沥青路面病害分析及预防措施
2015-07-27
1.沥青路面病害类型
按照现行的《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ073.2—2001）的规定，根据沥青路面破损的类型，沥青路面的破损可分为四大类：裂缝类：包括龟裂、不规则裂缝、纵裂、横裂等；变形类：包括沉陷、车辙、搓板、波浪、拥包等；松散类：包括坑槽、麻面、脱皮、啃边、松散等；其他类：包括泛油、磨光、修补损坏、冻胀、翻浆等。
2.病害原因分析
2.1裂缝
沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的，特别是在旧路基拓宽地段，由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严，尤其在有表面水渗入的情况下，这些地段往往是纵向裂缝的高发区。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变，同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。
2.2变形
沉陷产生的原因：一是由于裂缝类病害没有及时处理，地表水渗入基层及路基，造成基层强度破坏和路基稳定性减弱，导致推移和沉降变形。二是由于施工时路基压实度不够、基层局部成型不足、强度较低造成变形。
车辙是在沥青路面行车道的轮带上产生的永久变形。此永久变形由两部分组成，一部分是沥青面层在行车荷载反复作用下进一步碾压密实产生的，可称其为压密形变；另一部分是因为沥青混合料在高温时的强度不足以抵抗行车荷载反复作用，车轮下的部分沥青混合料产生剪切形变，逐渐产生侧向流动，被挤压到轮迹两侧，使两侧的沥青混合料发生鼓起变形。
2.3松散
松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况还有：
2.3.1集料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。
2.3.2表面离析处往往缺少大部分细集料，离析面上粗集料与粗集料相接触，但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。随时间增长，沥青会老化，沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱，孔隙中的水冻结会破坏粘结力，或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。
2.3.3沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实度不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。
2.4泛油
沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青的现象称作泛油。在严重泛油路段，沥青面层表面发光发亮，以摩擦系数和表面构造深度表征的抗滑性能达不到行车要求时往往会造成交通事故。沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。
2.4.1沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时，选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最终达到的密度。如果室内所用击实功产生的密度小于使用过程中所达到的最终密度，所选定的沥青用量就会偏多，但目前由于各种原因室内试验所得到的密度远远低于使用过程中所达到的最终密度，这使现场施工中产生沥青用量过大不足为奇。
2.4.2施工控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌合不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。
2.4.3少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大，裹覆矿料的沥青膜越厚，沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反，包覆矿料的沥青膜越薄，沥青混合料的粘结力就越大。
2.5拥包、波浪
拥包、波浪的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前，由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载（超载车辆）作用下，由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移，随着时间增长，轮迹带两侧会产生壅包，甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因，基层不平整会反映到沥青路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显，形成波浪。
4.病害预防措施
沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除，但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。
4.1裂缝
在路基施工过程中特别在路基拓宽地段、路桥（涵）衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性，并保证达到规范要求的压实度，可有效防止裂缝的形成。沥青往往随着时间增长而老化，沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低，所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明，在其它条件相同的情况下，采用较稀（针入度大）的沥青有利于减少温度裂缝。沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。因此，在基层施工中，及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。
4.2变形
车道表面因车辆行驶推移而产生的车辙，应将出现车辙的面层切削或铣创清除，然后重铺沥青面层。在高速公路及一级公路上可采用沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）或SBS改性沥青混合料，或聚乙烯改性沥青混合料来修补车辙。
路面受横向推挤形成的横向波形车辙，如果已经稳定，可将凸出的部分消除，在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料找平、压实。因面层与基层之间有不稳定的夹层而形成的车辙，应将面层挖除，清除夹层后，重做面层。
4.3松散
选用合格的原材料，特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。严格控制施工温度及压实效果。沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化，降低与矿料的粘附性；温度过低会导致混合料压实困难，造成混合料内部空隙率过大。严格控制沥青混合料均匀性，防止混合料离析。
4.4泛油
由于泛油往往是沥青用量过大造成的，所以在配合比设计阶段必须严格按照试验规程进行最佳油石比的选定；在施工过程中严格按照工程师批准的配合比进行施工，任何人不得随意改变生产配合比。
4.5拥包、波浪
对于路面产生的拥包、波浪可用铣创设备或人工创削峰顶，然后用拌合法和层铺法填补低凹处。对于沥青含量较大的拥包要彻底挖除，重铺筑沥青面层。对于由于施工时压实度不足造成的不均匀沉陷，可以采用化学注浆法或重新回填压实土基，重做基层和沥青面层，若土基和基层已经密实稳定，不再继续下沉，可只修补面层。为了快速修补局部沉陷，基层可以采用水泥砂砾加快凝剂或碾压水泥混凝土（加快凝剂）、粗粒式沥青混合料、级配碎石等结构层快速恢复基层。
4.束语
沥青路面在使用过程中出现各种病害，不是施工单位单一的质量控制，还涉及到设计、养护、管理，甚至政府等各个部门和环节。为了建好、养好公路，减少、消除各种公路常见病害，需要大家齐心协力，在各个方面提高业务能力和水平，保障公路的完好畅通。
