農村公路瀝青路面病害成因分析

長安大學 張慶印 楊玉杰

農村公路瀝青路面病害成因分析

長安大學 張慶印 楊玉杰

隨著“村村通”工程啟動，我國加大了對農村公路的建設以及對路面改造工程的實施投入，農村公路的數量和質量都有了較大幅度的提高。但是，隨著車流量增大、重型車輛增多，加之農村公路管理機構人員少、養(yǎng)護管理運行機制不夠健全，以及地方公路建設管理部門“重建輕養(yǎng)”等現(xiàn)象仍然存在，農村公路病害已露端倪，部分公路甚至服役超期。傳統(tǒng)的養(yǎng)護管理模式已無法適應新形勢的要求。

調查結果顯示，我國農村公路大部分修建時間較晚，路面損壞程度較輕，瀝青路面病害主要表現(xiàn)為初期裂縫類病害，部分公路存在網裂及輕微龜裂；部分修建較早的農村公路由于未進行大修或罩面，路面服役超期，損壞嚴重，尤其在采礦區(qū)或有礦產企業(yè)地區(qū)的路面破損嚴重，表現(xiàn)為大面積的網裂及沉陷。

一、裂縫類病害

1. 縱向裂縫?？v向裂縫是由于路基壓實度達不到要求，路基下沉、高填方路段的自然沉降等因素造成沿路面縱向產生的裂縫，如路基沿縱向產生的滑移、沉降、半幅施工時接茬處理不當等原因，還有部分縱向裂縫是由于基層的反射裂縫引起。

2. 橫向裂縫。橫向裂縫形成原因主要有以下3個方面：

（1）材料收縮引起橫向裂縫。一方面，在基層成型過程中，因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫；另一方面，基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。

（2）瀝青及混凝土的溫縮引起裂縫。當溫度下降時，瀝青混合料逐漸變硬變脆，并發(fā)生收縮變形。當收縮拉應力超過抗拉強度時，形成裂縫。

（3）差異沉降引起的橫向裂縫。在軟土地基與非軟土地基交界處等部位，差異沉降導致基層開裂，并反射到瀝青面層，形成橫向裂縫。

3. 網裂和龜裂。其形成的主要原因如下。

（1）由于路面結構設計不合理、路基路面壓實度不足、路面材料配合不當或未拌和均勻等原因使瀝青與石料黏結性差。

（2）由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，使基層表面被泡軟，在汽車荷載反復作用下，粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產生唧漿，基層表面被逐步淘空，產生網裂。

二、松散類病害

1. 麻面。麻面主要是指由于瀝青路面細小嵌縫料散失，出現(xiàn)粗麻表面。主要表現(xiàn)為路面面層預防性養(yǎng)護不到位，造成路面在頻繁的行車及自然作用下，使老路面上細小嵌縫料散失，路面表面形成麻面。

2. 松散。松散產生的主要原因是路面老化瀝青黏結力降低，路面龜（網）裂特別是嚴重龜（網）裂處治理不及時，加之在雨水等自然因素作用下造成路面面層破碎、松散。

3. 坑槽。路面上出現(xiàn)坑槽，是龜裂、松散等其他損壞進一步發(fā)展的結果。路面坑槽產生的主要原因：路面與基層黏結不牢；路面嚴重龜裂養(yǎng)護不及時，隨著雨水的下滲造成路面面層破損；路面基層強度不足等，造成基層破損而產生路面坑槽。

4. 啃邊?？羞吺侵嘎访孢吘壠扑槊撀?，寬度為10 cm以上。農村公路路面發(fā)生啃邊主要在路寬6 m左右的較窄路段以及沒有路肩的路段上。主要原因是由于車輛靠近路邊行駛，由于路面行車道路基強度大，路肩特別是三級以下公路土路肩強度低，因此在車輛作用下產生路面邊部破損。

三、變形類病害

1. 沉陷。沉陷形成的主要原因如下：

（1）由于基層底部、頂部存在夾層、松散等結構軟弱層，在重載車輛反復作用下，基層失去有效支撐而出現(xiàn)沉陷。

（2）橫向或縱向裂縫出現(xiàn)后，由于灌縫養(yǎng)護不及時，雨水順裂縫滲入路面結構層內，在行車荷載反復作用下，破碎的基層、底基層細粒料沿裂縫被擠出，造成底基層底部懸空，隨著懸空面積增大，出現(xiàn)局部或整體沉陷。

（3）路基壓實度不足引起沉陷，特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段及構造物兩端出現(xiàn)。大面積沉陷往往是由于路基不均勻沉降或局部滑移面引起的。

2. 車轍。其主要類型及成因如下：

（1）失穩(wěn)型車轍。這類車轍是由于在夏季高溫條件下，當瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不足時，在外力作用下就會產生這種車轍。一方面是車輪作用部位下凹，另一方面車輪作用甚少的車道兩側反而向上。

（2）結構型車轍。這類車轍是由于荷載作用超過路面某結構層的強度。車轍主要發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內的各結構層的永久性變形，這種變形一般來說主要是由于路基變形傳遞到面層而產生，因此也被稱為結構性車轍。

（3）磨耗型車轍。這類車轍是由于瀝青路面結構頂層的材料在車輪磨耗和自然環(huán)境作用下持續(xù)不斷地損失形成，通常是在汽車使用了防滑鏈和帶釘（膠釘）輪胎后，更易發(fā)生這類車轍。

3. 波浪、擁包。

（1）波浪主要是由于面層原因形成的，主要有：面層與基層之間存在不穩(wěn)定夾層，面層在行車荷載的作用下推移變形而形成的波浪（搓板）；因基層強度局部不足或穩(wěn)定性差等原因也會造成波浪（搓板）。

（2）擁包。擁包產生的原因主要有：施工不當，瀝青漏灑在路面上形成的擁包；面層瀝青用量過多及瀝青混合料面層材料級配差，細料集中產生擁包；基層局部含水量過大，使面層與基層結合不良而被推移變形造成擁包；面層局部強度不足或水穩(wěn)性不好，使基層松軟產生擁包。

四、其他類型病害

1. 泛油。泛油主要是由于瀝青用量過多而產生的，另外，高溫季節(jié)新鋪的瀝青路面在車輛特別是重型車輛反復作用下進一步壓實，易導致瀝青路面內部過多的自由瀝青向上運動產生泛油；高溫季節(jié)的雨水侵入瀝青混合料內部，瀝青會從集料表面剝落并向上移動，產生泛油。

2. 磨光。瀝青路面在使用過程中，在車輪反復滾動摩擦的作用下，集料表面被逐漸磨光，路面原有粗構造衰退或喪失。表面磨光的原因主要是：集料質地軟弱、缺少棱角，礦料級配不當，粗集料尺寸偏小，細料偏多；或瀝青用量偏多等。

五、結論

隨著農村經濟的高速發(fā)展，農村公路的交通量急劇增長，農村公路路面產生了一定程度的損壞。正確分析瀝青路面各種病害成因，能夠有的放矢，為農村公路瀝青路面養(yǎng)護維修提供指導。