瀝青路面病害原因剖析及預防性處置
班級：土木084班
姓名：劉國太
學號：200802124
指導老師：滕旭秋
瀝青混凝土路面工程病害剖析及防治措施
作者： 劉國太
簡介：本文根據我國的高速公路95%以上的路面均為瀝青混凝土或改性瀝青混凝土路面課題的研究成果，論述了瀝青路面早期病害的原因，指出了我國瀝青路面規範的不足，介紹了瀝青路面病害因素的分析及預防措施的問題。
關鍵字：瀝青路面病害因素防治技術研究
1、前言
在高速公路的建設中，我國的絕大部分高速公路都採用瀝青混凝土路面。瀝青混凝土面層具有良好的力學效能和較好的耐久性以及行車舒適性，適合於各種車輛的通行，並具有堅實、耐久、平整、良好的抗滑、防滲、耐疲勞的效能和抗高溫開裂的溫度穩定性，但是隨著國民經濟快速、協調發展，交通量的不斷增長，我國道路交通量日益增大，車輛迅速大型化且嚴重超載，使公路路面面臨嚴峻的考驗。很多高速公路瀝青路面均呈現出一定的早期破壞，如開裂、泛油、剝落、車轍等現象，有的高速公路甚至當年通車即發生了病害，正常維修期大大提前，直接影響了車輛的執行，也增大了養護管理資金的投入。
對此，調研組就其原因及對策作了詳細的分析。
2、高速公路瀝青路面早期破壞的原因
目前我國高速公路瀝青路面出現的早收縮和半剛性基層的乾縮引起；路基壓實度不足也會引起這種期破壞和損壞高速公路瀝青路面的設計使用壽命為15年，如果通車1~3年內就發生嚴重病害和較大面積損壞，可視為早期破壞。調研組對我國高速公路瀝青路面發生的早期破壞型別歸納為：
2、1 水損壞
隨著時間的推移，特別是長期下雨後，路面的顏色愈來愈黑，並出現輪跡處路面向兩邊推擠而隆起，輪跡處繼續沉陷，再發展，靠近輪跡的隆起部分破損，很快就出現面層鬆散、剝落、坑槽等。鬆散的集料表面光溜溜的，瀝青膜已剝落貽盡。這是典型水損害現象。
通常水損害產生的原因有下列幾種：
2、1、1 路面排水系統不健全；
2、1、2 路面壓實度不足；
2、1、3 路面離析；
2、1、4 其它。集料表面粉塵太多。
2、2 裂縫
路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一，它的危害在於從裂縫中不斷進入水份使基層甚至路基軟化，導致路面承載能力下降，加速路面破壞。 其中包括橫向裂縫和縱向裂縫兩部分。
2、2、1 橫向裂縫
橫裂縫橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由於路面設計不當和施工質量低劣，或由於車輛嚴重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內產生的拉應力超過其疲勞強度而裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，它有兩種情況：
瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫。這種病害比較普遍，主要由於瀝青面層溫度病害；
2、2、2 縱裂
縫縱向裂縫可分為兩種情況：一種情況是由於路基壓實度不均勻，路面不均勻沉陷而引起的，如發生在半填半挖處的裂縫。另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時，兩幅接茬未處理好，在行車載荷作用下，易形成縱縫。
有時，車轍邊緣也會有縱裂縫。縱向裂縫，大多發生在半填半挖路基或路面加寬處，主要由路基的不均勻沉降造成；
2、3 龜裂
龜裂又稱網裂，通常是由於路面整體強度不足，基層軟化，穩定性不良其初始形態是沿輪跡帶出現單條或多條平行縱縫，逐漸在縱縫間出現橫向或斜向連線縫，等原因引起的，瀝青路面老化變脆，也會發展成網狀裂縫。一般多發生在行車道輪跡形成龜裂。主要由路面結構強度不足引起。
這種病害在我國早期修建的高速公路上較為普遍；
2、4 車轍
車轍變形車轍是在行車載荷重複作用下，路面產生累積永久性的帶狀凹槽，表現為沿行車帶出現橫向高差，主要是由於瀝青混合料級配設計不合理、穩定性差或由於基層及面層施工時壓實度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反覆作用下出現固結變形和側向剪下位移引起；另外，過載或超載車輛過多也是產生車轍的重要原因。
2、5 波浪
主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質量差，導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用；在縱坡段，由於高溫的原因也會出現這種病害。
2、6 鬆散
原因主要是採用的瀝青粘結力差，瀝青用量偏少，或所用的礦料過溼，鋪撒不勻，或所用的嵌縫料不合規格而未能被瀝青粘牢。對錶處面層還會產生大面積鬆散、唧泥現象，從而導致瀝青面層脫落。在我國早期的高速公路上曾出現，現在主要出現在水損壞嚴重的路段上；
2、7 坑槽
主要原因是面層的網裂、龜裂後不及時養護而逐漸形成的。另外基層區域性強度不足，在行車作用下也易產生坑槽。是由龜裂和鬆散等其它損壞進一步發展的結果；
2、8 沉陷
一般是由基層區域性成形不足，強度不夠，在行車載荷和自然因素等作用下形成的。對於大面積沉陷往往是由於路基（高填方地段）不均勻沉降或區域性滑移面引起的。主要原因是路基壓實度不足引起，特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構造物兩端出現；
2、9 凍脹和翻漿
多發生在北方和東北地區挖方或填挖交界的路段，主要是由於路基排水設計不合理，造成路基含水量過大引起的冬季凍脹春融翻漿；
2、10 剝落
如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料，將會造成集料與瀝青之間的粘附性不足，在行車荷載的作用下，集料從路面剝落，使路面形成麻麵，進而可能發展成為坑槽、鬆散等病害；施工時混合料離析也是產生剝落的原因之一；
2、11 泛油
瀝青混合料中瀝青含量過多，空隙率較小，高溫穩定性差，是產生泛油的主要原因。從調查結果分析，目前我國高速公路瀝青路面的早期破壞主要表現為裂縫、車轍、沉陷、泛油等，由於惡劣天氣原因以及抄造車原因水損壞和鬆散也時有發生，重度型別的損壞由於及時的養護已經很少出現。
3、我國高速公路瀝青路面發生早期破壞和損壞的原因分析
高速公路瀝青路面直接與大氣接觸，除承受交通荷載外還受自然因素的影響，在運營期間出現早期損壞現象，致使表面服務效能緝拿工地，影響正常運營。調研組的總結分析的原因可歸納為：
3、1 路面結構設計
我國現行規範中可供設計人員選擇的結構單一，而且級配範圍較寬，如ac、ak結構都具有很強的優缺點：
ac結構具有良好的密水性，但表面較細，抗滑指標難以保證，而且礦料組成中往往是粗骨料懸浮於細集料之中，在行車荷載作用下，容易出現材料重分配，因此容易出現車轍現象；ak結構具有很好的骨架，抗車轍能力強，粗糙的表面滿足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水嚴重，這是造成近幾年水損破壞普遍產生的主要原因之一。根據調查，現場鋪築的瀝青混凝土空隙率在8%~13%時，瀝青混合料產生水損壞的可能性最大。在我國現行規範中ii型瀝青混凝土混合料的空隙率為4%~10%，與之比較接近，而且施工中壓實度低值要求95%，容易造成水損壞。
這是因為雨天之後，瀝青路面在飽水狀態下承受過載車輛衝擊與動水壓力的反覆作用，瀝青膜與礦料漸漸剝離，形成鬆散的凹坑，若不及時予以修補，極易發展擴大成坑槽，造成更大的損壞。這在南方雨水較多的尤其嚴重。
另外，設計規範中該的設計車輛荷載於實際車輛荷載不相符，按照規範進行設計的瀝青混凝土路面難以承受當前交通運輸重車多、超載嚴重的交通狀況。我國高速公路建設現仍出在乙個快速發展時期，對高速公路許多方面認識也在逐步加深，一些標準和規範仍停留在多年前的水平就不能滿足發展的需要，加上外界因素的影響，甚至出現了所謂「合理的病害」。針對規範滯後於當前高速公路建設及運輸市場的實際情況，為防止高速公路瀝青路面出現早期破壞現象，各省都在路面結構方面進行研究，但現行相關規範的修改跟不上迅速發展的高速公路建設需要，不符合其應有的嚴肅地位。
3、2 設計與路段實際情況相差大
如某二級公路穿過土基過濕地段，但設計方面卻按一般正常情況設計，全部利用挖方和就地借方填築路基，採取逐層晾曬法施工，造成極大的窩工，影響了工期。施工單位只好申報監理工程師並經業主同意，遠運借土填築，僅此一項就較原設計增加費用數百萬元。先瀝青路面（特別是挖方路段）破壞較為嚴重，已多次修補。
這說明正確區劃路基乾濕型別極為重要。
3、3 科研
由於我國的高速公路起步較晚，但發展速度極快，科研工作的相對滯後是導致我國高速公路瀝青路面在運營期間出現早期破壞的原因之一。
3、4 外界因素的影響
3、4、1 隨著我國經濟的迅速發展，高速公路的貨車今天能夠量增長非常快，某些部門從自身利益出發，超載嚴重，甚至達到了令人無法想象的程度。超載嚴重是造成早期破壞的主要原因之一。這一問題，單靠交通部門的努力遠遠不夠。
3、4、2 氣候因素這是造成高速公路出現車轍和推移的原因。
3、4、3 人為因素交通事故及車輛漏油交通事故及車輛漏油、千斤頂引起的路面破壞。
3、5 施工與養護因素的影響
3、5、1 材料選擇目前我國各省高速公路建設部門非常注重瀝青的選擇，大部分選用優質進口瀝青，上面層採用改性瀝青，但在調研中發現，有些省份的高速公路建設部門為了確保瀝青的質量，在進行招標時將指標值定得過高，以至於有些瀝青**商為了迎合主管部門的需要，在瀝青中加入某種成分以提高指標值，嚴重影響了瀝青路面的壽命。除此之外，砂石料質量的參差不齊也造成了高速公路建設質量的下降。在這方面，可借鑑吉林省長吉高速公路的做法：
建設部門對砂石料的**統一規格、統一招標，在條件適宜的路段自建料廠，嚴格按照標準規格以及質量提供材料，不僅滿足了工程進度的需要，也確保了工程質量。
3、5、2 施工配合比的控制調研中發現，在實際生產中，許多地方多年來形成了一種習慣，那就是嚴格按照實驗室配合比中的骨料用量應用於實際生產。但這種方法生產的混合料往往不到設計要求，有的甚至出現較大偏差，出現了「目標配合比設計」與「生產配合比設計」不相符的情況，其原因就在於骨料的吸水性上。我國現行的瀝青混凝土路面設計方法中，集料密度採用的是視密度，而在實際生產過程中，因為自然條件、環境因素的影響，使生產配合比與實驗室配合比出入很大。
在高速公路的建設中，解決這個問題唯一的辦法就是加大抽檢力度，通過試驗路段確定生產配合比，加強現場監理，實行跟蹤作業，定點、定量取樣，取得試驗資料後，指導生產，切實把質量標準落實到施工過程中。
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