沥青路面早期破坏的原因

林健民 施建生

摘要:沥青路面的主要类型有沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料和乳化沥青混合料路面等,因其具有造价相对较低、行车舒适、噪声小灰尘少等优点,能够利用石化企业副产品等优点而被广泛用于公路和城市道路、机场等基础设施的面层处理。本文阐述了造成沥青路面的裂缝的原因。

关键词:路基施工;早期破坏;沥青路面

沥青路面早期破坏的现象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等九种。这些病害极具普遍性和严重性,为公路工程质量通病之一。

1 路基填土与压实

公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发,改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和经济的方法。

1.1 路基填料

规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度,引入了路床的概念。对上路床的的填料提出了限制的条件,高速公路和一级公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值应大于8,下路床及其下面的填土,也都给出相应的规定值。

当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。

1.2 路基压实

当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。如在西部某国道主干线二级专用公路施工中,路面设计标准为高级路面,因而从路基开始,检验标准均采用一级公路验收标准。

2 路面设计

2.1 结构设计不合理

沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。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,且在做下封层时应清扫干净,防止雨水渗入。

2.2 油路补强段的路面厚度考虑不足

按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所利用的路段状况进行客观评估, 根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。

2.3 路面厚度设计问题

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一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。笔者经过大量上路观察认为: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知,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。

3 路面施工

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。

3.1 路面施工

3.1.1 对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。

3.1.2 施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。

3.1.3 沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。

3.1.4 碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。

3.2 基层施工

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:

3.2.1 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。

3.2.2 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。因此,建议此补加层用含油沥青混合料(即茌料)代替。

3.2.3 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。

4 养护管理及其它原因

4.1 养护不及时

沥青路面在行车作用下出现小面积松散,个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期及时养护更为重要。

4.2 养护方法不当

有些养护人员,在沥于混凝土路面上采取人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法进行养护,结果破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够,用油量控制不平,造成泛油、推拥、松散等病害。