瀝青混凝土路面病害分析及防治

隨著高速公路車(chē)流量的日益增大及在重車(chē)荷載的作用下，路面病害日益嚴(yán)重，道路路面面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，很多路面均表現(xiàn)出一定的早期破壞。有些道路甚至當(dāng)年通車(chē)即發(fā)生了病害，正常維修期大大提前，直接影響了車(chē)輛的運(yùn)行，也增大了發(fā)生交通事故的風(fēng)險(xiǎn)和養(yǎng)護(hù)治理資金的投入。因此公路養(yǎng)護(hù)工作也被受重視。

瀝青混凝土路面常見(jiàn)病害分析成因

1.路面裂縫成因
不論路面基層是柔性的還是半剛性的，瀝青路面在使用期間都會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫，它是瀝青路面最常見(jiàn)的損壞現(xiàn)象之一，也是目前國(guó)內(nèi)外道路中普遍存在的問(wèn)題。按外觀通常表現(xiàn)為縱向裂縫、橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫等幾種。

(1)縱向裂縫是沿道路的縱向開(kāi)裂，一般與行車(chē)方向基本平行，但長(zhǎng)寬不等。裂縫成因是填土壓實(shí)不夠，特別是半填半挖路基新老土基壓實(shí)度不均勻產(chǎn)生的不均勻沉降;受凍漲作用時(shí)的凍漲量不夠所造成;瀝青混合料在施工時(shí)接縫處理不當(dāng)或碾壓下基層失穩(wěn)以及瀝青面層老化，就會(huì)形成荷載裂縫，這種裂縫緊密，在重復(fù)行車(chē)作用下形成;表面水滲入地基也會(huì)形成縱向裂縫;高填方路基兩側(cè)不均勻沉降，容易造成縱向裂縫。

(2)橫向裂縫是沿道路的橫向開(kāi)裂，與道路中心線基本垂直，長(zhǎng)度有貫穿整個(gè)路幅的，也有橫穿部分路幅的，貫穿縫沿路面一般分布均勻。裂縫成因是當(dāng)冬季氣溫下降，瀝青面層產(chǎn)生收縮，由于路面幾何形式的關(guān)系，收縮的主軸為路面縱向，因此的裂縫一般都是與道路中心線垂直的橫縫。土基干縮或凍縮，以及半剛性基層溫縮和干縮引起路面的放射裂縫，一般以橫縫居多。此外，臺(tái)背回填土不均勻也是導(dǎo)致產(chǎn)生的一個(gè)原因。

(3)網(wǎng)狀裂縫是由一系列多邊形小塊組成網(wǎng)狀開(kāi)裂，裂縫縱橫交錯(cuò)，它的初始形態(tài)一般是單條或多條平行的縱縫，而后在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向連接縫，形成縫網(wǎng)。裂縫當(dāng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不均勻，或基層強(qiáng)度不夠時(shí)，局部范圍內(nèi)的路基路面整體強(qiáng)度不足或裂縫一般表現(xiàn)為網(wǎng)裂，并在行車(chē)荷載的作用下發(fā)展為塊狀龜裂，因路面強(qiáng)度和路基穩(wěn)定性引起的網(wǎng)裂和龜裂，通常還伴隨有路面的深陷變形。

 路面裂縫一旦出現(xiàn)，如果不進(jìn)行及時(shí)進(jìn)行灌縫處理或采取其他措施修補(bǔ)，雨水很容易通過(guò)裂縫滲入路基，使路面產(chǎn)生多種情況的水破壞現(xiàn)象。

2.路面坑槽成因
路面表層局部松散，形成凹槽，在水浸和車(chē)輛作用下進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展為坑槽，嚴(yán)重影響著行車(chē)的安全性和舒適性。形成原因是路面下基層局部標(biāo)高控制不夠，導(dǎo)致瀝青上面層個(gè)別地方厚度不夠，在行車(chē)作用下，該處首先破損容易形成坑槽;混合料拌和攤鋪時(shí)，基層或下基層瀝青表面清理不干凈，含有泥皮、灰土等雜物，使基層與瀝青面層或?yàn)r青面層上下層不能有效粘結(jié)，而形成坑槽。如橋面上形成的坑槽;水損害破壞往往是從瀝青面層的中面層開(kāi)始的。水份進(jìn)入瀝青路面滯留在中面層，當(dāng)集料與瀝青膜剝離后，瀝青混合料不再是一個(gè)整體集料，在行車(chē)荷載的作用下，對(duì)基層的局部松落形成灰漿，從路面的縫隙中向上擠了出來(lái)，在瀝青路面上形成白色的唧漿，如此循環(huán)不斷，形成水損壞性坑槽;車(chē)輛的油跡侵襲或車(chē)輛運(yùn)輸重物刮撞形成的坑槽;基層或者底基層損壞產(chǎn)生翻漿形成的坑槽;瀝青混合料離析形成的坑槽;對(duì)瀝青混合料的配合比控制不嚴(yán)，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)等。

3.車(chē)轍(推移)成因
車(chē)轍(推移)是車(chē)輛輪跡帶下形成的縱向連續(xù)下沉，在路面上呈現(xiàn)帶狀凹槽，并伴隨出現(xiàn)路面縱向裂縫及輪跡帶兩側(cè)路面程度不同的隆起。其原因是原有瀝青混合料的壓實(shí)度不夠，經(jīng)重荷載車(chē)輛碾壓形成的車(chē)轍;在大量的行車(chē)荷載作用下，路面上部(指路面的上、中、下面層)產(chǎn)生較大的壓密(固結(jié))變形;路面原有的瀝青混合料所用材料有缺陷，造成瀝青混凝土的穩(wěn)定性不好，產(chǎn)生的塑性形變;路面面層的層間粘結(jié)不好，重型車(chē)輛的啟動(dòng)和剎車(chē)的橫向動(dòng)載造成的路面推移;路面溫度過(guò)高，使路面瀝青軟化，在行車(chē)作用下，形成車(chē)轍;碎石的級(jí)配、瀝青混合料的配合比、瀝青標(biāo)號(hào)、瀝青的感溫性、骨料的種類(lèi)等不符合規(guī)范要求。

4.泛油成因
瀝青混合料中的瀝青在天氣炎熱時(shí)軟化上泛，遷移到路表的現(xiàn)象稱(chēng)之為泛油。其成因是由于瀝青混合料中的出瀝青含量偏高，油石比過(guò)大，瀝青稠度太低等原因引起的;由于低溫季節(jié)施工，瀝青路面表面層主骨料偏少，嵌縫料散失過(guò)多，待氣溫變暖之后，在行車(chē)作用下，礦料下擠，瀝青上泛，表面形成油層而引起;水破壞造成的泛油。高溫季節(jié)水侵入瀝青混凝土內(nèi)部，使瀝青與礦料的粘結(jié)力不足，瀝青從集料表面剝落并向上移動(dòng)，產(chǎn)生更嚴(yán)重的泛油現(xiàn)象。

5.沉陷成因
沉陷一般是由路堤地基處理不當(dāng)、排水設(shè)施不完善、路基與橋頭結(jié)合處產(chǎn)生裂縫進(jìn)水或壓實(shí)不到位、基層局部成形不足，強(qiáng)度不夠等，在行車(chē)載荷和自然因素等作用下形成的路基的豎向變形而導(dǎo)致路面下沉的現(xiàn)象。

 

瀝青混凝土路面常見(jiàn)病害的防治措施
(1)原材料控制:①瀝青應(yīng)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(guó)產(chǎn)或進(jìn)口瀝青。也可在瀝青中摻加各種類(lèi)型的改性劑，以提高基性能指標(biāo)。②集料選用的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。③混合料的級(jí)配確定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性和耐久性是兩對(duì)矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會(huì)降低另一方面性能。④混合料配合比設(shè)計(jì)，實(shí)際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和交通情況做具體分析，盡量互相兼顧。

(2)路基強(qiáng)度:首先壓實(shí)度是反映路基強(qiáng)度的重要指標(biāo)，也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施，施工中必須嚴(yán)格控制，使其達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值。填土層的厚度對(duì)壓實(shí)度有直接的影響，每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30cm。必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝，確保路基強(qiáng)度。

(3)施工過(guò)程的控制:①瀝青的選用十分關(guān)鍵，要挑選符合規(guī)范各項(xiàng)要求的瀝青，特別是瀝青針入度，延度指標(biāo)必須嚴(yán)格把關(guān)，在北方施工由于近些年的氣候偏暖，因此，瀝青標(biāo)號(hào)宜選擇在規(guī)定范圍內(nèi)低標(biāo)號(hào)瀝青。此外，透層油、粘層油瀝青應(yīng)采用與瀝青砼用同一種瀝青，特別是油石比的選擇應(yīng)考慮粘層油透層油返油時(shí)對(duì)其影響。在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)上要特別重視。②瀝青混合料拌合時(shí)間、出廠溫度、攤鋪溫度、碾壓成型等溫度控制必須嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行，合理安排工期，避開(kāi)不利天氣施工。③攤鋪機(jī)應(yīng)選用熟練的攤鋪機(jī)操作手，并選擇兩臺(tái)前后錯(cuò)開(kāi)同時(shí)施工，而少采用傘斷面攤鋪機(jī)，在攤鋪過(guò)程中，應(yīng)盡量避免停機(jī)，注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。

(4)后期養(yǎng)護(hù):加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)治理，提高養(yǎng)護(hù)治理水平。經(jīng)驗(yàn)表明，科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)不但保證了城市道路瀝青路面的服務(wù)性能，也是防止早期病害的進(jìn)一步發(fā)展、節(jié)省養(yǎng)護(hù)資金的有效手段。

瀝青混凝土路面常見(jiàn)病害的處治方法

(1)灌縫法:瀝青路面裂縫用灌縫法修補(bǔ)的傳統(tǒng)施工工藝是直接灌注乳化瀝青進(jìn)行封閉處理。乳化瀝青粘性較差，氣溫低時(shí)易變脆，氣溫高時(shí)易發(fā)生流動(dòng)、溢出，使用壽命低，處理及時(shí)性差，維修裂縫的修補(bǔ)失效率半年內(nèi)高達(dá)85%，1年后基本全部失效，需要重新灌注。這不僅需要大量的公路日常養(yǎng)護(hù)工作量，還大幅度占用了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用?；诠嗫p法的明顯缺陷，目前傳統(tǒng)的乳化瀝青灌縫工藝已革新為密封膠開(kāi)槽貼縫處理工藝。而且，施工操作也由以前的人工簡(jiǎn)單灌注改為機(jī)械化開(kāi)槽、清理、灌注等工序?；诮?jīng)濟(jì)的考慮，密封膠在某些情況下也可用高質(zhì)量的瀝青代替。多年的灌縫實(shí)踐證明，灌縫失效的最主要原因是密封膠與裂縫側(cè)壁未能牢固地粘結(jié)，因此選擇適合當(dāng)?shù)厥┕きh(huán)境的密封膠非常重要。一般而言密封膠需要具備的性質(zhì)如下:常溫下呈固態(tài)塊狀，經(jīng)過(guò)加熱熔化后的膠體需要具有強(qiáng)伸展性和粘結(jié)性，在壓力作用下被擠到裂縫中時(shí)要能夠高效的密封瀝青混凝土路面的裂縫和接縫，并長(zhǎng)期保持密封和防水功能。目前，國(guó)內(nèi)常用的密封膠為DEEＲY103GL型橡膠瀝青，它是單成分熱熔裂縫密封劑，由合成橡膠或再生橡膠或二者混合并添加瀝青及其他改性材料制成。

新工藝機(jī)械化灌縫法的一般操作流程為:準(zhǔn)備工作———對(duì)裂縫開(kāi)槽———對(duì)裂縫進(jìn)行清理、干燥———填封密封膠———養(yǎng)護(hù)修繕，開(kāi)放交通。施工實(shí)踐證明，采用熱用密封膠開(kāi)槽貼縫處理瀝青路面裂縫具有較高的綜合性能。

(2)銑刨法:主要是針對(duì)路面龜裂、網(wǎng)裂及輕度沉陷等采用的一種防治措施。銑刨前應(yīng)先畫(huà)出銑刨范圍及確定銑刨機(jī)具，進(jìn)行銑刨時(shí)，銑刨機(jī)從道路外側(cè)起點(diǎn)順車(chē)行方向前進(jìn)，直到本分段終點(diǎn)，繞回出發(fā)點(diǎn)后，依次向道路內(nèi)側(cè)遞進(jìn)，直至本施工段范圍內(nèi)銑刨完畢。銑刨產(chǎn)生大部分碎屑由跟隨車(chē)輛隨時(shí)裝運(yùn)，之后運(yùn)至指定地點(diǎn)進(jìn)行回收再利用。道路表面剩余碎渣使用人工清掃，裝運(yùn)到跟隨裝載機(jī)上。之后噴灑乳化瀝青粘層或透層，重新鋪筑瀝青混凝土。

(3)路基處理:主要是針對(duì)嚴(yán)重沉陷、坑槽等采取的一種防治措施。路基處理就是在確定處理范圍后，利用挖掘機(jī)挖除舊路損壞部分到一定深度，挖除深度要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，把路基損壞部分全部挖除，再回填天然砂礫或石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石材料，使路基的強(qiáng)度達(dá)到路面要求。還有一種壓漿法即在路基填土層中利用設(shè)備壓入純凈的水泥漿，以此有效的固結(jié)路基。水泥漿的選用需結(jié)合路基各項(xiàng)數(shù)據(jù)謹(jǐn)慎選擇。壓漿法修補(bǔ)瀝青混凝土路面主要是從路基修補(bǔ)上進(jìn)行作用，以防止沉降裂縫的產(chǎn)生。壓漿法對(duì)機(jī)械化要求程度很高，費(fèi)用也較大。

(4)稀漿封層法是對(duì)舊路面進(jìn)行大面積預(yù)防性養(yǎng)護(hù)采用的一種新工藝。其工藝原理是將乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是利用乳化瀝青、骨料、礦粉、水泥、水、添加劑等按一定的設(shè)計(jì)配攪拌成稀漿混合料物料，集中載于稀漿封層機(jī)，并通過(guò)封層機(jī)本身實(shí)現(xiàn)按一定的比例拌和成糊狀流動(dòng)均勻的稀漿混合物并將其均勻攤鋪到路面上，形成密實(shí)、堅(jiān)固、耐磨的表面封層。以達(dá)到防水、防滑、耐磨和改善路表外觀等作用，大大提高路面使用性能，按照礦料級(jí)配的不同，稀漿封層可以分為細(xì)封層、中封層和粗封層，分別以ES－1、ES－2、ES－3表示;按照開(kāi)放交通的快慢，稀漿封層可以分為快開(kāi)放交通型稀漿封層和慢開(kāi)放交通型稀漿封層;按照是否摻加了聚合物改性劑，稀漿封層可以分為稀漿封層和改性稀漿封層。比較常用的是改性ES－2開(kāi)放交通型稀漿封層。施工技術(shù)要求:稀漿封層應(yīng)使用改性乳化瀝青，且改性乳化瀝青宜現(xiàn)場(chǎng)制備;為增強(qiáng)瀝青與集料的粘結(jié)力，縮短改性乳化瀝青破乳時(shí)間，可摻加2%～3%的32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥;稀漿封層的配合比需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)確定;稀漿封層的施工可采用國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口稀漿封層機(jī)攤鋪，稀漿封層混合料應(yīng)具有良好的施工和易性;稀漿封層鋪筑機(jī)攤鋪時(shí)應(yīng)勻速前進(jìn)，攤鋪速度一般為100～200m/min，表面應(yīng)平整，對(duì)于局部的不平整應(yīng)進(jìn)行人工整修;稀漿封層鋪筑后，乳液破乳，水分蒸發(fā)，方可進(jìn)行下道工序;施工期間，應(yīng)密切注意天氣變化，施工養(yǎng)護(hù)成型期內(nèi)可能會(huì)降雨，不可施工;雨后路面積水未干或未清除以前，不可施工養(yǎng)護(hù)，成型期內(nèi)氣溫低于10℃，不可施工。改性乳化瀝青稀漿封層具有很強(qiáng)的粘附性與脹縮能力，適合潮濕多雨的氣候特點(diǎn)，能很好地起到防止水損害、延緩反射裂縫、延長(zhǎng)道路使用壽命的作用。

(5)水破壞的防治方法:一般說(shuō)來(lái)，水進(jìn)入路面層是不可避免的。汽車(chē)行駛在沙地中，隨著汽車(chē)向前行進(jìn)輪胎下的沙子也在動(dòng)，使一部分沙子被輪胎擠到兩側(cè)，少部分沙子被輪胎壓在下面。同樣的道理，路面上的水大部分被高速行駛的汽車(chē)的輪胎濺到路邊(從波型梁護(hù)攔上的水滴即可知)，還有很少一部分水被擠壓而進(jìn)入路面瀝青層中。其作用的直接結(jié)果是路面裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，路面開(kāi)裂破損后，雨水下滲，產(chǎn)生凍漲、翻漿等水破壞，如果不及時(shí)養(yǎng)護(hù)維修，其破損面積會(huì)逐年增大。瀝青路面產(chǎn)生水破壞的內(nèi)因可以歸納為排水設(shè)施不完善、瀝青混合料空隙率過(guò)大、路面滲水、路面壓實(shí)度不足、瀝青混合料抗水損害能力不足、厚度偏薄等。防止路面水下滲的方法，一是封(堵)，二是排。主要方法是路面采用I型瀝青混凝土良好的防水性，盡量避免雨水滲入，是減少水破壞的重要的步驟;提高瀝青和礦料的粘結(jié)力(用消石灰和水泥做抗剝落劑提高粘結(jié)力的效果也很好);提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，即公路的壓實(shí)度達(dá)到98%的要求;路面結(jié)構(gòu)層中設(shè)排水層或防水層;做好中央分隔帶的排水;增加路面防水層設(shè)計(jì);路面開(kāi)裂后及時(shí)灌封;利用抗剝落劑改善粘附性。

結(jié)語(yǔ)

瀝青路面的損壞現(xiàn)象多種多樣，有時(shí)一種形式單獨(dú)出現(xiàn)或多種同時(shí)出現(xiàn)，錯(cuò)綜復(fù)雜，但各種病害多數(shù)是由于行車(chē)和各種自然因素同路面相互作用造成的結(jié)果，它是路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足的具體表現(xiàn)。所以對(duì)路面病害應(yīng)以預(yù)防為主，并從設(shè)計(jì)、施工、管理和養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制，同時(shí)對(duì)路面病害必須不斷深入研究，從而為以上各環(huán)節(jié)的有效控制提供持續(xù)充分的理論依據(jù)，并力求消除各種病害隱患。同時(shí)隨著高速公路的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新材料的不斷應(yīng)用，高速公路路面病害將不斷涌現(xiàn)出新的問(wèn)題，因此，需不斷地探索、不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，避免同類(lèi)的路面病害重復(fù)出現(xiàn)，同時(shí)完善路面的病害處治的措施，采用新技術(shù)、新材料，不斷延長(zhǎng)瀝青路面的使用周期，提高投資效益。