1、1市政道路沥青混凝土路面早期破坏的成因及控制措施之我见摘要：随着沥青道路建设的增多，交通量的日益增大，沥青路面的早期破坏的现象如开裂、泛油、剥落、车辙等均很常见，这不仅使得道路正常维修期大大提前，直接影响了交通，也增大了养护管理资金的投入。影响沥青路面破坏的因素很多, 也很复杂, 应该引起足够重视。文章结合海口市市政道路沥青混凝土路面的实际，对现行沥青混凝土路面早期破坏现象的成因及质量控制措施进行了探讨，可供大家参考。 关键词：市政道路；沥青路面；早期破坏；成因；控制措施 中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号： 前言 近几年来，海口市的城市建设突飞猛进，在海口市的城市道路建设
2、中，大部份城市主干道大都采用沥青混凝土路面，它具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪音低、施工期短、开放交通快、养护维修简便、适宜分期修建等优点。根据相关沥青规范的条文，我国城市道路沥青路面的设计使用寿命一般为 1020 年，如果通车 13 年内就发生严重病害和较大面积损坏，可视为早期破坏。本文通过对海口市沥青路面早期破坏进行调查，研究分析其早期破坏的原因，指出目前道路设计、施工过程中存在的问题，提出相应的建议供今后的建设工作参考具有特别重要的意义。 21.沥青混凝土路面早期破坏的现象 1.1 路面裂缝 海口市沥青混凝土路面早期破坏的主要现象之一是每条沥青路面道路都有或多或少的裂缝，有纵向裂
3、缝与横向裂缝之分。裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、台阶、网裂，加速路面破坏。路面裂缝由多种原因引起，如温度变化的作用，地基或填土路堤纵横向不均匀沉陷，半刚性基层的裂缝或刚性路面的接缝。 1.1.1 纵向裂缝 纵向裂缝属于荷载性裂缝，由于路面设计不周或施工原因，结构层本身强度不足，不适应日益增长的交通量及轴载作用产生的开裂，产生原因有两种原因：一种是由行车荷载引起；另一种是由路基的不均匀沉降引起，是引发纵向裂缝的主因素。 纵向裂缝多产生于高填方路段，但有些路段填土高度不高却仍有纵向裂缝产生，这主要是由于施工时压实度不足造成，或因水渗入路基，使路基强
4、度降低发生较大变形造成。 1.1.2 横向裂缝 横向裂缝属于非荷载性裂缝，这在我市沥青路面中普遍中存在如滨海东路和南海大道。横向裂缝是与沥青混合料性质密切相关。主要有两种表现形式温度裂缝与反射裂缝。温度裂缝，是气温变化引起的沥青面层产生温度应力，温度应力的反复作用使用沥青面层产生温度疲劳裂缝。3反射裂缝主要是半刚性基层的收缩裂缝，这些裂缝在交通荷载或温度作用下，由下层逐渐反射到表面。大量研究表明，反射裂缝产生的机理是由于受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服单独或联合作用的结果。 经现场调查，在很多情况下，沥青路面上的横缝并未贯通全幅路面。有的裂缝只在行车道上可见；另外一些横向裂缝贯通全幅路面，但行车道
5、上明显宽度较大。这种现象不能仅以收缩应力来解释，这说明交通荷载也是影响横向反射裂缝发展的重要因素。当车辆通过基层已开裂的部位时，由于裂缝处的结构不连续，在两侧产生一定的位移差，这种位移差又导致面层内产生较大的剪应力共同作用导致沥青面层裂缝的产生和发展.部分路段由于采用半刚性基层水泥含量偏高、施工时的水灰比过大，或没有及时铺筑沥青面层等原因造成其横向裂缝较多。有的路段施工时存在洒水提浆现象，造成基层表面细料过多收缩性增大，也会导致密集的横向裂缝。 1.2 路面车辙 车辙是在行车荷载重复作用下，路面产生累积永久性的凹槽。分结构性车辙、流动性车辙两种。 1.2.1 结构性车辙 结构性车辙是由于荷载作
6、用下超过路面各层强度，发生在沥青面层以下，括路基在内各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面为 V 形（凹形） 。 1.2.2 流动车辙 在高温条件下，车轮碾压的反复作用，荷载应力超过沥青混合料的4稳定度极限，使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一般都有两侧隆起现象，对主要行驶双轮车的路段，车辙断面成 W 形，对主要行驶宽幅单轮车的路段，车辙成非对称形状。在弯道处，上坡路段，交叉口附近易发生流动性车辙。 1.3 沉陷与龟裂 我市沥青路面采用半刚性基层，很少出现沥青面层因疲劳而出现的大面积龟裂，局部的龟裂大多是由局部沉陷而导致。 一般认为，沉陷表明路面基层已发生局部破坏，承
7、载能力不足。人别路段由于施工时原材料变异性大、拌和不均匀、过早行车等原因造成基层局部强度不足，也有的路段在基层施工中存在薄层找平现象而使其易于破坏。 但从路面维修中开挖的情况来看，单纯由于基层承载能力不足而被压碎的情况只是少数。发生沉陷的部位多属于水损害破坏，沥青路面在存水条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用下，水分逐渐水的渗入沥青与集料界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青混合料出现掉粒、松散现象。有的地方伴随着基层被严重冲刷，甚至基层表面因细料被冲刷带走而松散。 1.4 泛油与磨光 泛油与磨光都会造成路面抗滑能力不足，增加雨天行车的危险性。泛油是沥青含量过高的结果，起初一般表现
8、为一个个单独的油斑，最终连成一片黑亮的油膜。泛油只在高温季节产生，新沥青混凝土面层在大量行车，特别是重型货车作用下进一步压密，易导致沥青混凝土内部过5多的自由沥青向上移动产后泛油现象。但是当温度低时并不能复原，因此使路面表面积聚过多的沥青，同时使沥青面层底部含量过少，从而使底部的混合料出松散，强度降低，进而产生坑洞等病害。 1.5 松散 松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的原因，沥青路面病害中出现相对较多的呈面层松散。 1.6 坑洞 坑洞多发生于局部沉或裂缝处，是水破坏的严后果，个别坑洞由沥青混合料摊铺中的不均匀性引
9、起。坑洞的尺寸及深都会不断发展，当有水进入时还有可能向基层或路基发展，使坑洞周围的支撑逐步减弱。 1.7 唧浆 唧浆是轮载作用下面层下的水分和细小颗粒向上喷射的现象，一般产生于已有沉陷、裂缝、坑洞处。其主要影响因素是大量的水进入、基层抗冲刷性差及高速重载的车辆等。 2.沥青路面早期破坏成因 沥青路面时期破坏主要分为两类一功能性破损和结构性破损。针对沥青路面早期破损情况，对破坏的原因进行了调研，发现造成沥青路面发生早期破坏的原因较复杂，既和超限超载车辆的影响有关，也和路面结构设计、施工质量控制、公路建设管理以及原料选用有关，同时与自然环境的作用有关。 62.1 路面结构设计不够科学合理 采用半刚
10、性基层的路面，只有弯沉控制设计，忽略了层底弯拉应力是否合理。结构层底面拉应力引起的疲劳破坏首先从底基层底面开始，逐渐向上延伸，最后沥青面层产生疲劳裂缝，整个路面产生结构破坏。路基与路面应作为整体综合设计。 结构层厚度设计有待优化。沥青面层不宜太厚，而基层厚度相应增加。面层愈厚，表面温度与度温度差愈大，同时表面温度的变化率大于沥青面层的变化率，更大于沥青面层底部的温度变化率。这样易产生温缩开裂。从力学分析而言，面层愈厚，高温产生剪切形变导致重车辙愈容易。半刚基层厚度若不够，则在车轮荷载作用下，底部裂缝会扩展到上部，使沥青面层产生开裂破坏。排水设计不当对路面水损害了有着密切的关系。 2.2 路面使
11、用材料选用不合理 如选用沥青路用性能差，粘度都较高，随着使用年限的增加，其粘度过分提高，会带来不利影响。在行车荷载作用下，路面会出现龟裂。气温的变化，引起沥青路面膨胀和收缩，在沥青表面层内出现胀缩应力，当超过路面材料极限拉强度时，路面就被拉裂破坏，故沥青的品质非常重要。 2.3 施工质量问题 为降低工程造价，面层与面层连接不洒粘层油，或洒布工艺控制不严造成计量不准确，油膜不均匀、不连续、稠度差；基层清扫不净，余浮土、碎石、油污等形成隔离层，在行荷载的反复作用下，上基层很快7破碎形成一层破夹层；沥青路面施工中因碾压设备不当或碾压遍数不够压实不充分；或拌和厂离施工现场较远，运距过长，运输途中沥青混
12、料损失较大，运至现场后温度不能满足沥青混凝土摊铺温度规范要求，便仍为保工程进度低温施工；拌和过程中油温过高致使沥青老化等施工原因，导致沥青混凝土路面压实度不足、压实不均匀，造成面层内部空隙较大，使得沥青混合料粘结力、防水性能下降而使得沥青路面产生龟裂、松散、坑槽等早期破坏现象。 路面基层（包括底基层）质量不均匀、含水量过大使基层强度不足，在行车荷载的作用下，基层被破坏或下陷变形，从而引起沥青面层开裂破损，造成路面出现坑槽、沉陷、松散、龟裂、拥包等病害；有时由于含水量过大，水分停留在基层表面与面层形成两张皮。在行车的来回碾压下也会拥包，这种拥包往往不固定，随行车的碾压而变化，也称其为“活油包”
13、。 2.4 超限、超载车车辆的影响 车辆超限超载对沥青路面造成的早期损害是相当严重的，交通轴载对路面设计是一个很重要的参数，目前设计标准轴载为 100kN，而实际路面上的交通运输车辆大多超限运输。由于轴载对路面的破坏具有很大的潜力，当车辆荷载超过设计标准时，即使是低频率的超载了可能对路面造成很大的破坏，因此超载是造成路面早期疲劳破坏和使用性能差的主本因素。车辆超限超载对沥青路面造成的早期损害往往是一次性破坏。 3.结论与建议 8通过对沥青路面早期破坏常见病害及原因分析，可以看出，造成沥青路面结构发生早期破坏的原因是相当复杂的，需要在多方面、多角度、系统综合地加以研究，才能解决或减少沥青路面的早
14、期破坏。 3.1 加强路面结构的研究科学合理地设计。 沥青路面面层结构中仅有一层密实式沥青混凝土来防水破坏是远远达不到要求的，实际情况是沥青面层中哪一层空率大，一旦水进去，那一层就会产生水破坏。为减轻沥青剥落现象，改善沥青混凝土的水稳定性和耐久性，需要添加抗剥落剂，以增加沥青与矿料的粘结力。 3.2 选择好的沥青混凝土材料。 根据沥青面层类型选择好的沥青材料，选择国产沥青尽可能选用优质重交通道路石油沥青且最好进行沥青改性；矿料应选用石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的集料。 3.3 强化施工管理,加强施工质量控制。 施工质量控制不严，早期破损必然出现。沥青路面施工必须按全面质量管理
15、的要求，建立健全有效的质量保证体系，对施工全过程，每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到质量标准，具体要抓好以下几方面： 3.3.1 严格控制沥青混合料的拌和质量，拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标，必要时对混合料进行特殊配合比设计。 3.3.2 保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用9细料进行压实后找平。 3.3.3 合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁
16、。根据近年来的施工经验，透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时，应保持稳定的车速和喷洒量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布 2 立方米/1000 平方米的石屑或粗砂，用 8T 钢筒式压路机稳压一遍，将多余的浮料扫走。 3.3.4提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在 130、50为宜，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2m/min 左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大；一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。 3.4 加大打击力度,杜
17、绝超限超载车辆。 交通执法部门应加大打击力度，杜绝各种超限超载车辆道路正常使用。 3.5 加强养护管理，提高养护管理水平。 经验表明，科学有效的养护不但保证了城市道路沥青路面的服务性能，也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。 4. 结束语 路面早期破坏已成为我市沥青路面的主要危害之一。各级管理部门都应引起足够重视，并根据其成因从路面设计，原材料进场到具体施工，前期维护等有针对性地采取一系列预防和改善措施。同时，必须建立和健全质量保证体系，从管理部门、设计部门到施工、养护部门，层层重10视，层层控制，层层落实。只有这样，才能从根本上减少沥青路面早期破坏现象的发生，使城市面貌得以更加全面的提升。
