沥青路面病害成因分析
2015-06-11
一、沥青面层结构类型选用不当、沥青混合料级配不合理
沥青路面除应满足车辆的使用要求外，还应满足防止雨水下渗等要求，所以尽量采用小粒径沥青混凝土，以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粒式沥青混凝土或开级配、半开级配沥青混合料的路面面层，必须在上面层下设下封层，防止路面水渗入。在2000年以前，宁夏大多公路（高速公路除外）路面面层都采用沥青上拌下贯式或沥青表处。由于这两种结构孔隙较大，路面水容易渗入到碎石层中，使沥青与矿料的粘结力降低，促使沥青从矿料上剥落。这样，路面在行车荷载作用上产生了拥包、坑槽、松散、龟裂、翻浆等病害。近几年养护单位杜绝采用贯入式处治路面病害，提倡采用拌和法。但是在利用拌和法处治路面病害时，多数情况下施工人员凭经验，不注意混合料级配设计或采用开级配、半开级配，盲目修补，压实度有难以达到要求，经常出现前补后坏的现象。
二、基层结构形式和基层材料选用不当
根据规范要求，高级路面基层虽然可采用高强、少裂、稳定性（含水稳定性）好的白灰稳定粒料类半刚性基层，但是由于这类材料的抗拉强度较低和抗冲刷能力较差，收缩性也较大，冰冻稳定性也较差，在过分潮湿情况下难于成型和发展高的强度，所以不适宜做高级路面的基层（可以做底基层），尤其是潮湿地区更不能采用。同时集料的级配、强度、酸碱度和塑性指数等选用不当都会影响沥青路面的使用质量。
三、路面施工质量控制不严
路面施工过程是整个公路质量形成的关键环节之一，而直接影响质量的施工环节主要是基层施工的沥青面层施工。
(一) 基层施工
基层是承担面层传递荷载的主要承重层，基层质量的好坏，直接影响着沥青路面的使用质量。在施工的各环节中，稍有疏忽，就会给沥青路面的使用质量造成隐患。一是在拌和与摊铺过程中，粗集料离析引起基层材料的不均匀性，从而造成基层强度和稳定性的不均匀性。二是选用的基层材料塑性指数或含泥量偏大，由于水分的进入使基层含水量增加，使路面基层处于潮湿或者过湿状态，基层强度大幅度降低，从而导致沥青路面的早期破坏。在阴湿冰冻地区，危害性更大。三是水泥稳定料基层没有在水泥终凝之前碾压成型，导致了水泥失效而使基层的强度和刚度达不到设计规范要求。四是压实度不足。虽然在施工中，严格按最大干密度控制施工压实度，但是却忽视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关系更大，当测点的粗粒料含量偏大时，即使该点的压实度达到100%，并不表示该基层已经密实，致使沥青路面产生松散、网裂等病害。
(二)沥青混合料面层施工
1.压实度不足，沥青面层空隙率过大，受水侵入而产生破坏。由沥青面层本身的原因引起的路面早期破坏有沥青面层松散、坑槽、泛油、麻面等。实践表明，沥青面层破坏的一个很重要的原因是水引起的。沥青面层中水的来源有地表水和地下水，但主要是地表水渗到沥青面层中去时，在汽车荷载及温度变化作用下，沥青面层产生早期破坏。因此，为了减少水对沥青路面面层的早期破坏，应提高沥青面层压实标准。在沥青混合料中加入抗剥落剂，以防沥青与石料的剥离。
2.沥青面层颗粒离析。沥青面层集料大小颗粒离析致使局部粗集料偏多，集料偏少，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，拥包等病害。其主要原因有以下几个方面：一是集料颗粒组成不均匀。目前宁夏境内大部分市县的沥青混合料所用集料多取自一些个体小料场，生产的集料规格不稳定，往往一家供不应求，需要几家供料，各家生产规格又有差异，有时还采用水洗砂进行掺配，造成了集料颗粒组成均匀性差。二是矿粉的细度对沥青混合料质量至关重要，矿粉粒度小，比表面积大，其比表面在沥青混合料中约占矿料比表面积的80%。在沥青混合料中沥青与矿粉的相互作用影响沥青混合料的抗剪强度。据相关资料表明，当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时，则矿粉比表面积是原比表面积的1/4。这样，就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面相互作用形成结构沥青，而是形成了较多的自由沥青，降低了沥青与矿料之间的粘结力，高温季节在行车荷载的作用下会形成泛油，因此在沥青红得发紫混合料中控制矿粉的质量十分重要。三是运输和摊铺过程中造成粗细颗粒离析。沥青混合料从拌和机向运料汽车上放料时，由于落差大，会出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上到入摊铺机斗时，将会再次出现离析。当运料汽车倒完一车料开走后，摊铺机受料斗两民办板上积料含粗集料多，细集料少，所以受料斗两民办板应及早翻动，使积存料与较多的混合料混合，减少混合料离析。
四、养护管理及其他原因
（一）超限运输
引起沥青路面早期破坏的后天原因中最普遍、最主要的原因是超限运输。超限运输也被称为公路的“超级杀手”。据有关资料统计表明：核定载重为8吨的车辆，如果每超载1倍的话，则该车辆对路面的作用次数相当于正常装载车辆的16倍。而且超限车辆的增加对公路路面的破坏程度以几何级数增长，使沥青路面的使用年限缩短50-60%。
（二）排水设施排水不畅
混合交通量的公路一般都是穿过村镇，村镇街道大多排水不畅，每次降雨，都使大量雨水积聚在公路路面及路基范围内，使公路成了排水沟，导致大量水渗入到路面结构层和路基中，使路面结构和路基处于潮湿或过分潮湿状态，在行车作用下致使沥青路面早期破坏。
总之，避免沥青路面早期破坏的现象，延长沥青路面使用年限，提高投资效益，需要设计、施工、养护管理等各方面共同努力，按照行业规范和标准，结合公路所处的地理位置、环境和沿线的水文地质及沿线筑路材料情况，严格履行各自职能，以保证公路安全、快捷畅通。
