芻議公路施工中瀝青路面早期破壞原因及防治措施

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芻議公路施工中瀝青路面早期破壞原因及防治措施
藍(lán)春郭銳
摘要：公路施工是一個(gè)綜合性的生產(chǎn)過程，由于道路等級(jí)的不同，路面結(jié)構(gòu)的差異對(duì)施工工藝和質(zhì)量控制提出不同的要求與方法。在公路瀝青路面施工中普遍采用強(qiáng)基薄面結(jié)構(gòu)形式，即由半剛性基層作為汽車荷載的主要承重層，瀝青面層則作為結(jié)構(gòu)層。筆者根據(jù)實(shí)踐，通過對(duì)瀝青路面早期破壞的原因分析，總結(jié)了一些防治措施以供參考。
關(guān)鍵詞：瀝青路面；早期破壞；原因；防治措施
隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展，瀝青路面在公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，盡管瀝青路面設(shè)計(jì)施工都是按照規(guī)范進(jìn)行的，其質(zhì)量也能達(dá)到理論的標(biāo)準(zhǔn)，但由于近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量日益猛增，超載現(xiàn)象的增加，使得高速公路路面相繼出現(xiàn)不同程度的坑槽、網(wǎng)裂、沉陷、泛油、擁包、車轍等早期損壞現(xiàn)象，它不但直接影響了公路的使用壽命，還加劇了后期處理的人力、物力、財(cái)力。
一、歸納瀝青路面早期破壞的主要類型:
瀝青路面早期破壞形式主要變現(xiàn)為：裂縫、車轍、波浪、松散、坑槽等。
（1）裂縫：裂縫是瀝青路面最主要的破損形式，按其成因又分為：橫向、縱向和網(wǎng)狀三種裂縫形式。
（2）車轍：表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差。根據(jù)形成原因不同可以分為三種形式：失穩(wěn)型車轍；結(jié)構(gòu)型車轍；磨耗型車轍。
（3）波浪：路面組成材料設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量差導(dǎo)致路面不足以抵抗車輪水平力的作用，在縱坡段，高溫或重載車輛慢行也會(huì)引起波浪。
（4）松散、坑槽：由于瀝青從礦料表面脫落，在車輛作用下瀝青面層出現(xiàn)松散狀態(tài)，是水損害的主要表現(xiàn)形式。
二、分析瀝青路面早期破壞原因
造成公路瀝青路面早期破壞的原因包括材料、結(jié)構(gòu)工藝、荷載、自然氣候、水文地質(zhì)及施工工藝等多種因素，也有通車后使用及養(yǎng)護(hù)管理方面。在不同的條件下，各種因素不同程度的交叉結(jié)合使路面破壞的原因更復(fù)雜。調(diào)查表明，瀝青路面破壞通常發(fā)生在多雨季節(jié)，集中在瀝青路面透水嚴(yán)重和路基路面排水不良的路段。下面就一些主要原因進(jìn)行分析：
2.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因
關(guān)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的問題主要體現(xiàn)在面層、基層、底基層設(shè)計(jì)及材料選擇不當(dāng)?shù)确矫妫?br /> （1）底基層設(shè)計(jì)和材料選擇問題
底基層設(shè)計(jì)和材料選擇不當(dāng)引發(fā)的路面破壞形式主要是下沉變形、坑槽等。底基層材料強(qiáng)度低、水穩(wěn)定性差，易造成半剛性基層底部局部拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生過多裂縫，基層的整體性遭到破壞，基層材料被部分?jǐn)D入底基層而引起較大垂直變形、承載力下降，進(jìn)而造成路面結(jié)構(gòu)發(fā)生早期破壞。
（2）基層質(zhì)量問題
基層質(zhì)量存在缺陷易使基層發(fā)生早期結(jié)構(gòu)性破壞，進(jìn)而影響到面層，使面層出現(xiàn)輪跡帶、下陷變形、坑洞等早期破壞現(xiàn)象。從半剛性基層裂縫形成的機(jī)理和發(fā)展的過程分析，在外界溫度和濕度發(fā)生變化時(shí)，半剛性基層由于不設(shè)置接縫，溫度裂縫和干縮裂縫是不可能避免的，而這種裂縫是基層裂縫的主要形式。
（3）面層設(shè)計(jì)問題
在進(jìn)行面層設(shè)計(jì)時(shí)，面層材料的選擇和設(shè)計(jì)不合理，使面層的耐久性和抗裂性較差，容易導(dǎo)致水破壞、車轍、松散、泛油、裂縫等早期破壞現(xiàn)象。由于面層直接與車輪和大氣接觸，要承受較大的行車荷載的垂直壓力、水平剪力和沖擊力的作用，同時(shí)還受到大氣降水和溫度變化的強(qiáng)烈影響。因此要求路面面層具有足夠的強(qiáng)度和抗變形能力，較好的溫度和水穩(wěn)定性，表面應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨能力和較好的抗滑性能。
2.2土基回彈模量取值問題
回彈模量在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是一重要的參數(shù)，其取值直接影響路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定，進(jìn)而影響其使用性能和壽命。我國(guó)確定土基回彈模量常用的方法有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法、查表法、室內(nèi)試驗(yàn)法、換算法等四種。在路基尚未修建的情況下，一般只有采用室內(nèi)試驗(yàn)法和查表法來估計(jì)土基的回彈模量值。
2.3路基施工問題
路基材料設(shè)計(jì)不合適、壓實(shí)控制指標(biāo)選擇不當(dāng)易使路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部沉陷、縱向裂縫等現(xiàn)象。由路基材料設(shè)計(jì)和施工控制指標(biāo)引起的路面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，其主要原因是路基材料的CBR和壓實(shí)度與路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)確定沒有直接的關(guān)系，而只是材料選擇和施工質(zhì)量控制的指標(biāo)；而且現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求各種路基填料壓實(shí)含水量在其重型擊實(shí)試驗(yàn)的最佳含水量的±2%以內(nèi)，但已有的研究表明，對(duì)一些特殊的土類，如膨脹土，在重型擊實(shí)試驗(yàn)的最佳含水量的±2%以內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)后，其CBR并非最大，其水穩(wěn)定性也不是最好，當(dāng)采用類似材料作為路基填料時(shí)，其填筑控制指標(biāo)還按照目前規(guī)范所規(guī)定的范圍和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行已不合適。
2.4養(yǎng)護(hù)管理及其他原因
(1) 日常養(yǎng)護(hù)中壓實(shí)設(shè)備及壓實(shí)工藝的影響
在目前的養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，受資金因素影響，壓實(shí)設(shè)備沒有配套，初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)工序在養(yǎng)護(hù)實(shí)踐中難以實(shí)現(xiàn)，壓實(shí)設(shè)備條件不具備達(dá)到壓實(shí)混合料的必需壓實(shí)度，是造成路面早期損壞的一大原因。瀝青含量低會(huì)使空隙率更大，表面水容易下滲。瀝青含量高就形成油包、車轍等病害。因此，現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)單位很多是采用拌和法。但在拌和法修補(bǔ)路面病害時(shí)多數(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn)，不注意混合料是否級(jí)配，盲目修補(bǔ)，壓實(shí)又難以達(dá)到要求，所以前補(bǔ)后壞現(xiàn)象是必然發(fā)生。
(2) 排水設(shè)施排水不暢
混合交通量的公路一般都是穿村過鎮(zhèn)，村鎮(zhèn)街道大多排水不暢，每逢降雨都使大量積水聚在公路路面及路基范圍內(nèi)，使公路成了排水溝，導(dǎo)致大量水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層和路基中，使路面結(jié)構(gòu)和路基處于潮濕或過分潮濕狀態(tài)，在行車荷載作用下，致使瀝青路面早期破損。
(3) 超限運(yùn)輸
超限運(yùn)輸是瀝青路面早期破壞的后天因素中最主要的原因。超限運(yùn)輸也稱為公路“殺手”，現(xiàn)在超限車輛的增加對(duì)公路的路面破壞程度以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，使瀝青面層的使用年限縮短50-60%。
三、瀝青路面早期破壞的主要防止措施
提高路面多層組合體系的結(jié)構(gòu)承載力和耐久性，以及抗水害侵襲能力，是防止瀝青路面早期破壞的考慮方向。在這里，從施工和設(shè)計(jì)的角度提幾點(diǎn)措施：
（1）提高路面承載力以適應(yīng)超重車不斷增多的現(xiàn)實(shí)，適當(dāng)增加下面層的厚度是有必要的，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)控制在10cm以上。
（2）在瀝青混凝土面層內(nèi)鋪設(shè)土工合成材料，如在面層下部或底面合理采用適合的土工合成材料，既可提高面層的抗裂、防滲性能，還可以對(duì)基層或路基承載能力的提高發(fā)揮作用，從而使面層抗疲勞強(qiáng)度獲得提高、抗車轍及鼓包能力增強(qiáng)，同時(shí)還可減少?gòu)澇林怠?br /> （3）加強(qiáng)路面的層間結(jié)合，使用高性能的粘結(jié)材料作粘層，既可提高路面的整體強(qiáng)度，又具有較好的防水性能。對(duì)于路橋有條件時(shí)，可以考慮采用橡膠乳液預(yù)處理等新技術(shù)或改性瀝青。
(4) 嚴(yán)格控制半剛性基層的施工質(zhì)量。合格的平整度、厚度才會(huì)保證瀝青混合料面層的平整和厚度均勻。半剛性基層的碾壓含水量不能超過最佳含水量的2%-3%。否則會(huì)將漿提到表面引起干縮裂縫，也會(huì)影響到透層油的粘結(jié)質(zhì)量。
(5)各種附屬工程與路面的銜接縫及路面的施工縫應(yīng)涂乳化瀝青，防止雨水的滲漏沖刷造成破壞。
(6)根據(jù)瀝青混合料路面的特點(diǎn)對(duì)施工工藝的各道工序進(jìn)行控制，加強(qiáng)管理，從原材料，配合比制作，設(shè)備狀態(tài)加以控制。使瀝青混合料路面真正達(dá)到行車舒適、堅(jiān)韌抗滑、抗?jié)B以及良好的耐久性。
同時(shí)，超限運(yùn)輸對(duì)路面的損壞不容忽視，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)超限運(yùn)輸?shù)木C合治理。
四、結(jié)束語:
合理有效的避免瀝青路面早期破損的現(xiàn)象，延長(zhǎng)瀝青路面使用年限，提高投資效益，需要設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理等各方面的共同努力，按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際情況制定合理的方案，是保證路面使用壽命的根本要求。如今瀝青施工在公路建設(shè)的應(yīng)用已非常普及，各項(xiàng)施工工藝都比較嫻熟，但也存在一些問題，因此，我們要不斷學(xué)習(xí)與研究出瀝青施工的新方法與新工藝，消滅瀝青路面早期破壞這一質(zhì)量通病，延長(zhǎng)瀝青路面的使用周期，提高投資效益。
參考文獻(xiàn):
[1]、《交通科技叢書-高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對(duì)策》
歡迎參閱高速公路工程管理論文，本論文論述高速公路路面破損原因及施工監(jiān)理中得措施，對(duì)如何減少路面早期病害提出了較為全面的思路和公路工程論文材料等如果您也想發(fā)表公路工程監(jiān)理論文至期刊可咨詢期刊網(wǎng)編輯，幫助您解決實(shí)際問題。