沥青路面损坏病因分析及防治对策
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摘要：本文通过对投入使用的多数沥青路面损坏情况调查研究，沥青路面的早期损坏现象，针对早期损坏产生的原因进行有效的防治进行的探讨。
关键词：早期病害的类型；分析病害产生原因
随着我国经济的快速增长，城市及其基础设施建设的发展日新月异，沥青路面以其快速、舒适、平稳、低噪声、易养护、开放交通早等优点，广泛应用于高速公路和城市道路的建设中。但随着交通量的日益增长和全球气候变暧，道路使用环境日益恶劣，沥青路面建成通车后短时间内(往往在通车后1～2年)出现路面的“早期病害”十分普遍，已引起高度重视，下面笔者就沥青路面的早期病害进行分析阐述。
1 沥青路面早期病害的种类及调查方法
沥青路面早期病害种类有：①不平整(坑洞、坑槽)；② 变形(包括车辙、波纹、沉降、推移和开裂)；④表面纹理缺陷(包括泛油、龟裂、松散、剥落、和磨光丧失抗滑力)；④边缘缺陷。根据现行的《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073．2-2001)规定，沥青路面的使用性能主要由路面破损状况、路面结构强度、路面平整度和路面抗滑能力4项指标来衡量。一般来说，沥青路面使用性能调查应选择在路面使用的最不利季节进行，调查方法有定期检查和随时调查两种。每年定期调查一次，在调查前除掌握路况检查资料外，应参考路面技术档案及设计、施工时的资料作综合判断。对于自然条件、路面结构、交通条件相同的路段，可选定其中有代表性的一段进行调查；随时调查为沥青路面发生异常现象时随时进行的调查，其调查内容和方法，视其现状而定，以便采取相应措施。
2 沥青路面破损状况计算评定方法
2．1 沥青路面综合破损率(DR)
根据《 公路沥青路面养护技术规范 》(JTJ073．2-2001)，采用路面破损状况指数(PCI)进行评价。其中，沥青路面综合破损率(DR)计算如下：
DR=D／A×100=ΣΣDij.Kij／A X 100
式中：DR- 路面综合破损率，以百分数计；
D― ―调查路段内的折合破损面积(m2 )，D=ΣΣDij. Kij；
A― ― 调查路段的路面总面积(m 2)：
Dij ―― 第i类损坏、第j类严重程度的实际损坏面积(m2)；
Kij―― 第i类损坏、第j 类严重程度的换算系数。
2．2 路面状况指数(PCI)
路面状况指数(PCI)的数值范围为0～100，其值越大，路况越好。PCI计算如下：PCI，=10O-15DR0.412 。
2．3 路面质量等级
根据路面破损情况，可将路面质量分为优、良、中、次、差五个等级。评价标准如表1所示。
3 沥青路面早期病害产生的原因
沥青路面早期病害产生的主要原因：①沥青路面的结构型式不够合理，在设计选择沥青路面的结构型式时未能充分考虑当地的气候条件和交通量的增长速度，对透层、粘层、防水封层等中间功能层的设置没有得到足够重视，对于某些比较特殊路段，例如公交车停靠站、平交路口、桥梁伸缩缝以及桥梁下坡引道等路段，没有具体的专门设计，以解决因车辆制动造成的路面拥抱、滑移、车辙问题；②施工管理、质量控制不严，施工工艺不够科学合理，违规操作；③原材料选用、级配组成设计不合理；④超重车载、地表水和层问水造成的疲劳损坏；⑤沥青老化和基层反射裂缝引起横向、纵向裂缝、网裂。
4．1 合理选择沥青路面的结构型式
路面基层的选择：在选择沥青路面的结构型式时，多数选择半刚性基层沥青路面，但它存在以下缺点：裂缝和进水难以避免，渗透进去的水不能迅速排走；半刚性基层对重载和超载车的敏感性大。因此，它更适宜于在气候条件较干燥、半干燥以及交通量并不是很大的地区，而在多雨潮湿地区建议采用柔性基层(例如采用级配碎石底基层加沥青稳定碎石ATB、ATPB或AM基层等)的路面结构型式，而在偏冷地区，宜采用级配碎石基层的柔性路面。总之，应该根据气候、交通、材料、经济等各种具体条件优选沥青路面的结构。
路面面层的选择：加强综合设计，根据实际交通荷载的调查结果，结合当地未来区域经济发展状况、气候以及材料和施工条件，科学预测和计算预期的交通量轴次，选择路面结构和厚度。国内外的研究表明，采用沥青玛蹄脂碎石混合料SMA或多碎石沥青混凝土SAC(一种间断级配的、骨料和骨料相接触嵌挤的骨架密实型结构，处于密级配沥青混合料和开级配沥青混合料之间)作为路面面层，有助于提高路面的抗车辙性能、抗滑性能和有效降低行车噪音。为了防治车辙，应该采用针入度小、粘度大的沥青，使用粗糙度大的集料，采用改性沥青和S型嵌挤密实型级配。
4．2 降低或减轻水损坏
按“预防为主，防排结合”的原则，为防止水损坏，最重要的是做好路基、基层、面层的封水和防排水综合设计。应在纵坡平缓、降雨量大且设置了拦水带或路缘石的路段，适当加密开口和边坡排水设施；在路基水文状况不良路段，加设横向盲沟和排水垫层；对要植树绿化的中央分隔带应认真做好透水渗水盲沟和防水层；土路肩宜采用级配碎石或级配良好的砂砾等透水性材料填筑，以利于路面横向排水；应努力减小沥青混合料的离析，杜绝沥青层施工污染，采用添加3％～4％普通硅酸盐水泥以提高沥青混合料的抗水损坏能力和高温稳定性，采用合理的级配，控制空隙率和渗水系数；要做好透层、封层；对常见的路面水损害现象从材料组成人手，对路面内部结构排水进行微观分析，利用多孔介质渗流理论进行探讨，针对高孔隙水压力是引起路面水损害的一个主要原因，采用高渗透性的排水基层。
4．3 延长沥青路面的使用寿命
设计方面：①在进行半刚性基层路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数较小的半刚性材料，重点从级配选择来改善材料性能，减少水泥用量，采用低标号水泥；②选用抗裂性能好的优质沥青作面层，尽可能采用改性沥青(SBS改性)；③在满足其它指标要求的前提下，考虑南方高温特点，选用针入度较大的沥青作沥青面层结合料；④设置隔离层或中间层，采用同步碎石(粒径9.5mm～13.2mm)作为中间层，在水泥稳定基层完成后，铺一层的同步碎石沥青封层，按碎石50％～60％、改性沥青或重交沥青1.6kg／m2一2.Okg／m2。的撒布量将其均匀撒布在基层表面并压实。
施工方面：①加强对底基层表面的处理和洒水工作；清除基层表面的薄弱夹层，采取措施加大基层与底基层的粘结；② 施工时严格控制水泥剂量和含水量，减小温度应力和温度变形，要及时养生，防止基层暴晒变干开裂与强度减小太多，避免基层的非荷载型裂缝产生；③对于已发生胀缝和缩裂缝，应清理缝隙，用稀的乳化沥青进行灌注并加铺玻纤格栅处理。
4．4 加强各环节施工质量管理
严格控制路基填料质量(包括CBR值、天然含水率、液限塑性数、填料颗粒粒径等技术指标)，确保压实质量，对易产生不均匀沉降部位(如软土地基路段、填石路段、高填、半填半挖路段及填挖交界处)，必须采取有效技术措施，认真处理，加强观测，在满足沉降要求后，再进行路面施工。
路面基层应选择级配良好的集料，做好分级备料堆放，并严格按配合比进行掺配使用。水泥稳定粒料基层施工时，还应严格控制水泥剂量，避免水泥用量过少使强度偏低或水泥用量过多造成胀缝和收缩裂缝产生，同时加强压实控制(特别是边缘处)，及时洒水养生并确保足够的养生时间。
按道路等级、所属气候区域、交通组成、路面结构类型科学合理选择沥青；加强改性沥青的生产、运输过程监控；注重表面层骨料的选择和生产质量，严格控制针片状颗粒含量、压碎值、含泥量及与沥青的粘附性，加强堆放场地管理(硬化、防排水措施到位)，避免相互污染。
提高沥青混合料配合比设计的科学性、合理性，确保沥青混合料各项技术指标相互匹配，针对夏季炎热、交通量大、重载交通多的地区，适当提高沥青混合料的高温性能和水稳性能的技术指标要求；强化施工机械、设备的合理配置，优先选用自动化程度高、计量准确、产量高、质量稳定拌和、摊铺及压实设备；加强施工温度、压实控制，减少在运输、装卸、摊铺、碾压过程中的温度和材料离析，避免违规操作；根据以往的施工经验，按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，采用双钢轮压路机震动初压、胶轮压路机揉挤复压、大吨位双钢轮压路机终压(静压消除轮迹)的压实工艺效果良好；同时，确保沥青路面施工的连续性、均匀性和整体性，避免交叉作业施工造成的相互影响和污染。
5 结束语
近年来，通过对投入使用的多数沥青路面损坏情况调查研究，沥青路面的早期损坏现象不可避免，但是针对早期损坏产生的原因和机理进行有效的防治，可减轻降低沥青路面早期损坏、降低养护成本，提高路面使用性能和延长路面使用寿命。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。