浅论公路工程沥青混凝土路面常见病害和治理方式
2016-02-29
引言：
沥青混凝土路面的光滑的表面，固体，无缝，缩短施工时间，设计器易于维护和良好的阻尼性能优势使光滑，舒适和低噪声。由于增加的交通流量的增长和重型车辆，在温度和湿度的变化改变行动、 设计、 施工和材料的使用和维护管理的影响沥青路面的各种行动。对在我们省，沥青混凝土路面的损伤分析常见的疾病和治疗措施的原因
一、沥青路面破坏的类型
1、沥青混凝土路面破坏类型分为裂缝类、变形类、松散类及其他类4种：
1）裂缝：是指路面因各种原因而出现的不规则的缝。表现有横缝、纵缝，龟裂、网裂等。裂缝的成因一般有以下三种：①基层强度过高或路基沉降不均匀造成基层破裂，再由基层反射到路面；②路表面收缩造成；③路基拼接缝沉降不均造成。网裂的成因主要有以下两种：①基层强度偏低；②路基或路面局部压实度不足。
2）坑槽；沥青路面的坑槽是一种最常见的主要的病害，是指因路面局部承载力不足致使路面局部出现的一种颗粒松散的粉碎性破坏，造成路面出现凹坑。坑槽的成因主要有以下三种：①营运中的车辆滴漏油污造成；②裂缝未及时灌胶封闭或灌胶脱落，遇水并经车轮碾压，不断扩展恶化形成；③由于路面松散、龟裂损坏在行车作用下扩展形成。
3）车辙与拥包：是指车道表面因车辆行驶推移而产生顺着交通车辆轮迹的纵向凹陷或局部隆起，隆起带内混合料粘结性差，呈松散状。车辙与拥包的成因主要有以下四种：①超载车辆较多，且轨道式行驶；②路面中下层或基层强度偏低；③使用的沥青软化点偏低；④混合料中的用油量偏高或级配不合理。
4）松散：是指路面集料与结合料粘性降低或消失，路面在行车作用下集料从表面脱落的现象。松散的成因主要有以下四种：①路面沥青稠度偏低、含量偏少，或油温过高，致使与矿料的粘附力不足；②集料过湿或集料含泥量偏大，致使沥青对其粘附性差；③抗剥落剂老化；④沥青混合料摊铺温度偏低或碾压不及时，表面未压实。
二、路面病害的成因分析
一般来说，可以从道路施工期和道路营运期两个方面分析里面病害的成因。
1、道路施工期的原因
1）设计中存在的问题目前，《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）中里面设计仍然采用弯沉值控制，以设计年限内标准轴载累计数和折合成标准轴载累计数作为控制指标。在路面设计中，对交通车辆流量调查资料中没有考虑到超载的因素，使得设计实际上得不到准确的载轴，出现设计年限内累计标准载轴与实际严重不符的情况，造成路面整体刚度不足，导致路面提前破坏。此外，在道路结构层的厚度设计、材料的使用上过于强调“经济使用”的原则，而对交通量的变化、使用年限并没有进行有针对性的重点研究。
2）沥青于材料等原材料的质量问题，高速公路采用的沥青标号未按照气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位和受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验综合确定，使得沥青混合料的请的、高温稳定性、疲劳耐久性等性能明显下降。集料对路面质量和使用寿命具有决定性作用。集料分档，材料级配对提高沥青混合料高温抗变形能力作用明显。集料加工不规范，加工设备落后，多个料场供料，造成材料差异性较大。采用的粗集料中针片状含量大，级配合材料均匀性差，并且集料方解石含量、粉尘含量均超编的集料很难生产出质量稳定的沥青混合料。此外，填料用量过高以及在拌合过程中不能均匀分散也影响着沥青混凝土的质量。
3）气候的影响
（1）低温裂缝
当气温较低时，沥青材料发硬并收缩，面层中产生的收缩拉预应力一旦超过沥青路面的抗拉轻度，沥青面层就会开裂，造成路面表面出现收缩裂缝。
路面基层为水稳半钢性，因温度变化产生收缩裂缝，反射至沥青面层也会造成裂缝。
（2）温度疲劳裂缝
这种裂缝主要发生在日温差大的地区。友谊温度反复升降导致沥青面层温度应力的疲劳使沥青路面的极限伸应变变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度引起路面产生裂缝。
（3）高温软化
沥青路面具有高温软化特性，尽管设计 及施工中都会尽可能降低油石比，最大限度地利用集料级配提高高温稳定性，但在车辆重复荷载作用下仍将产生较大的剪切变形，出现车辙。泛油一般出现在高温天气，路面温度升高超过沥青软化点。
4）施工原因
（1）沥青混凝土配合比设计存在的问题
沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过三个阶段，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及验证阶段，各阶段对要达到的目标都有明确的要求。在施工时，有的施工单位将配合比设计压缩为两个阶段，有的甚至不进行试拌试铺仅凭经验进行规模施工，因此理论与实践存在较大的偏差，从而导致沥青混凝土在质量存在先天不足。
（2）沥青混凝土拌合温度的控制；由于设备和人员素质等原因，沥青混合材料和温度时高时低很不稳定。温度过高可能使沥青老化、失去粘性，导致沥青混凝土松散；温度过低导致沥青混合材料拌合不匀。在沥青混合材料拌制完成后，从拌合场向摊铺现场运输过程中，由于保温措施不利，加之车辆行驶形成的相对风速较高，会使混合料温度在到达现场前有较大的下降，温度过低导致沥青路面出现局部松散病害。
（3）沥青混凝土摊铺；摊铺幅面过宽，沥青混合材料由于中间通过绞轮输送到两侧时，由于距离长，造成粗细集料离析，从而改变了沥青混凝土生产配合比。此外混合料从运输车向摊铺机喂料斗卸料到刮料板输料过程中，特别是两侧车厢接触面的表面层料，在每车料中最后刮料板送到螺旋布料器，即每一车料降温幅度最大的表层“冷”料层集中摊铺，表面料降温幅度较大、在正常碾压过程中压实度难以达到要求，从而导致路面发生松散、坑槽和渗水破坏。
（4）层间粘结不良的影响
粘层油（透层）质量不符合要求、用量不足或洒布不均匀，导致路面层间粘结不良，出现面层剥落现象。
（5）平行交叉作业队路面质量的影响，高速公路路面施工难免与绿化交通工程设施、机电等施工作业产生平行交叉。由此，对路面质量产生不利影响，如在路基碾压成型以后，管线施工又挖沟下管，回填时压实质量达不到要求，因此，造成局部均匀沉降。又如沥青混凝土摊铺下面层、中面层时，绿化、交通安全设施和机电工程施工中的灰土等污染物导致路面污染严重，从而使路面层与层之间的粘结受到影响，特别是当沥青面层较薄时，在车辆高速行驶荷载作用下，沥青路面易产生坑槽、拥包、裂缝等病害。
2、营运期的原因
1)路面自身病害的发展
（1）源于水泥稳定碎石基层的收缩裂缝。水泥稳定碎石是一种半刚性材料，在强度形成过程中，会产生干缩裂缝。半刚性基层的收缩裂缝会不可避免地反射到面层表面。
（2）行车荷载和雨水作用加速裂缝的发展。水泥稳定碎石基层在施工及运营中由于种种原因会产生细微裂缝，根据断裂力学理论，半刚性基层内储存的能量由行车荷载提供，并通过裂纹失稳扩展消耗能量，这个过程不断反复进行，是裂纹扩展，直到形成小裂缝，最后发育成贯穿裂缝。这是行车道裂缝多于超车道的原因。由于沥青上面层存在空隙，雨水渗入路面结构层间后，水分不断汇集到裂缝处并沿裂缝下渗，由于基层强度大，结构致密，水很难排出，在行车荷载作用下裂缝处出现唧浆现象，水泥稳定碎石松散、导致路面排水是第一要务，排水不畅势必留下路面破坏的隐患。
（3）超载是公路路面的“杀手”。由于受经济利益的驱动，大型货车超载现象严重，更加重了路面病害的扩展，促使路面开裂、推拥，甚至局部出现沉陷。
2）公路管养维护中存在的问题
（1）公路营运单位不重视路面早期破损的治理
有效的早期养护不但能很好的改善沥青路面的质量情况，而且能大大地延长沥青路面使用寿命。应提倡以路面为中心的全面的预防性养护，避免路面早期破坏。
（2）病害处治施工中存在的工艺和质量问题
处理小范围病害时，如果路面沥青混合料离析现象严重，容易造成局部渗水，使路面出现新的病害。施工中压实不足也是病害产生的重要原因，由于片面追求路面平整度，未在温度极高的时候及时压实，造成路面表层看起来很平整，通车不久平整就迅速下降。
三、沥青混凝土路面病害处置的方法
沥青混凝土路面病害处治分罩面与非罩面路段，其处治方法基本一致，但也有一些区别，其主要区别在于：①病害稍轻的裂缝、车辙在非面罩路段一般不进行处治；②铣刨后的坑槽回填材料有明显的不同，罩面段上面层一般回填中粒式AC-16改性沥青混合料，中下面层一般回填粗粒式AC-20、AC-25、或ATB-25普通沥青混合料，而非罩面段上面层一般回填细粒式AC-13、SMA-13或SMA-10（用于轨道式2.5cm厚的薄层）改性沥青混合料，中下面层回填材料与罩面段回填料一致。
1. 各种类型病害的处治方法
1）纵横向裂缝的处治
(1)对于单条轻微裂缝（≤5mm,没有或仅有少量支缝），一般不进行铣刨处治，若以拟罩面路段，则在罩面前直接粘贴高分子抗裂贴（宽度一般为32cm和48cm）或聚酯玻纤布进行处治（宽度一般为191cm）；若为非罩面路段一般采用开槽灌缝封闭。
(2)对于单条严重裂缝（宽度＞5mm且边缘存在支缝或脱落），一般用铣刨机铣刨原中、上面层厚度，若裂缝仍明显则加深铣刨，宽度一般为2m，并在槽底洒布粘层或透层油后，在粘贴高分子抗裂贴、或聚酯玻纤布、或土工布（用于基层顶面），然后分层回填沥青混合料。
（3）对于密集型横向裂缝（间距≤10m），一般采用连片铣刨，铣刨厚度视裂缝及其他综合性病害严重程度及下承层情况而定，一般在横向裂缝处加深铣刨，在对裂缝位置粘贴高分子抗裂贴、或聚酯玻纤布、或土工布（用于基层顶面），然后分层回填沥青混合料。或罩面路段也可采用整幅路面铺设一层聚酯玻纤布（主、超车道均铺）后直接进行罩面，但严重裂缝必须先铣刨处治再铺聚酯玻纤布。
2）网裂、龟裂与坑槽的处治对于局部龟裂、网裂与坑槽病害，一般按照“圆洞方补、斜洞正补、小洞大补、浅洞深补”的原则进行小范围的铣刨处理。对于大面积龟裂、网裂（整车道或大面积网裂且网裂范围内存在龟裂）病害，一般宜连片铣刨，铣刨厚度视其他综合性病害严重程度及下承层情况而定，再粘贴高分子抗裂贴、或聚酯玻纤布、或土工布（用于基层顶面），然后分层回填沥青混合料。
3）车辙病害的处治
（1）对于车辙深度≤1.5cm的结构型车辙，一般不作处理。
（2）对于车辙深度在1.5-2cm之间的结构型车辙病害，罩面前可对车辙凸起部分进行调平铣刨处理，然后进行罩面。或轨道式铣刨二车辙部位，宽度为1.3m，深度分2.5m和4-6cm两种，回填料分别采用AC-13或AC-10和AC-16；非罩面路段一般不处理。
（3）对于失稳型车辙（深度＞2cm，或原中、下层面呈松散状），一般采用整车道或轨道式铣刨回填的方法处理，铣刨深度根据取芯情况确定，一般铣刨不少于2层（原中、下面层）；铣刨宽度视车辙走向而定，一般整车道为3.5-3.9m，轨道式1.3m×2轮迹带。
4）翻浆的处治
一般采用开挖后设置盲沟和开挖后封堵的方法处治以及注浆加固工艺。
（1）设置盲沟的处治方法适用于主车道翻浆，其施工方法为：先根据翻浆范围划定主坑槽的铣刨范围，再沿翻浆点中心向四周扩散开挖至基层顶面以下约15-20cm，视基层松散情况确定开挖深度至基层坚固密实为止，在基层顶面设置宽度大于15cm宽的纵、横向台阶，面层结构间不设台阶。沿主坑槽的外缘一侧，开挖宽度不小于30cm的横向盲沟，深度较主坑槽底面低4-5cm，其底部横坡不小于3%。盲沟及主坑槽开挖结束后采用扫帚清扫和空压机吹净槽（沟）底、侧壁的松散物，接着回填粒径为4-6cm的单粒径碎石5-8cm厚，在盲沟部位放置一根或两根四面打孔或开槽的PVC或PPR管（管径5cm，长度外至边坡内至主坑槽5cm；若放置两根，两管应并排放置在盲沟反滤层上并扎紧），再继续回填碎石至基层顶面以下10cm上下。然后回填粗粒式沥混合料并压实，再在其顶面铺设一层T010/140型沥青浸渍无纺土工布，最后，分层回填沥青混合料，并采用小型压实设备压实，再对接缝进行封边。若主坑槽位于大面积病害铣刨路段，则可同步施工，回填压实采用大吨位压路机碾压。
（2）开挖后封堵的方法适用于超车道翻浆，其施工方法为：先根据翻浆范围划定铣刨范围，再沿翻浆点中心向四周扩散开挖基层顶面，视基层松散情况确定开挖深度至基层坚固密实为止，在基层顶面设置宽度大于15cm宽的纵、横向台阶，面层结构间不设台阶。其次用空压机吹净坑槽的松散物和尘埃槽（如遇槽底积水或潮湿，可撒干水泥止水），再向坑槽喷洒改性透层油（0.7-1.1L/�），接着铺设T010/140型沥青浸渍无纺土工布。然后分层回填沥青混合料，并压实。最后对接缝进行封边。
结束语：泛型的沥青混凝土路面，波油，以及松散和其他疾病不仅严重危及道路质量的也影响到道路的正常使用，增加道路建设和维护的成本。沥青是不合标准、 非标准施工，养护不是到位了路面，公路建设中严格按照气候和环境的设计规格的公路等级要求到控件中，选择一个质量沥青，标准化的建设、 提高路面的使用寿命和提高投资效率的主要原因。
