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沥青混凝土路面的破坏及防护摘要目前，随着城市交通量日益增大，城市道路路面面临着严的考验，很多城市道路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的城市道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。对此，现就其原因及对策作出详细的分析。关键词沥青砼路面破坏原因根治维护引言沥青作为一种路用结合料，在世界各国得到了广泛的应用，从乡村道路到城市道路，从三级公路到高速公路，从路面底基层到路面面层，均普遍采用，成为公路建设长久使用不衰的一种材料。但由于沥青材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害，这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命，影响了道路投资效益。近年来，笔者调查了我省部分地区道路，发现沥青路面常见病害十分突出，许多问题涉及到高等级路面，如出现局部路段路面开裂、泛油严重，市区沥青路面局部有拥包现象，桥面铺装段局部拉开推移；个别县乡公路油包、油垅、车辙随处可见，给人感觉好象刚洒完粘层油似的，路人行走能将鞋粘住，汽车行驶带着粘附声响。1沥青路面的破坏形式1.1沥青路面的常规损坏特征及成因1.1.1裂缝纵向裂缝基本平行于道路中心线，距路边缘3~5m，有时伴随有少量支缝。直线形裂缝主要是大荷载重复作用下产生的，呈弧形且两端向路堤边缘延伸的裂缝主要是因为路基施工质量达不到要求形成的：(1)路基沉降不均匀，旧路改造拓宽工程，新旧路基、路面的搭结部位没有严格做好开台阶分层压实处理，以及下部基层软弱，土层处理不彻底，引起路基路面开裂。(2)路基使用了不合格填料(如膨胀土)，路基吸水膨胀引起路面开裂。(3)路基边坡值小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡。(4)边沟过深，实际填土高度加大而滑坡。横向裂缝近垂直于道路中心线，间距不等，有时伴随有少量支缝，并逐年增加。沥青面层的低温收缩与半刚性基层收缩裂缝的反应是产生横向裂缝的两个主要原因。同时，填挖交界的差异沉降、某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂亦会产生横向裂缝。网裂的初始形态是在沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝，而后在平行的纵缝间出现横向或斜向连接缝，形成裂缝网，局部伴随沉陷、唧浆现象，它是行车荷载反复作用下，路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体使路面承载能力下降而产生的。1.1.2变形沉陷指沥青砼路表面的局部凹陷，它是路基沉降或不均匀沉降变形而造成的，或者由于局部开挖后回填土压实不足而造成的，伴随路面的结构型破坏，修补后损坏继续发展。车辙指轮迹带上出现的车槽，外因是渠化交通和荷载作用次数增加，内因是沥青混凝土的高温稳定性荷抗变能力差而产生横向剪切流动变形。推挤变形指在车速频繁变化的路口等处，由于车辆经常刹车和启动，路面在高温和较大水平剪力共同作用下产生的变形。1.1.3表面损坏泛油指沥青面层中自由沥青受热膨胀，由于沥青混凝土空隙无法容纳，沥青向上迁移到表面的现象。沥青用量过多、设计空隙率过小、沥青混合料离析使细料过于集中及沥青高温稳定性差是导致泛油的重要原因。泛油发生在天气炎热季节，而天气寒冷季节又不存在可逆过程，影响路面构造深度和抗滑性能。磨光是顶面外露的集料颗粒在行车轮胎的摩擦作用下逐渐变光滑的现象。主要原因是在车轮重复作用下，所采用的集料不耐磨而造成。1.1.4啃边啃边是沥青路面边缘不断缺损，参差不齐，路面宽度逐渐减小的现象。路面宽度过窄，行车压到路面边缘而造成缺损；边缘的强度不足；路肩太高或太低，雨水冲刷路面边缘都会造成边缘损坏。1.2新型损坏现象及成因1.2.1新型泛油现象由点状油斑发展而成的油斑型泛油，多发生在SMA开级配沥青混凝土表面层的路面。可分三级：轻：小油斑直径1~2cm零星分布；中：油斑增多增大，直径1~5cm不等；重：油斑直径、面积或密度增大，逐渐连成片。油斑型泛油具有普遍性，广泛存在于SMA和AK抗滑表面层路面上。它不是由于施工离析原因造成，也不是行驶车辆油料滴落造成。它的成因主要是因为中面层和底面层沥青结合料削落后，沥青向上部迁移至表面层，造成中、底面层失去粘结而松散，表面层沥青富集而泛油。沿车轮迹带分布的带状泛油，伴有少量车辙。它具有普遍性，在渠化交通程度很高的高速公路上，轮迹带被反复再压密，产生带状泛油现象。带状泛油的主要原因：(1)在相对繁重的交通量作用下，沥青表面层被压密，空隙充满沥青；(2)施工时路面压实度不足；(3)所采用的集料质量较差或颗粒棱角、形状、表面纹理较差，矿料骨架在车辆荷载作用下产生位移、再压密而挤压沥青上泛，并伴随有车辙变形。1.2.2内部松散现象传统的松散现象是表面松散现象，是表面沥青与集料的粘附性不足而造成的，其损坏具有整体性。而内部松散现2沥青路面常见病害分析2.1.1沥青质量问题由于近几年交通作为国家基础设施重点投资，全国各地二级路、一级路、高速公路、城市道路，开工项目很多而建设资金又有限，因此，在道路结构层的厚度设计、材料的采用本着经济适应的原则，而对交通量的变化，使用年限并没有重点研究，像高等级沥青路面，许多省市采用的是上面层使用进口沥青，而中面层、底面层则采用国产沥青，就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多，而且数量十分有限，不可能满足国内建设规模的需要。作为建设单位、设计单位十分清楚这一情况，但从节省资金的角度来看只能勉强采取这一方法。2.1.2透层油、粘层油对路面的影响为了使沥青路面与路面基层以及沥青砼本身层与层之间具有良好的结合性，洒一定数量的透层油和粘层油是十分必要的，然而，在施工当中透层油一般按1.2kg/㎡，由于目前高等级道路大部分采用二灰碎石或水泥稳定级配碎石，渗透性能均比较差，加上局部挤压平整度稍差，经常有透层油窝积现象。此外，粘层油设计一般要求0.8kg/㎡，而施工单位也好、监理工程师也好，并没有考虑粘层油对沥青砼油石比的影响。2.1.3气候的影响近年来，由于温室效应影响全球，在我国气温也普遍提高，气候反常，北方气候发生显著变化，冬季气候变暖，夏天持续高温时间增长，这种气候条件是否持续下去有待时间的检验，由于气温的提高，而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号，值得考虑。2.1.4沥青砼配合比设计存在的问题沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段，生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工，因此，从理论和实践来讲存在较大的偏差，从而导致沥青砼内在质量存在先天不足，另一方面由于目前国家现状所致，高速公路工期较短加上标价偏低，碎石料场不规范，大多地材都由个体企业承担，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性均有较大的差别，虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予调整配合比，但由于变化大，差异性大，不可能做到十分准确，油石比级配都在变化，这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。2.1.5沥青砼的摊铺首先，由于摊铺断面宽，沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧，由于距离大必然产生离析，这种离析改变了沥青砼生产配合比，其次由于烫平板从机心向两侧悬臂较长，随着摊铺次数的增加产生变形，对路面横坡的控制也有较大影响，此外，由于全断面摊铺需要较大拌合能力，当拌合站较小时，容易造成摊铺机时开时停使路面控制。因此，欧美一些国家和澳洲国家并不主张全断面摊铺，而是两台摊铺机平行作业。3.路面病害的防治措施沥青路面常见病害的防治应从设计、施工和路面维护三个方面着手，只解决一个方面的问题是不够的。政府行为不合理由于目前我国市场经济体制尚存在很多问题，本来属于企业行为的东西政府也进行干涉，高速公路的修建、规模大、投资多、影响也大。因此，个别人将这些工程建设看成本届政府的业绩或者是为民办几件实事之一，施工工期一再缩短，到了严重违背科学规律的程度。不按科学规律办事，有的工程要求一年半甚至一年之内通车，事实上桥梁构造物可以增加人员设备投入，冬季、雨季也可安排施工抢进度，而路基、路面施工则受到时间和气候的限制，不是简单的增加投入就能解决技术质量问题，特别是不良地质路段，更需要时间稳定路基。我们常见的路面沉陷就是因为路基不均匀沉降所引起的。因此，要修一条高质量的路，政府行为也起到很关键的作用。施工质量控制优秀的设计，合理的工期是修筑高质量的基础，而科学施工则是高质量的保证。材料的选配，特别是集料场应固定，选择1到2家能保证施工进度的厂家供料，使材料级配始终处于受控状态，不能偏离级配中线太远。沥青的选用十分关键，要挑选符合规范各项要求的沥青，特别是沥青针入度，延度指标必须严格把关，由于近些年的气候偏暖，因此，沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青，此外，透层油，粘层油沥青应采用与沥青混凝土用同一种沥青，特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时的影响。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外，还应增加抗车辙的动稳定度试验，并衡量是否满足规范要求的一个条件，由于我国目前也引进这一指标值，虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究，并出了一些成果，而作为施工企业现在采用并不普及。因此，作为交通行业标准，从立法角度来讲，应尽快推广执行。沥青混合料拌和时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行，合理安排工期，避开不利天气施工。沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除，但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。（一）裂缝：众所周知，沥青混凝土路面裂缝是不可避免的。根据纵向裂缝形成原因，在路基施工过程中特别在路基拓宽地段、路桥（涵）衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性，并保证达到规范要求的压实度。沥青路面进行半幅摊铺时，采取合理措施处理纵向冷接缝。由于温度变化引起的温度裂缝，沥青往往随着时间增长而老化，沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低，所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明，在其它条件相同的情况下，采用较稀（针入度大）的沥青有利于减少温度裂缝。另外，沥青混凝土面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土均匀、压实度高、空隙率小，混凝土强度高且比较均匀，面层表面的薄弱处也就越少。而沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。因此，在基层施工中，及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。我处仅辖区内S34037.481km今年上半年已处置裂缝达8000m。（二）水破坏：由于水破坏的产生数量及速度与沥青混凝土密实性及空隙率大小、沥青与粗集料的粘结力大小或有无抗剥落剂、交通量大小及重（超）载车辆的多少有关。所以，有效防治水破坏发生，应从以下几点着手：1、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。从当前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配沥青混凝土（如AC—16Ⅰ、AC—20Ⅰ、AC—25Ⅰ）的高温抗永久形变能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能。SMA路面的广泛应用是最好的例证。2、使用优质沥青及抗剥落剂以增强沥青与碎石的粘附性。一般情况下，酸性石料（花岗岩、玄武岩等）与沥青的粘附性较差，所以在高等级公路中，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。3、提高施工质量。施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理，配合比设计必须严密。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。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化，与集料的粘附性也会明显降低，严重时会造成面层局部色泽不一致等现象。另外，尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率，空隙率大的位置越多水破坏现象越严重。设法加强沥青面层间粘结力也是有效防治水破坏的措施之一。4