文/郭勇軍 新疆北新路橋集團(tuán)股份有限公司 新疆烏魯木齊 830001

論公路瀝青路面早期破壞及預(yù)防措施

文/郭勇軍 新疆北新路橋集團(tuán)股份有限公司 新疆烏魯木齊 830001

瀝青混凝土路面作為一種柔性路面結(jié)構(gòu)，因其行車舒適、養(yǎng)護(hù)便利開放交通快等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)運(yùn)于我國高速公路與城鎮(zhèn)主要道路的建設(shè)中，是我國最重要且最常用的一種路面結(jié)構(gòu)形式。但也由于其受溫感性較高（夏季強(qiáng)度較低）和施工過程不規(guī)范等因素的影響，往往會(huì)過早的出現(xiàn)推移、泛油、裂縫等病害?；诖耍疚墓P者以工程實(shí)例為依據(jù)，理論試驗(yàn)為手段，就我國瀝青混凝土路面早期破壞形式及機(jī)理進(jìn)行深入研究，并有針對(duì)性的提出防護(hù)措施，旨在更好的服務(wù)于我國交通事業(yè)的建設(shè)。

瀝青路面；早期破壞；機(jī)理分析；防護(hù)措施

作為我國現(xiàn)階段最常見的一種路面結(jié)構(gòu)形式，瀝青混凝土路面的施工與運(yùn)營過程隨著時(shí)代的發(fā)展越來越受到人們的關(guān)注。如何加強(qiáng)瀝青混凝土路面施工技術(shù)，防止其發(fā)生早期破壞，提高路面整體運(yùn)行質(zhì)量，促使其更好的服務(wù)于人民與社會(huì)，已成為現(xiàn)代交通從事者們共同面對(duì)的課題。

1、工程實(shí)況

1.1 工程簡(jiǎn)介

1.2 路況調(diào)查

（1）彎沉測(cè)量。實(shí)測(cè)最小彎沉值32.0(0.01mm)、最大彎沉值200.0(0.01mm)，原設(shè)計(jì)容許彎沉值40.0(0.01mm)，代表彎沉值大于容許彎沉值約占路段的60%，表明結(jié)構(gòu)承載能力己偏不安全,路面代表彎沉值的增加與實(shí)際路況的顯著變化吻合。

（2）探坑調(diào)查。級(jí)配碎石基層以泥巖為主要細(xì)料，且整體處于極為潮濕的飽水狀態(tài)。粉料最高含量29.1%，平均含量16.0%，嚴(yán)重超出規(guī)范≤7.0%的要求；38%的細(xì)料中塑性指數(shù)IP最大值為17.8，超出規(guī)范≤6.0的要求；71%的樣品液限指數(shù)最大為34.7%，超出規(guī)范≤28.0%的要求，塑性細(xì)料含量多。

2、早期破壞發(fā)生的主要形式及原因

通過對(duì)楚大高速實(shí)際路況調(diào)查，本文經(jīng)過綜合分析，就常見且具有代表性的幾點(diǎn)病害進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，具體內(nèi)容如下：

2.1 裂縫

裂縫作為瀝青路面最常見的早期破壞之一，其最大的危害在于路面開裂后，使得水分不斷進(jìn)入道路下層（路基）結(jié)構(gòu)，致使路基因軟化而導(dǎo)致承載力下降，進(jìn)而促使路面破壞速度加快。

2.1.1 橫向裂縫

瀝青路面橫向裂縫包括非荷載性裂縫與荷載性裂縫兩大類，究其形成原因，主要為路基壓實(shí)度控制（過低時(shí)易形成）與瀝青材料特性（干縮和溫縮）有關(guān)。荷載性裂縫產(chǎn)生的主要原因一般是由于施工的粗糙性和設(shè)計(jì)的欠缺性所造成，或是隨著時(shí)間的推移，在長(zhǎng)期重載交通作用下，瀝青路面因疲勞性和不可恢復(fù)性損傷逐漸發(fā)育成橫向裂縫；非荷載裂縫作為橫向裂縫的主要表現(xiàn)形式，其包括基層反射性裂縫和溫縮性裂縫，研究表明，常規(guī)的發(fā)育較淺的橫向裂縫不會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成太太損傷，一定條件下是允許其存在的。

首先，對(duì)可能產(chǎn)生事故的原因進(jìn)行分析，尤其對(duì)第五缸的冷卻噴嘴及燃油噴嘴進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。通過試驗(yàn)、檢測(cè)，這些零件工作均正常。由于第五缸完全熔頂，無法觀測(cè)到第五缸的活塞環(huán)的情況，而觀察到第六缸的活塞環(huán)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有顆粒物卡在第六缸氣環(huán)的側(cè)隙內(nèi)，缸套有輕微刮痕，頂部明顯有過燒痕跡。排除了其它的可能性之后，認(rèn)為在維修過程中有遺留顆粒物卡在第五缸氣環(huán)的端隙或側(cè)隙上，造成拉缸進(jìn)而產(chǎn)生熔頂。經(jīng)檢修更換了第五缸的缸套、活塞、活塞環(huán)及連桿。雖然故障判正確，但新安裝的第五缸活塞環(huán)閉口間隙值偏小，未經(jīng)有效磨合，緊接著導(dǎo)致第五缸的第二次活塞熔頂。

2.1.2 縱向裂縫

縱向裂縫的形成，一是由于瀝青面層攤鋪時(shí)，縱向接縫處理不合格，使其剝落開裂，加之行車荷載作用而形成；二是由于路基因縱向不均勻沉降而形成，其原因?yàn)槁坊鶋簩?shí)不均勻所致。

2.2 水損壞

水損壞為瀝青路面早期破壞常見的一種形式，其破壞機(jī)理主要為路面及表層結(jié)構(gòu)中的積水進(jìn)入公路結(jié)構(gòu)層所造成，一旦形成早期破壞，其損傷力較大。一般情況下，水進(jìn)入路面表層后會(huì)滯留在面層下部及其交界處，在長(zhǎng)期疲勞荷載作用下，各面層間的瀝青由于逐漸失去粘結(jié)力而形成剝落現(xiàn)象，隨著時(shí)間的推移，病害逐漸發(fā)育至上部，加之外載的反復(fù)作用，從而形成變形和網(wǎng)裂。

在雨水較多時(shí)節(jié)，尤其是因降雨形成路面明顯積水時(shí)，在行車荷載的反復(fù)作用下，使得行車道上的網(wǎng)裂日益擴(kuò)大，并在車輪與周邊材料的擠壓下空蝕作用下，從而形成空洞，同時(shí)又增大了路面結(jié)構(gòu)與水的接觸面積，周而復(fù)始，形成一種惡性循環(huán)，如不及時(shí)修補(bǔ)，最終導(dǎo)致局部損壞的發(fā)生。

2.3 車轍和坑槽

車轍主要包括流動(dòng)性損傷、結(jié)構(gòu)性損傷和磨損性損傷三種類型，其表現(xiàn)形式為行車道面層及基層處產(chǎn)生永久性凹性轍形。形成車轍的主要原因?yàn)楹奢d集中性疲勞損壞所造成，尤其是重載交通地區(qū)，此類損傷最為容易發(fā)生；坑槽現(xiàn)象的發(fā)生，通常是由于面層厚度不足或壓實(shí)度不夠而導(dǎo)致。壓實(shí)度不足主要為瀝青喪失粘結(jié)力而造成，使其壓實(shí)效果無法達(dá)到規(guī)范要求，從而在荷載作用下因發(fā)生脆性斷裂而形成坑槽，其形成的根本原因?yàn)闉r青攤鋪時(shí)因混合料溫度過高造成老化而致；道路瀝青面層壓實(shí)過程中，當(dāng)混合料溫度過低時(shí)，容易造成因壓實(shí)不均勻而在荷載作用下出現(xiàn)不均衡性斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致坑槽的出現(xiàn)。除此之外，厚度不足通常會(huì)加強(qiáng)低壓空蝕作用，從而形成坑槽損壞。

3、避免早期破壞發(fā)生的防護(hù)措施

根據(jù)楚大高速實(shí)際情況，本文系統(tǒng)性的提出以下幾點(diǎn)預(yù)防措施。

3.1 合理設(shè)計(jì)

道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能千篇一律的采用半剛性基層，而是應(yīng)因地制宜，合理的進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合，結(jié)合本地實(shí)際情況和發(fā)展特點(diǎn)（如經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、氣候與地理），采用合理的交通組合方式。低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層和級(jí)配碎石柔性基層適合交通量不大且重載交通很少的地區(qū)；低劑量穩(wěn)定碎石基層和半剛性基層（需在基層與面層間設(shè)置級(jí)配碎石柔性排水層）適合交通量大但重載交通較少的地區(qū)；半剛性基層摻入適量的土工材料，不僅可以改善結(jié)構(gòu)層間的關(guān)系，而且還能對(duì)其受力特征起到加強(qiáng)作用，因此比較適合交通量大且重載交通較多地區(qū)。

3.2 采用改性瀝青

改性瀝青的特點(diǎn)：①擁有較好的低溫抗裂性和高溫穩(wěn)定性，對(duì)裂縫的出現(xiàn)有很好的抑制作用；②增強(qiáng)瀝青混合料的耐久性和路面抗水損壞能力，提高道路使用壽命；③提高瀝青混合料的抗變形能力。交通部公路科學(xué)研究所對(duì)SBS、SBR、PE、EVA等4種改性劑的改性效果進(jìn)行了比較試驗(yàn)，結(jié)果證明，SBS在高、低溫性能，彈性恢復(fù)性能和感溫性等方面都有突出優(yōu)點(diǎn)。PE僅在高溫穩(wěn)定性方面顯示出較好的效果。EVA的高溫穩(wěn)定性不如PE，但低溫性能較PE要稍好一些，但均不如SBS。

另外，大量試驗(yàn)與實(shí)踐證明，評(píng)價(jià)SBS改性瀝青綜合性能時(shí)，在試驗(yàn)手段與評(píng)價(jià)方式的選擇方面，如果只是單純的套用普通基質(zhì)瀝青的一些試驗(yàn)方法或技術(shù)指標(biāo)來衡量改性瀝青的路用性能，那么就不能完全體現(xiàn)出它的優(yōu)良特性與社會(huì)價(jià)值，甚至出現(xiàn)指標(biāo)假相問題，對(duì)此需要格外注意。

3.3 提高施工質(zhì)量

高速公路工程項(xiàng)目的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)，影響工程質(zhì)量的因素貫穿整個(gè)施工過程。工程質(zhì)量包括“美觀、經(jīng)濟(jì)、適用、安全”四個(gè)方面，只有四者全優(yōu)，才是真正的優(yōu)質(zhì)工程?，F(xiàn)如今，國家對(duì)于高速公路工程質(zhì)量管理的要求越來越細(xì)、越來越嚴(yán)，而基層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)這些高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求?；鶎硬块T需要綜合監(jiān)督、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等多種職能，在工程施工時(shí)，做好“一協(xié)調(diào)”、“兩管理”、“三控制”工作，對(duì)建設(shè)各方采用一定的經(jīng)濟(jì)手段進(jìn)行制約，確保工程以優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)完成質(zhì)量目標(biāo)。

結(jié)語：

高速公路瀝青路面的早期破壞形式是多種多樣的，其影響因素也是復(fù)雜多變的，通過分析研究高速公路瀝青路面早期破壞產(chǎn)生的原因，從而確定預(yù)防破壞產(chǎn)生的措施，從設(shè)計(jì)，施工及管理等方面入手，采取科學(xué)可行的方法加以控制，保證瀝青路面的施工質(zhì)量，提高高速公路的使用質(zhì)量和壽命。

[1]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）.

[2]趙淑君，佟海波.高速公路瀝青路面破損的原因與解決辦法[J].建筑工程，2012（4）.