沥青路面常见病害成因分析及预防措施

程立强?潘勐

摘 要：就沥青路面常见的几种病害类型进行简要的分析，并提出相应的预防措施。

关键词：沥青路面；病害分析；预防措施

1 引言

沥青混凝土作为一种路用结合料，在世界各国得到了广泛的应用。随着我国国民经济的发展，交通物流业的成长壮大，大型超载车辆与日俱增，沥青路面过早地出现现裂缝、车辙、泛油、松散、坑槽等病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的安全运行，影响了道路投资效益的正常发挥。

沥青路面的破坏类型大体可分为两类：结构性破坏和功能性破坏。前者是指路面结构的整体或其某一个或几个组成部分的破坏，严重时可能达到不能支撑车辆的荷载，一般需进行彻底翻修；后者是由于路面不平整，使其不再具有预期的功能。可以通过修整、养护来恢复路面的平整性，以满足行车需要。

本文将分别介绍裂缝、车辙、泛油、松散、坑槽这五类病害的成因并总结相应的预防措施。

2 病害及成因分析

2.1 裂缝

沥青混凝土路面开裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，即荷载型裂缝。另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，即非荷载型裂缝。沥青路面出现裂缝的主要形式为：纵向裂缝、横向裂缝以及网裂、龟裂等不规则裂缝。

（1）纵向裂缝走向与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。

产生纵向裂缝的原因：

①路基填筑质量、通车后地基的整体稳定性、路基填料本身等原因。

②地基承载力下降，路基整体强度降低，重车荷载的反复作用。

③当沥青路面出现轻微裂缝或其它原因引起沥青表面的自由水进入路面基层，特别是半刚性基层材料，水份不能够及时排出，经过长时间的重车行车碾压，再加上半刚性基层施工接缝处理不当产生的纵向裂缝。

④重型车辆经常沿一个车道行使，容易造成纵向裂缝。

（2）横向裂缝与路中心线基本垂直，贯穿整个路幅或部分路幅，缝的宽度大小不同。

其产生的原因：

①沥青混凝土是一种热胀冷缩型材料，其在温度变化超出沥青混凝土的极限拉应力时，容易产生低温裂缝和温度疲劳裂缝、反射裂缝等。

②地基的施工质量差、填土高度过厚、压实度不足。

③无机结合料基层收缩裂缝的反射缝。

④桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结。

⑤施工缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良。

（3）不规则裂缝其产生的主要原因：

①半刚性材料层之间或半刚性层下有夹层土。素土夹层遇水潮湿后，使路面承载能力下降，载重车辆通过时容易产生“弹簧”现象，表面容易产生不规则裂缝。

②半刚性基层厚度不足，而其下底基层又是半刚性材料的路面结构，特别是在路基压实度不够或承载能力降低的情况下，也会产生不规则裂缝。

③在沥青面层混凝土施工中，沥青混合料的油石比、拌合温度掌握不好，沥青混凝土路面在行车荷载的作用下也会产生不规则裂缝等。

2.2 车辙

车辙是在行车荷载重复作用下，路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。车辙降低了路面平整度，当车辙达到一定深度时，由于辙槽内积水，极易发生汽车飘滑而导致交通事故。车辙成因如下：

（1）沥青混合料的高温温度性不足是产生车辙的主要原因。

（2）低温时摊铺混合料导致密实度过小，空隙率过大，雨水透入等都会是路面的高温性能降低。

（3）沥青混合料中沥青含量过大，细集料过多，天然的少棱角的颗粒百分率过高。

（4）施工时控制不当，密实度小，行车荷载过大，荷载作用时间过长，渠化交通和路面溫度高。

2.3 泛油

路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部，在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下，集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青，并在水的作用下被迫向上部迁移，从而导致面层上部泛油而底部松散的沥青迁移现象。泛油使路面在行车时产生轮迹和黏轮现象，并使路面抗滑性能下降，严重影响行车安全和周围环境。

泛油的成因如下：

（1）沥青面层的沥青用量过大、稠度太低或热稳性差。

（2）沥青混合料空隙率低。

（3）低温季节施工，层铺法沥青路面的嵌缝料散失过多，在气温转暖后，在行车作用下多余沥青溢至表面而形成。

（4）粘层油用量过大或洒布不均匀也会局部出现泛油。

（5）雨水渗入使沥青膜剥落，上泛引起表层泛油。

2.4 松散

“松散”是沥青路面常见病害。其症状为沥青混凝土中沥青与集料的粘结力作用逐渐下降并丧失，在车辆荷载作用下使沥青混凝土表面层呈松散状态，面层中的集料颗粒脱落，粗细集料散失起砂，路面磨损，路表（1）粗麻，多处微坑，表层剥落，路面外观质量差，行车不适。如不及时治理，它会从路表面向下不断发展，以致形成坑槽。松散产生的因素有很多，具体可以归结为以下几个方面：

（1）由于沥青混合料中沥青偏少，油石比偏低，使得沥青与集料间粘结性差；

（2）因低气温施工，压实度过小，造成沥青面层内部空隙率过大，在车辆的载荷作用下造成的沥青面层松散；

（3）集料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，在表面的摩擦力作用下磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱离，这种情况主要是由于集料含泥量超标所造成的；

（4）沥青混合料拌合时沥青温度过高，导致沥青老化，沥青膜剥落使沥青与集料的粘结力减弱而产生松散；

（5）基层强度松软而引起的面层龟裂松散；

（6）骨料选择有误，选择了酸性骨料与沥青粘附性差而造成的松散；

（7）水损害导致的松散，由于车轮动态载荷的作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，使沥青粘附性降低病逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面脱落，沥青混合料出现掉粒、松散。

2.5 坑槽

沥青在铺筑过程中，由于操作原因等造成的空隙率达不到设计要求，致使沥青路面在投入使用后会出现透水现象，进而发展到出现坑槽，严重影响路面的平整度和行车的安全。成因分析：

（1）沥青混合料温度控制不好。施工时混合料温度太高，使沥青老化，粘结力降低，脆性增加，导致压实不够，粘结不牢。混合料温度太低，摊铺不均匀，压实不充分，导致压实度不够形成坑槽

（2）厚度不足。路面下面层局部标高控制不严，导致沥青上面层个别地方厚度不够，在行车荷载作用下，部分混合料易被“带走”，形成坑槽。

（3）水毁坏。在降雨过程中，雨水进入并滞留在沥青混凝土的孔隙中。在大量快速行车的作用下，反复多次产生的孔隙水压力使沥青从碎石表面剥落下来，局部沥青混凝土变得松散，碎石被车轮甩出，路面产生坑槽。

（4）土基或基层强度不足，路面产生裂缝、龟裂、松散等病害，未及时进行修复，导致病害扩大，形成坑槽。

3 预防沥青路面病害的技术措施

3.1 合理选择原材料及混合料的级配类型

沥青混凝土在生产前对原材料特别是沥青做试验，根据沥青路面施工及验收规范要求，结合气候条件和道路等级选取适用的沥青类型。选用粘度高、针入度小、软化点高、含蜡量较低的优质石油沥青；采用满足规范级配要求的粒径较大的碎石（尖锐棱角，粗糙表面和良好的级配）。碎石含量较多的沥青混合料，应严格控制针片状含量，将矿粉用量和沥青用量的质量比控制在1.0～1.2，天然砂的含量小于15%或采用机制砂，严格控制沥青用量，尤其不要过量，沥青混合料施工压实度必须满足规范要求，尽量选择粗颗粒含量稍高，细颗粒含量适宜的级配。

3.2 合理组织施工，尽量避免冷接缝。

对于冷接缝的处理，应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料，然后预热软化接缝处，涂刷乳化沥青，再铺筑新混合料。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一遍向新铺层移动15-20cm，直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，上、下层的施工纵缝应错开15cm以上，摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。在路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。

3.3 优化配合比设计

沥青混合料的配合比设计结果与沥青路面的使用性能、材料用量及工程造价关系密切。合理的施工配合比不仅可以节约材料，降低造价，还能保证路面的使用性能，延长路面使用寿命。

3.4 下承层准备

沥青路面摊铺前，对下承层需认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下承层稳定。在白改黑改造工程施工时，应先对原有混凝土板块伸缩缝进行认真处理，先清除缝内杂质，用填缝料填实，再在其上铺设防水卷材，并加铺玻纤格栅。

提高基层的强度和刚度。尽量采用无机结合料稳定粒料作为半刚性基层材料。

3.5 施工工艺控制

沥青混凝土路面施工，从目标配合比到生产配合比，到配合比验证，工程技术人员应完成全部试验，认真分析数据，保证级配好，油石比最佳。路面攤铺碾压时，应掌握熨平板的振级，从而保证松铺系数可靠，压实厚度足够。碾压施工，往轮碾上喷水时，要注意控制喷洒量，以防止降低混合料温度，要采用雾状喷洒器。

3.6 控制混合料质量

（1）选购经调查试验合格的材料进行备料，矿料应分类堆放，矿粉必须是石灰岩磨细而成不得受潮，必要时做好矿料堆放场地的硬化处理和场地四周排水及搭设矿粉库房或储存罐。

（2）设置间歇式具有密封性能及除尘设备，并有检测拌合温度装置的沥青混凝土拌合站。

（3）拌合站设试验室，对沥青混凝土的原材料和沥青混合料及时进行检测。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度。

3.5 提高沥青路面的施工质量

提高施工质量是保证沥青路面使用性能的最基本措施，在当前的沥青路面施工中，要重点解决好三个最关键的问题。一是要保证平整度，二是要保证压实度，三是要保证沥青混合料的均匀性。

除此之外，要及时洒布透层油，提高基层与面层的粘结力。及时科学地对路面进行维修，避免路面病害扩大化。 。

4 结束语

沥青混凝土路面病害的产生有多方面的因素。只要我们认真选材，精心设计，把握住各个施工环节，严格按照施工规范和操作规程进行施工，做好道路养护工作，加强交通管理，很多病害是可以避免或降低其破坏力的。

参考文献

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]中华人民共和国交通部.公路沥青路面施工技术规范.2004-09-04.

[3]杨新亮.熊志江.刘安刚 沥青路面坑槽产生的原因与修补工艺研究《中国水运（理论版）》2007年第05期