面层形成麻面，进而发展成为坑槽、 松散等病害。
2 沥青路面发生早期破坏和损坏的原因分析
2.1 车辆超载

随着中国经济的迅速发展，道路上的货车增长量非常快，某些单位和个人从自身利益出发， 超载严重，甚至达到了令人无法想象的程度。超载严重是造成早期破坏的主要原因之一。
2.2 施工因素

中国的沥青道路大部分都选用优质进口沥青，上面层采用改性沥青，但有些部门为了确保沥 青的质量，在进行招标时将指标值定得过高，以至于有些沥青供应商为迎合主管部门的需要 ，在沥青中加入某种成份以提高指标值，严重影响了沥青路面的寿命。

在实际生产中，施工人员一般都严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产，但这 种方法生产的混合料往往达不到设计要求，有的甚至出现较大的偏差，出现了“目标配合比 设计”与“生产配合比设计”不相符的情况，其原因就在于骨料的吸水性上。中国现行的沥 青混凝土路面设计方法中，集料密度采用的是视密度，而实际生产过程中，因为自然条件， 环境因素的影响，使生产配合比与实验室配合比出入很大。

沥青混合料的拌和，摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着 裂缝，车辙等病害的发生。摊铺过程中除严格按《规范》要求施工外，还应着重控制摊铺温 度，供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等环节。碾压过程中遵循少量喷水，梯 形迭进的原则，决不能片面追求平整度，进行低温碾压，降低压实度标准，低温碾压易造成 空隙率增大，压实度不足，使路面渗水，导致早期破损；过度碾压易造成构造深度偏小，甚 至出现泛油病害，影响行车安全。碾压过程要及时迅速，并保持碾压要求，绝对不允许压路 机中途急停，转向，使路面发生推挤，拥包现象，从而影响平整度。

路基施工缺陷也是路面早期破坏的原因之一，特别是软土地区。路基软土地基不稳定，地基 换填或挤淤处理不彻底，路基填筑压实度不足，路基填料的液限偏高，路堤不均匀沉降等都 会导致路面的早期破坏。桥梁施工缺陷的影响，桥面沥青路面早期破坏通常发生在那些预拱 度设置不合理造成桥面沥青面层厚度达不到设计要求，简支梁桥伸缩缝施工质量差的桥梁结 构上。由于桥面的变形条件和弹性状态受桥梁整体刚度和局部刚度的控制，与一般路基上路 面变形状态不同，未达到设计厚度的沥青面层往往受到剪切破坏。而一旦有病害发生，便迅 速扩展到全桥，很难局部修复。
2.3 养护因素

路面早期养护措施不及时，不完善等也是沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆上路 或对超载车辆控制不严则更是沥青路面早期受损的直接原因。
3 沥青路面早期破坏的预防措施
3.1 严把质量关，科学合理地安排工期

严格控制沥青路面的设计，施工各项指标，不搞献礼工程，做到以实求实。将路面科研工作 与道路建设结合起来，改变科研与建设脱节的现状。
3.2 强化施工管理，提高工序控制的科学性

保证现场实验数据的完整和准确，杜绝弄虚作假。特别是沥青材料砂石料的实验数据，必须 做到抽样合理，数据真实保证沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处 ，结构物两端填土等重要部位的施工重点控制，防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。

重视并保证沥青路面的压实度，均匀度、平整度和构造深度等指标，特别处理好平整度与压 实度的关系。不能过分追求平整度而牺牲压实度，而要在保证压实度的基础上追求平整度， 否则通车后路面极易发生水破坏以及松散、车辙等病害。

优化排水设计防止水损坏；重视半刚性基层的养护，防止反射裂缝的出现；大力打击超载 运输，保证道路正常使用；加强养护并提高养护管理水平。经验表明，科学有效的养护不但 保证了沥青路面的服务性能，也是防止早期病害的进一步发展，节省养护资金的有效手段。 
4 提高沥青路面的使用质量，加强周期性养护可以有效制止早期破坏

通过以上分析，可看出沥青路面早期破损与沥青混合料路面设计施工，交通气候条件等有联 系，而交通气候条件是客观存在的，所以沥青路面病害防治技术应以路面设计，沥青混合料 和施工三个方面考虑。
4.1 合理设计路面结构
4.1.1 尽可能减薄沥青面层厚度，控制在12～15cm之间。①半刚性基层沥青路面结构的承 载能力可由半刚性材料层(基层和底基层)来承担，无需用增厚面层来提高承载能力；②提 高沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层，而是用优质沥青；③沥青面层的裂缝不只是反射 裂缝，在正常施工情况下，大部分是沥青面层本身的温缩裂缝；④一般来说厚的沥青面层易 导致车辙的产生。
4.1.2 加强沥青路面防水设计。
4.1.3 选用合理的基层和底基层结构。
4.2 严格控制沥青混合料的质量

选用具有良好的高低温性能，抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。选用 石质坚硬、耐磨与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或 石灰粉。沥青混合料的级配确定其高温稳定性和抗疲劳性能、低温抗裂性。混合料配合比设 计，实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计，根据当地气候条件和交通情况做具 体分析，尽量兼顾。采用沥玛蹄脂碎石混合料(SMA)或采用改性沥青均可改善沥青路面使 用性能。
4.3 严格控制施工质量

沥青路面施工必须按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，对施工全过程， 每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到质量标准。①严格控制沥青 混合料的拌合质量，发现“糊料”或离析应及时处理；严格控制混合料的油石比、稳定度、 流值等指标；②保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径骨料 含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振，不使基顶形成灰浆硬壳，不使用细料进 行压实厚度打平；③合理洒布透层油粘层油；④提高面层摊铺铺质量。