對城市瀝青混凝土路面病害的原因分析及對策研究
齊娟
摘要：本文主要闡述了瀝青路面病害的防治措施，用以提高瀝青路面的質(zhì)量和壽命。在此同時分析了車轍、龜裂、滲水等瀝青路面常見病害產(chǎn)生的原因，從路面結(jié)構(gòu)、瀝青混合料和施工三方面入手。
關(guān)鍵詞：瀝青路面； 病害； 原因； 防范對策；
前言
在道路工程建設(shè)中，從路面的底基層到路面面層，瀝青混凝土得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在高等級道路的面層，瀝青混凝土更是得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于瀝青混凝土材料本身就是一種混合物，受到其各種材料差異的影響，以及設(shè)計，施工等水平的影響，瀝青混凝土面層的路面可能出現(xiàn)開裂，泛油，松散，坑槽，起鼓，松散等各種病害。道路會因為這些病害而降低使用壽命，并且會加大汽車磨耗甚至影響行車安全，給行車人的帶來財產(chǎn)損失甚至生命安全�；�于此，需要對這些道路病害產(chǎn)生的原因進行分析，并且盡可能的給出一些合理可操作的技術(shù)處理措施。
一、病害類型及形成原因
1)瀝青層內(nèi)的剪切應(yīng)力是產(chǎn)生車轍的主要外因。
傳統(tǒng)理論認為，產(chǎn)生車轍的主要原因是瀝青混合料的熱穩(wěn)定性不足。而研究認為，路面車轍的產(chǎn)生除了混合料本身的原因之外，還有結(jié)構(gòu)因素，就是過于剛性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)容易誘發(fā)車轍。這雖然是更為重要的因素，卻常常會被人們完全忽略。為了保證路面結(jié)構(gòu)的壽命，相關(guān)部門通常將路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的非常強，意在使路面彎沉非常小，即:只用彎沉控制設(shè)計，而忽略了層底彎拉應(yīng)力是否合理。這樣的結(jié)構(gòu)對于防止傳統(tǒng)的彎拉疲勞開裂(自下而上)有效，但是卻增大了瀝青層內(nèi)的剪切應(yīng)力，而這個剪切應(yīng)力恰恰就是產(chǎn)生車轍的主要外因。
2)路面表面的剪切疲勞是產(chǎn)生新型龜裂的主要外因。
一般認為，路面龜裂源自彎拉疲勞效應(yīng)，產(chǎn)生于瀝青層底面并自下而上擴展。而根據(jù)有關(guān)調(diào)查和研究證明，在重交通作用下路面上的龜裂損壞是自上而下的，一般產(chǎn)生于表面3 cm的深度范圍內(nèi)并向下發(fā)展。產(chǎn)生這類損壞的原因并不是彎拉疲勞作用，而是路面表面的剪切疲勞。隨著瀝青層厚度的增加，產(chǎn)生于瀝青底面的彎拉疲勞開裂越來越少，而產(chǎn)生于瀝青層頂部的剪切疲勞開裂將越來越普遍。路面剪應(yīng)力過大的原因主要是軸載過大和輪胎與路面接觸壓力的非均勻性。重型、非均勻分布輪載作用下產(chǎn)生的路面損壞，既可能是自上而下的龜裂形態(tài)，也可能是路面車轍，這遠比傳統(tǒng)上的認識要復(fù)雜得多。所以，對于重交通作用下的瀝青路面而言，不能簡單地認為彎沉小就意味著路面結(jié)構(gòu)比較強。進一步的分析表明，隨著基層模量的增加，瀝青層底面的彎拉應(yīng)力應(yīng)變急劇減小，但在目前的常用參數(shù)范圍內(nèi)，瀝青層中的剪切應(yīng)力卻是增大的。這個分析結(jié)果給結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了很好的啟示，即半剛性基層模量應(yīng)該有一個合理的范圍。
3)瀝青混合料的均勻性，即大量存在的離析是產(chǎn)生瀝青混凝土路面病害的一個重要原因。
傳統(tǒng)上人們沒有把混合料的均勻性當做一個嚴重問題來看待，沒有采取嚴格的措施予以控制，只要求施工時認真就可以了。而隨著交通量的增大，均勻性已經(jīng)成為決定瀝青路面質(zhì)量的主要因素之一，應(yīng)該引起充分注意。路面滲水是瀝青混凝土路面面層產(chǎn)生病害的一個很重要的原因。將路面水損壞的主要原因歸結(jié)于路面空隙率過大，又將空隙率過大的原因歸結(jié)于壓實不足，這確實是早期路面病害的主要原因，但卻比較容易解決；實際上，混合料的離析更是造成局部空隙率過大的另一個主要原因，而且是比較難以解決的技術(shù)問題。準確地說，路面大部分早期損壞類型都是起源于混合料的不均勻，這已經(jīng)成為決定路面質(zhì)量的重要因素，一旦混合料發(fā)生離析，一切關(guān)于材料設(shè)計的努力都是白費。路面壓實度不足，有時也是混合料離析引起的，僅檢測路面的平均壓實度，往往不能客觀地反映問題，還應(yīng)該考慮其變異性。當混合料發(fā)生離析時，僅僅依靠提高壓實度難以達到減小空隙率的目的，甚至?xí)�造成集料碎裂而適得其反。
4)超載運輸、重載運輸是導(dǎo)致路面早期病害的另一主要原因。
因此，路面實際使用壽命與超限運輸之間的定量分析，是一個不可忽視的研究課題。眾所周知，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，超載運輸現(xiàn)象十分普遍和嚴重，超載無疑也是造成路面損壞的重要原因。當荷載超過設(shè)計標準時，對結(jié)構(gòu)的破壞是必然的。瀝青混凝土路面的早期損壞，與超載的大量存在具有直接的關(guān)系。目前，對于超載的治理已經(jīng)取得了顯著效果。但是要徹底限制超載，僅靠行政性的推動和臨時性的檢查是不夠的，還需要從兩方面的工作進行改進:a.建立長效的綜合機制；b.準確地深化對超載的認識，重新制定關(guān)于超載的定義，以確實保護瀝青路面的使用質(zhì)量。
二、針對瀝青路面病害的技術(shù)防范對策
通過以上分析，可看出瀝青混凝土路面病害與路面設(shè)計施工、瀝青混合料、交通運輸條件等有關(guān)系，所以瀝青路面病害的防治應(yīng)以路面設(shè)計、瀝青混合料和施工三個方面考慮。
1)合理設(shè)計路面結(jié)構(gòu)。a.合理設(shè)計瀝青面層厚度。半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力可由半剛性材料層(基層和底基層)來承擔(dān)，無需用增厚面層來提高承載能力；提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層，而是用優(yōu)質(zhì)瀝青；瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫，在正常施工情況下，大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫；一般來說，過厚的瀝青面層易導(dǎo)致車轍的產(chǎn)生。b.加強瀝青路面防水設(shè)計:選用合理的基層和底基層結(jié)構(gòu)；嚴格控制瀝青混合料的質(zhì)量；瀝青的選取選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)或進口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高其性能指標。
2)集料的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好
的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確�；旌狭系目箘兟湫阅�，同時應(yīng)盡量降低骨料的含水量。
3)為提高瀝青路面使用性能可以考慮以下兩個途徑:a.改善礦料級配，采用瀝青瑪脂碎石混合料(SMA)。b.改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。
4)嚴格控制施工質(zhì)量。施工質(zhì)量若控制不嚴，早期破損必然出現(xiàn)。所以瀝青路面施工必須按全面質(zhì)量管理的要求， 建立健全有效的質(zhì)量保證體系，實行目標管理、工序管理，明確責(zé)任，對施工全過程，每道工序的質(zhì)量要進行嚴格的檢查、控制、評定，以保證其達到質(zhì)量標準，具體要抓好以下幾方面:a.嚴格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。b.保證基層頂面粗糙度。改善基層材料級配，增加粗骨料，提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進碾壓方法，避免過振過濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細料進行壓實后找平。c.合理灑布透層油、粘層油。在進行各層鋪筑前，必須保持基層面清潔。用瀝青灑布車噴灑時，應(yīng)保持穩(wěn)定的車速和噴灑量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2 m3/1 000m2的石屑或粗砂，用6 t鋼筒式壓路機穩(wěn)壓一遍，將多余的浮料掃走。對舊瀝青路面罩面，必須灑布粘層油，粘層油應(yīng)有較好的粘附性，腳踏有明顯的粘附感，整個面層取芯后不易分離。對于精品道路可以設(shè)置I型稀漿封層作為粘結(jié)層，實現(xiàn)層間結(jié)合與防水的雙重作用，且不需要封閉交通。
5)提高面層攤鋪質(zhì)量。在攤鋪混合料時，運距不能過遠，攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃為宜，攤鋪厚度均勻，壓實設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套，速度控制在2 m/min左右，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過大；一般不能進行補料，尤其是下面層；基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。
參考文獻:
[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社，2001.
 

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