浅谈沥青路面早期病害原因及防治措施
2015-07-06
近年来，随着国家对公路建设投资力度的加大，公路丁程建设进展迅速。但是，公路建成并投入运营后，沥青路面早期病害也越来越引起业内人士的普遍关注。
沥青路面的早期病害有泛油、波浪、拥包、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等，这些病害对公路的正常使用有严重影响。虽然造成沥青路面病害的原因很多，�综合起来主要有路面结构设计、现场施工质量控制、投入运营后超载车辆管理等几方面。
1路面结构设计问题
1.1沥青面层结构选用及混合料类型选择
沥青面层结构选用及混合料类型选择是决定路面质量的关键。根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50－2006)，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足不渗雨水的要求。因此，宜选用粒径较小，空隙也小的级配混合料，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。对于选用中粗粒沥青混凝土或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面，必须在沥青面层下设下封层，防止雨水渗入基层。
路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次。设计单位为了计算方便，一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准车交通量与另一定型的非标准车交通量，然后将确定车型的非标准车的轴次，换算成标准车轴载的当量轴次，最后用设计年限内的当量轴次，计算路面设计弯沉及结构厚度。
经大量观察发现，公路建成投入运营后，车辆实际轴载远大于设计轴载(货运车辆绝大多数为超载运输)。而由当量轴次的计算公式知，当量轴次与轴载的4.35次方成正比。由此得知，路面实际承受的当量轴次远远大于作为设计依据的设计年限内的累计当量轴次，即现阶段新建公路路面在短期内(如1年～2年)就已达到设计年限的累计当量轴次。这是造成路面早期破坏的重要原因之一。
1.2沥青混合料配合比设计
沥青混合料配合比设计按规范要求应经过4个阶段，即目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证和试拌试铺阶段，各阶段都要达到预期的目的。施工时，有的单位压缩2个～3个阶段，有的直接凭经验进行施工，从而导致沥青混合料质量低。另一方面，许多地区由于公路建设丁期较短、标价偏低、碎石料场不规范、料场分散、设备落后、管理较乱、材料的均质性、质量稳定性均较差。虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析，并在施工过程中也检测并调整了配合比，但由于准确性差，油石比、级配都在变化，导致路面巾现早期病害。
2 现场施工质量控制问题
路面施下过程是面层质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基层施工及相关联结层施工。
2.1面层施工质量控制
如沥青混合料的配合比控制不好，特别是矿粉和沥青用量不准，会使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等，施丁机械设备陈旧、不配套，会使计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到影响。在现场应加强对沥青混合料的温度控制。规范要求沥青混合料拌和出厂温度应在120℃～165℃之间，而实际上是时高时低，很不稳定，有时沥青混合料运到下地后还将近180℃，而有时又不足110℃。温度过高可能导致沥青老化，黏性降低使沥青混合料松散；温度过低，则沥青混合料拌和不匀，出现花白料，影响级配，碾压温度过高，混合料就不能压实，还会出现推移，发生微裂，压实度难以达到规范要求。
2.2施工过程中的路面污染
目前，许多公路投标项目划分太细，路基、桥涵、路面、交通丁程施丁都严重影响路面平整度。同一路段上施丁单位较多，加上丁期较紧。平行作业，相互影响。如在高速公路施丁中，摊铺沥青混合料底面层和中面层时，路基施丁单位要刷边坡、挖边沟，其他路段的车辆也要通行，导致路面污染严重，层与层之间的黏结受到影响。特别是当沥青面层较薄时，在车辆高速行驶荷载作用下，沥青路面产生脱落、推拥，出现扭曲裂缝。常见的桥面铺装被拉裂就是这方面原因所致。此外，路面铺设完后其他作业工序(包括交通工程、中央分隔带、路基填土)的机械，有些在路面上停留，洒漏柴油使路面污染，严重的还会造成路面局部松散、剥落。
2.3基层施工
基层是承担面层传递车辆荷载的主要承重层，基层的强度和稳定性直接影响面层的强度和稳定性。基层施丁的主要问题是基层、底基层表面清除不干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净，在雨水作用下，浮层细料变软被行车挤压造成高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面。引起沥青层产生网裂、松散、坑槽等破坏。在最大干密度确定的情况下，基层压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关。当粗粒含量很大时，即使压实度超过100％，也不能确保该基层已经密实。因此，要适当增大碾压吨位。增加碾压遍数，确保基层达到规定的压实度。
3 投入运营后超载车辆管理不严
目前，对柔性路面，国家设计规范仍然采用弯沉值控制，使用年限采用累计标准荷载次数作为控制指标。而对重型车，特别是超重型车辆对路面结构强度造成的影响却没有考虑，也没有考虑路面承载极限能力。超出极限荷载的行驶将导致路面结构严重损伤，促使路面开裂、推拥，甚至局部下陷。公路管理部门应按照国家《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求严格控制超载车辆，对超载车辆实行强制卸载。而目前高等级公路或其他等级的公路，超重型车辆、特重型车辆随处可见，这对沥青路面的损害非常大。
4 防治措施
沥青路面病害的防治首先应当通过钻芯取样试验、检测弯沉和摩擦系数、平整度等进行分析，对症下药，方能收到成效。
4.1病害处理
(1)根据泛油的轻重程度，铺撒粗粒矿料。
(2)波浪变形处置较为闲难，轻微波浪可在热季强行压平。严重波浪则需用热拌沥青混合料填平。
(3)由于所用的沥青稠度偏低，用量偏多，或因混合料中矿料级配不好，细料偏多；或因面层较薄，以及面层与基层的黏结较差，产生推挤、拥包，最好的是铲子推挤、拥包部分。
(4)对较小的纵缝和横缝，一般用灌人热沥青材料加以封闭处理。对较大的裂缝，则用填塞沥青石屑混合料的方法处理，对于大面积的龟裂、网裂。通常采用加铺封层或沥青表面处治。龟裂、网裂严重的，则应进行补强或彻底翻修。
(5)坑槽处治的方法是将坑槽范围挖成矩形，槽壁应垂直，在四周涂刷沥青后，从基层到面层用与原结构相同的材料填补，并夯实。
(6)对于沥青路面使用初期出现的松散病害，处治办法是：基层湿软，应清除松散的沥青面层后，重新压实，待基层干燥后再铺面层。
(7)对于啃边病害的处治方法是设置路缘石，加宽路面，加固路肩。有条件时可设法加宽路面基层至面层宽度外20cm～30cm。
4.2限制车辆荷载
沥青路面采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论设计，当以设计弯沉值为指标及沥青层拉应力验算时，凡轴载大于25kN、小于130kN的各级轴载作用次数，均应按规范公式换算成标准轴载BZZ－100的当量作用次数。当单轴大于130 kN时，换算公式不能成立，说明行驶车辆轴载一般要小于130 kN，但与实际情况不相匹配。现在交通部颁布了《超限运输车辆行驶公路管理规定》。对超限车辆运输进行限制，这将使沥青路面的使用寿命得到延长。
4.3采用新技术
采用和探索先进的材料和施工工艺，将会更好地提高沥青路面的使用性能。其途径一是改善矿料级配，采用沥青玛蹄脂碎石混合料；二是改善沥青结合料，采用改性沥青。
5 结束语
总之，沥青路面早期病害的产生有各种各样的因素，无论设计方面，还是施工方面都存在缺陷。鉴于目前沥青路面病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，尽量在提高沥青路面使用性能的同时，延长使用寿命，提高投资效益。
