沥青路面早期病害的成因分析

李晓光　祝俊成

摘要：文章从路面结构设计问题、现场施工质量控制、投入运营后超载车辆管理等方面，结合本人的工程实践，分析了沥青路面早期破坏的原因。

关键词：沥青路面；早期病害；结构设计；质量控制

中图分类号：TE345

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)03-0062-02

近年来，随着国家对公路建设投资力度的加大，我国的公路工程建设十分迅速。但是，随着公路的建成并投入运营，沥青路面早期病害现象也越来越引起业内人士的普遍关注。沥青路面早期病害的现象有：裂缝、麻面、松散、泛油、拥包、坑槽、沉陷、车辙、翻浆等几种。这些病害极具普遍性和严重性，对新建公路的正常使用形成了严重的威胁。虽然造成沥青路面病害的因素很多，但综合起来主要有路面结构设计问题、现场施工质量控制、投人运营后超载车辆管理不严等几个方面。本文就结合实践经验就这些成因进行分析，以供参考。

一、路面结构设计问题

(一)沥青面层结构选用以及混合料类型的选择

沥青面层结构选用以及混合料类型的选择是个很关键的问题，根据沥青路面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求，宜选用粒径较小，空隙也小的级配混合料，尽量采用小粒径沥青砼，以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面，必须在沥青面层下设下封层，防止雨水渗入。我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一，而且级配范围较宽。

路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次，设计单位为了计算方便，一般将设计公路的交通量划分为～定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量，然后将确定车型的非标准车的轴次，换算成标准车轴载的当量轴次，最后用设计年限内的当量轴次，计算路面设计弯沉及结构厚度。经过大量的观察认为：在非标准车向标准车轴载换算过程中，实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载，尤其是非标准车的轴载，车辆的实际轴载远大于设计轴载(货运车辆绝大多数为超载运输)，而由当量轴次的计算公式当量轴次与轴载比的4.35次方成正比例。由此得知设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。即现阶段新建路面早期破坏情况较多的症结之一所在——公路在短期内(如1-2年)已达到设计年限内的累计当量轴次。

(二)沥青混合料配合比设计

沥青混合料配合比设计也是关键问题，沥青混合料配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段，生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工，因此，从理论和实践来讲存在较大的偏差，从而导致沥青混合料内在质量存在先天不足，另一方面由于目前国家现状所致，公路建设工期较短加上标价偏低，碎石料场不规范，大多地材都由个体企业承担，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性均有较大的差别，虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予调整配合比，但由于变化大，差异性大不可能做到十分准确，油石比级配都在变化，这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。

二、现场施工质量控制问题

路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。

(一)沥青砼路面施工过程中的质量控制

材料选择：进场的原材料要按要求进行检验，有的单位为了赶进度，对进场的原材料特别是沥青有些指标不能马上出具检验结果的情况下便投入了生产。给工程质量带来严重的隐患。

拌和：对沥青混合料的配合比控制不够严格，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现拥包、油包、松散、露骨、坑槽等；有些拌和设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性受到很大影响；沥青混合料拌合温度的控制不严，从规范角度控制在一定的范围，而实际拌和时可能超限或温度偏差较大，温度不稳定便造成施工质量的不稳定。温度过高可能导致沥青变质，没有粘性使沥青混合料松散，温度过低，沥青混合料拌合不匀，影响级配。

运输：目前均采用大吨位自卸车进行运输，但有些单位保温措施不够，造成部分混凝土结块，影响摊铺质量；再者车厢内的隔离剂没有采用专用隔离剂而采用柴油，柴油对沥青混凝土的老化很厉害。

摊铺：摊铺机应以缓慢、均匀、连续不间断的摊铺。目前有些施工单位为了赶进度，摊铺速度较快，随意变换速度、中途停顿，运料车撞击摊铺机，两台摊铺机的纵向接缝处理不好等造成混合料的离析，波浪、裂缝、拖痕等。

碾压：碾压温度过高，混合料就压不实，就会出现推移，发生微裂。落后的摊铺机对路面影响也较大，纵横接缝处理问题也较多，处理时造成时间的浪费使碾压温度得不到保证，沥青混合料压实度难以达到。

压实工作按试验段确定的压实设备的组合和程序进行，但在实施过程中有些压路机操作手偷懒，造成少压或漏压，造成局部压实度不足。

(二)建设单位施工管理的问题

当前许多公路投标项目划分太细，将路基挢涵、路面、交通工程等都分开招标，对相互间的协调管理缺乏有效的控制，这些都严重影响平整度，在同一路段上施工单位较多，加上工期较紧，平行作业，相互影响，例如在高速公路中沥青混合料摊铺底面层中面层时，路基施工单位要刷边坡，挖边沟，其他路段的车辆也通行，导致路面污染严重，从而使路面上层铺设，层与层之间的粘结受到影响，特别是当沥青面层较薄时，在车辆高速行驶荷载作用下，沥青路面产生脱落，推拥、扭曲裂缝，我们经常见的桥面铺装被拉开、拉裂就是这方面原因所致。此外，路面铺设完后其他作业工序的机械，包括交通工程，中央分隔带，路基填土，有些机械在上面停留漏柴油使路面污染，严重的地方，造成路面局部松散、剥落。

(三)下承层的施工质量控制问题

基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层，基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题：基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净。在雨水作用下，浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面；基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接，自身厚度又较小，因而极易松散，进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏；部分基层压实度不足的问题，在最大干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关，当粗粒含量很大时，即使压实度超过100％，并不表示该基层已经密实。因此，要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度。基层特别是半刚性基层不是强度越高越好，有些地段强度过高，是产生路面横向裂缝的主要原因。

三、投入运营后超载车辆管理不严等

目前，柔性路面国家设计规范仍然采用弯沉值控制，使用年限采用累计折合成标准荷载次数作为控制指标，而对重型车，特别是超重型车辆对路面结构强度的影响却没有过多过细的理论保证，规范中的折算系数并没有考虑路面承载极限能力，比如一个正常的搬运工他一趟能搬起一包水泥，那么他把一车水泥下完是不会有问题，但是如果一趟让他搬起三包，那么恐怕会将身体压垮，身体一旦严重受伤，那么肯定他连一包水泥都搬不起。对于道路而言也应该是同样的道理，一旦超出极限荷载的行驶将导致路面结构严重损伤。促使路面开裂、推拥，甚至局部下陷，导致路面破坏。严格控制超载车辆，公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载。而目前高等级路面上或其它等级的公路上，超重型车辆，特重型车辆随处可见，因此对沥青路面的损害是非常大的。

我国的公路起步较晚，但发展较快。科研工作相对滞后且与公路建设脱节也是出现早期破坏的原因之一。

四、其他因素

极端气候的条件会造成路面车辙、拥包甚至完全毁坏，另外交通事故漏油、甚至车辆燃烧也会对路面造成损坏。

拓宽道路与原路的接缝处理不好也是产生纵向裂缝、沉陷的主要原因。

五、结语

总之，沥青混凝土路面常见病害的产生有多方面的因素，无论设计方面、还是施工方面、或是路面形成后的使用、养护和管理等方面都存在一些不足。鉴于目前沥青路面病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，科研与工程实际相结合，尽量在提高沥青路面使用性能的同时，延长使用寿命，提高投资效益。