沥青混凝土公路路面早期病害成因
2015-05-21
一、前言
近年来，沥青路面因具有表面平整、坚实、无接缝，行车舒适、耐磨、噪声低，施工期短，养护维修简便，高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能。并适宜于分期修建,被广泛应用在高速公路建设中。但随着交通量不断增长，很多高速路面呈现一定的早期破坏现象，如坑槽、车辙、拥包、剥落、纵向横向开裂等。有的高速公路甚至当年通车即发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。本文从设计，施工，运营几方面分析常见病害的几点原因。
二、高速公路沥青混凝土路面常见早期病害形成的几点原因
1、设计原因
由于我国的高速公路起步较晚，但发展速度极快，设计工作的相对滞后是导致我国高速公路沥青路面在运营期间出现早期破坏的原因之一。要完成一个路面工程设计，必须采集大量的相关数据，包括交通量、轴载组成、原材料品质、混合料性能、高低温、降雨、土质、地质条件等。路面结构设计合理的一个必要条件是上述各种输入数据要准确。大量沥青路面使用经验证明，由于交通量预测偏差、不良地质条件判断不准确、建筑材料品质变异性较大等原因，往往造成同一条公路的不同路段路面结构的承载能力出现较大差异，个别路段通车后很快出现病害现象。路面设计的另一个非常重要的内容是结构层混合料设计，但在实践中还没有得到足够的重视。即使在高速公路沥青路面结构设计中，设计单位真正通过室内外材料试验确定材料设计参数的很少，多数采用了规范推荐取值范围的中值进行设计。事实上，不同路段所用石料品质、规格差异很大，所用沥青、改性沥青品质、指标各不相同，简单套用规范中值与实际情况相差较大。从目前的调查情况看，通车高速公路出现的种种病害，由于结构层厚度不足引起的病害所占比例非常小，而因为面层沥青混合料本身物理、力学性能缺陷造成的路面病害占了大多数。
2、 施工原因
从原材料进场到混合料配合比设计、混合料拌和生产，到最后碾压成型，涉及材料、试验、施工工艺等多个环节。另外，路面施工的人员、机械设备的水平高低也在对路面工程质量产生着影响，落成高速工程很难与设计完全相符。由于项目管理分段招标，各承包商在施工过程中对施工工艺和质量的控制参差不齐，虽然业主和监理管理的要求是一样的，设计标准也是相同的，但在相同的气候和交通量的情况下，施工质量差的路段很快就会出现病害。
（1） 材料选取：为了达到指标，沥青供应商擅自在沥青中添加某种成分，影响使用寿命；石料选取把关不严，以次充好，谋取利润。严重影响路面使用寿命。
（2） 目标配合比与生产配合比不符。施工单位为节约某种高价位原材，或更好的达到规范规定的主要检测数据，擅自变动生产配合比，从而降低路面使用寿命。
（3） 拌合：沥青混合料加热温度过高，沥青和矿料拌和时，沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化，使路面强度不足，产生松散、坑槽等病害。
（4） 施工工艺：混合料的拌和、摊铺和压实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《路面施工规范》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。碾压过程应遵循少量喷水，保持高温，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过大，压实度不足，使路面渗水，沥青混合料产生水损坏的可能性最大。如果沥青路面压实度不够，雨后在饱水状态下承受行车荷载和动水压力的反复作用，沥青与石料逐渐剥离，容易造成松散，坑槽。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，并要保持碾压要求。绝对不允许压路机中途急停、转向，一面发生推挤、拥包现象，从而影响平整度。
（5） 路基处理不当：有些高速公路早期破坏与路基施工质量有关，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。究其原因，大部分与施工工期短、施工单位为赶工程进度有关。
（6） 基层、底基层、路面表面清除不干净。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的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面。
3、 高速公路落成，运营中的破坏
路面建成通车后，与车辆、气候环境和路基又构成了一个新的相互作用系统。行车荷载是造成路面车辙最主要的原因之一。特别是超重严重的车辆，使沥青层产生不可逆转的超负荷剪力变形。另外，行驶车辆漏油，交通事故燃油泄漏，千斤顶的使用，也会对路面造成破产生，就会迅速坏。而且一旦有破坏向周围扩散，若养护工作不及时，很可能造成更大的破坏。另外有些养护人员，在沥于混凝土路面上采取人工喷油（或洒布机喷油）、人工洒料方法进行养护，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、推拥、松散等病害。
三、结束语
从上面的分析可以看出，路面工程是一个系统工程，其病害形成原因往往不是某一个单一因素作用的结果。因此，要准确分析路面病害问题的成因，选择合理的处治对策和预防措施，可以延长路面的使用寿命。高速公路沥青路面出现的一些病害是制约高速公路路面质量进一步提高的主要问题，因此客观、全面、科学分析病害现象的成因，研究解决的措施将对今后高速公路沥青路面的设计、施工和使用具有广泛而深远的意义。
