公路沥青砼路面的病害及防治措施剖析
2015-06-24
1 沥青砼路面的基本概念
沥青砼是经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料，是目前高等级公路常用的一种路面结构类型。
沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同，可分为粗粒(35～40mm以下)、中粒（20～25mm以下）、细粒(10～15mm以下)、砂粒(5～7mm以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％，属密级配型；Ⅱ型为6～10％，属半开级配型；空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型等。
2沥青砼路面常见病害产生的原因
沥青路面病害出现的原因，是多种因素综合作用的结果，其种类繁多，主要最常见的为裂缝、路面推移、泛油和油斑、车辙等几个方面。
2.1坑洞：多由于雨水对路面结构层产生的破坏，路面结构层渗水是对路面早期破坏最严重的一种病害，一方面雨水会通过行车荷载的作用，逐步通过路面上的局部网裂侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。另一方面由于由于沥青混合料的配合比、厚度不足、超载等原因，网裂部位在荷载的作用下松散的石料被车轮甩出形成坑洞，随着时间推移形成大面积破坏。
2.2裂缝：裂缝是沥青砼路面最常见的病害之一，它的危害在于从裂缝中不断进入水份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。，按其形状又基本分为以下四种：
①横向裂缝：横向裂缝可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；非荷载性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。这种病害比较普遍，主要由于沥青面层温度病害。
②纵向裂缝：纵向裂缝产生的原因有两种可能性：一种情况是沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在行车载荷作用下，易形成纵缝。有时，车辙边缘也会有纵裂缝。纵向裂缝，大多发生在半填半挖路基或路面加宽处，主要由路基的不均匀沉降造成；另一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉陷而引起。
③龟裂：龟裂又称网裂，通常是由于路面整体强度不足，基层软化，稳定性不良等原因引起的，其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝；沥青路面老化变脆，也会发展成网状裂缝，一般多发生在行车道轮迹。
④反射裂缝：基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。半刚性基层的开裂通常由温缩或干缩引起，多数情况是在基层铺筑后，由于未按规定及时养生或未及时铺筑沥青面层，使基层长期暴露在大气中，在降温和水分联合作用下而开裂；当然也可能是在铺筑沥青面层后，路面在使用过程中，由于温度骤变使基层的日温差超过某一范围致使其温度应力超过其抗拉强度而断裂。后者一般发生在沥青面层较薄且日温差较大的地段。
2.3路面推移：沥青混凝土面层推移，主要是指混合料在道路的纵向发生位移，它可能是在施工期间发生或者是在道路通车一段时间后产生，尤其在高温天气下。
2.4泛油和油斑：泛油和油斑是指沥青混合料中粘结料集中到局部地方，最直接的判断方式就是在道路轮迹处出现发亮的纵向条纹，在施工铺设和通车后阶段都有可能出现。路面推移以及泛油和油斑这两种病害产生的最主要的原因是混合料离析。混合料发生离析时，粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混凝土不均匀、配合比级配与原设计不符，混合料失去原设计达到的粘接力就形成了路面推移，而混合料的不均匀还会导致集料和沥青分离，沥青集中到一处形成泛油和油斑。
2.5车辙：车辙是在行车载荷重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽，表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面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；另外，重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。车辙一般是在温度较高的季节，沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成。它通常是在伴随沥青面层压缩沉陷的同时，出现侧向隆起，二者组合起来构成的。因此，为了延缓车辙的形成，主要应从提高沥青面层材料的高温稳定性来着手考虑。
3沥青路面常见病害处治方法
针对上述沥青路面常见病害的原因在此相应的提出个人对于沥青路面常见病害的防治措施。
3.1对于坑洞病害的预防及处理措施：
选择合适的混凝土类型。沥青面层各层应尽量使用空隙率≯5%的密实型沥青混凝土，在高等级公路中，宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂。严格控制细集料含泥量也是提高沥青与碎石的粘附性的有力措施。在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性，防止粗细集料离析。在沥青面层表面涂上防水材料，形成一种不透水的薄膜封层，能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。
出现坑洞后先清除槽底、槽壁的松动部分及灰尘、杂物，并涂刷粘层沥青。（坑洞底部与四周涂满），填入沥青混合料（AC-10）并整平碾压达到密实效果，压实完毕后对四周进行沥青灌缝封口。
3.2对于裂缝的预防及处治措施：
①产品生产前对原材料特别是沥青做试验，根据《沥青路面施工及验收规范》(GB 50092-96)要求，按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型。以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。
②合理组织施工，尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理，应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料，然后预热软化接缝处，涂刷乳化沥青，再铺筑新混合料。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一遍向新铺层移动15-20cm，直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，上、下层的施工纵缝应错开15cm以上，摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。
③沥青路面摊铺前，对下卧层需认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下卧层稳定。在旧路面上加铺沥青路面结构层前，须铣刨原路面后再加铺，以延缓反射裂缝的形成。
④在路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。对于细裂缝(2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前，必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾，并使缝内干燥。灌缝后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。对裂缝很大的情况，必须将裂缝两边沥青砼开挖，先处理基层再摊铺新混合料，水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。如夹有软弱层或不稳定结构层时，应将其铲除；如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施。
3.3对于路面推移、泛油和油斑的预防及处治措施：提高混合料在压实后的内在稳定性，适度降低沥青和细集料的含量，提高混合料中多角碎石颗粒的含量，施工摊铺时尽量避免搅拌不匀的现象，如出现时可采用人工局部挑出。另外运输途中绝不能出现颠簸严重，运输时间长的情况。出现路面推移情况时只能局部铲除，采用符合要求的新混合料摊铺，并与周边的混合料结合紧密。
3.4对于车辙的预防及处治措施：主要是提高混合料的高温稳定性。近几年来的改性沥青混合料的生产施工实践证明，采用改性沥青混合料是防止或延缓路面产生车辙的有效方法。在沥青中掺入不同的改性剂能改善沥青的很多性能，粘度提高，感温性能稳定，沥青软化点提高，针入度提高，耐老化性能提高，从而也相应的提高了沥青的高温稳定性和抗车辙能力。
结语：总之，沥青混凝土路面早期病害的产生有多方面的因素，无论设计方面、还是施工方面都存在一些不足。为了减少沥青路面的病害，我们最主要的是从施工中的各个环节进行控制，规范化施工，切实做好预防措施。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。
