沥青路面损坏现象原因及其防治措施
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摘 要：本文在分析沥青路面损坏的现象及原因方面进行了总结，重点介绍了路面水损害形成原因及防止路面水损害的防治措施。
关键词: 沥青路面；水损害 ； 防治
1、前言
我国的高速公路近几年取得了引人注目的成就，山东省的高速公路更是发展迅猛，但随着交通量的不断增加和轴载的明显增大，沥青路面出现了不同程度的早期破坏，严重影响了路面的使用功能和寿命，因此目前需对沥青路面的损坏现象，应结合实际特点，并提出不同的防治措施，来延长道路的使用寿命和周期。
从我省沥青路面的破坏现象分析，主要存在四类破坏：（1）纵向或横向的永久变形，夏季高温期在重载车的作用下造成流动性车辙；（2）冬季沥青路面的横向开裂（3）雨季或春融季节出现的坑槽，即水损害破坏；（4）沥青路面由于泛油、石料磨光引起的表面功能降低或丧失。
2、沥青路面的车辙
在四类破坏现象中，车辙问题尤其重要。它除了影响行车舒适外，还对行车安全有直接影响。
在正常情况下，沥青路面的车辙有三种类型：
2.1于荷载作用超过路面各层的强度，发生在沥青面层以下包括路基在内各结构层的变形，
叫做结构性车辙。这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成V字形（凹形）。
2.2青混凝土的侧向流动变形。在高温条件下，车轮碾压的反复作用，荷载应力超过沥青
混合料的流动性车辙或失稳性车辙。一方面是车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起，在弯道处还明显向外推挤，车道线及停车线因此可能成为变形的曲线。无疑这部分车辙将主要取决于沥青混合料的流动特性。这种车辙一般都有两侧隆起现象，对主要行驶双轮车的路段，车辙断面成W形，对主要行车宽幅单轮车的路段，车辙成非对称形状。它尤其容易发生在上坡路段、交叉口附近，即车速慢、轮胎接地产生的横向应力大的地方。
2.3季埋钉轮胎形成的磨损性车辙。在我国，由于基层基本上是半刚性基层，车辙基本上
都属于沥青混合料的流动性车辙。对这种车辙，可以说没有有效的维修方法，只有采用新的材料或将原材料再生改造以更换车辙的层次。
但另外还有一种在国外较少发生在我省却常常发生的车辙。它是由于沥青面层本身的压密造成的。通常情况下，沥青路面的车辙防治都是指流动性车辙。为防治车辙，必须从开发抗车辙能力强的沥青混合料和改进施工工艺两方面入手。
2.3.1沥青混合料的影响
提高沥青混合料的抗车辙能力是防治车辙的途径。沥青混合料是一种粘弹性材料，对密级配
沥青混凝土来说，尤其在较高路面温度条件下，它可以看成是一种单纯的热流变形材料，完成适用于沥青的流变学原理。对密级配沥青混凝土来，提高沥青高温粘度是防治车辙最有效的措施。
2.3.2适当增大粉胶比
在沥青数量一定时，矿粉用量对矿粉的表面影响最大，因而直接影响沥青膜厚度，矿料之间的滑动变形将因粉胶比增大而减少。一般认为，粉胶比不小于1―1.2。另一方面，适当增加矿料在混合料中体积百分数，减少沥青用量，亦是重要的。沥青用量过多，超过最佳用量的0.3%--0.5%以上对车辙将会有很大影响，所以施工时必须控制在规范允许的限度以内。
2.3.3合理调整级配
为了充分发挥粗集料的嵌挤作用，可用SMA间断级配。基层做大粒径沥青混合料（LSAM），对密级配沥青混合土而言，增大集料粒径对提高抗车辙能力有一定效果，但同时必须保证有较好的级配，以增大密度。实验室数据证明，空隙率对车辙的影响非常大，增大混合料中粗集料的粒径和数量后，如果级配不好，空隙率增大，将同样使混合料变得不稳定，容易造成车辙。
2.3.4关于沥青面得厚度
很显然，沥青层厚度是影响车辙的重要因素。
2.3.5交通条件和环境条件
交通量、轴载、轮胎气压是影响车辙的重要因素，气候特点对车辙也有重要影响。
2.3.6超重车辆对沥青路面的影响
从目前营运情况来分析，超重车辆对沥青路面的车辙、水动力破坏扩散影响最大。
3、沥青路面的开裂
沥青路面超载使用其开裂是普遍存在的问题。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层至路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、台阶、网裂，加速路面破坏。
从调查可知，由于路面设计不周或施工原因，结构层本身强度不足，不适应日益增长的交通量及轴载作用而产生的开裂，最初一般表现为纵向开裂，然后发展成为网裂，这一类由荷载产生的裂缝在我国一些超重严重的高等级公路车行道中常见。
另一类横向裂缝是反射裂缝，反射源包括水泥混凝土路面接缝、旧路面的原有裂缝以及水泥、石灰类无机结合料稳定材料的半刚性基层的收缩裂缝，这些裂缝在交通荷载或温度作用下，由下层逐渐反射到表面。它即可能是由于裂缝处应力集中使裂缝逐渐发展到表面，也可能是由于车轮荷载使下层开裂处产生过大的弯沉，引起面层应力超过路面强度而成为裂缝的发展源。
针对沥青面层低温收缩开裂问题，进行了众多的调查与研究。结果表明：
3.1沥青结合料性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因。
3.2沥青混合料的组成对沥青路面的开裂影响也很重要。
首先，沥青用量虽然重要，到一般认为在最佳沥青用量OAC±0.5%范围内波动对开裂率无明显影响。而且，沥青用量增加使混合料应力松弛性能提高的同时，也使收缩性能变大，二者互有抵消。
第二，矿料组成级配有一定关系，但总的来说与路面横向开裂率的关系不甚密切。第三，沥青面层的厚度能使横向裂缝减少，这是指使用同一种高质量的沥青时，厚度大的比薄的裂缝率小。但沥青面层厚度不如沥青结合料性能重要，采用质量好的沥青即使铺筑铺筑较薄的面层，其横向裂缝也可能少与厚度较厚但沥青质量差的路段。
3.3基层的影响
半刚性基层较之级配碎石、沥青稳定碎石等柔性基层热容量小，与沥青表面的附着粘结性能差，尤其是本身收缩的附加影响，故横向裂缝要多些。基层与面层的附着性能差，将使面层有一定收缩变形的可能性，混合料的应力松弛性能的不到充分发挥，温度应力无法传递到基层中去，在表面内部积聚，容易产生开裂。基层上有透层油加强粘结对抗裂使 是有好处的。
4、沥青路面的水损害
所谓沥青路面的水损害破坏，是指沥青路面在水分的条件下，经受交通荷载和温度膨缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的表面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。沥青路面的水损害破坏的机理和特征，可以从破坏的发展历程看出：
4.1在开始阶段，水分侵入沥青与集料的界面，以水膜或水气的形式存在，影响沥青与集料的粘附性。
4.2在反复荷载的情况下，沥青膜与集料开始剥离；
4.3渐渐的集料开始松散、掉粒。
4.4最后形成坑槽。
既然沥青路面的水损坏是来源于沥青膜从集料表面的剥离，其条件是水分介入到沥青与集料界
面上，改变了沥青、集料与水分的关系所造成的。那么，预防水损坏的关键就是要通过两个途径来解决：
4.4.1防止或减少水分进入沥青混合料内部，不致侵入到沥青与集料的界面中去。
4.4.2提高沥青与集料的粘附性，提高集料之间的粘结力。
对第一个途径，沥青混合料的级配是最主要的因素，尤其是减少空隙率。但是它是有一定限度的。对普通的密级配沥青混凝土来说，粗集料基本上是悬浮在沥青砂浆中的，空隙率小于极限空隙率（一般为2%--4%）时，沥青在夏季受热膨胀时无适当得空隙可去，便容易上浮（泛油），混合料产生推移、车辙等流动性变形。
第二个方面，随着高速公路的建设，沥青路面对集料的要求越来越高，尤其是表面层集料的来源更是困难。在通常情况下，石灰岩等碱性石料，与沥青的粘附性很好，但耐磨性能很差，不能适应沥青路面表面层抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰岩石料铺筑的沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）路面，所期望的石料之间的嵌挤能力不能很好的形成。
相反，花岗岩、砂岩、石英岩等酸性岩石，石质坚硬、致密、耐磨性强，能充分发挥集料之间的嵌挤作用，但它与沥青的粘附性能却不好，容易在水分的作用下造成沥青膜的脱落，很快导致沥青路面的掉粒、松散、坑槽等水损害破坏。玄武岩是省内在上面层施工中，较为常用的材料，一则粘结力好；二则发挥集料之间的嵌挤作用。
4.5结构层厚度
4.5.1基层与底基层的合理厚度
结构层厚度的确定，设计时考虑最多的是层厚是否满足强度的要求，设计大厚度以18CM（即4+7+8）为易。
4.5.2面层厚度与集料粒径的确定
一般来说，沥青混合料的最大粒径与层厚的比值越大越容易出现离析，而且越不容易碾压密实，通常层厚取最大粒径的2.5倍左右、公称最大粒径的3倍左右。
4.6层间连接
目前，习惯上对层间连接没有引起足够的重视。路面裂缝处出现唧浆，主要是层间连接不紧密，有缝隙可供水浸入，或者说层间夹有浮灰或松散颗粒，水进入层间缝隙后，缝隙中的水在行车荷载重复作用下，对裂缝产生重复冲刷，形成唧浆，使裂缝处结构层强度响应降低，以致形成空洞，造成路面破坏。
为了避免上述现象的发生，在灰土顶面进行下一层结构施工前，一定要将表面浮土清扫干净，适当湿润，洒水不能过多，浸水松散的部分要及时剔除。在水泥稳定层或石灰、粉煤灰稳定层上进行结构层施工时，要将表面松散颗粒和浮土清扫干净灰土与基层和基层与基层间的连接，建议喷洒1：0.5的水泥浆，基层与面层结合面，在喷洒透层后，加做防水层，或喷洒粘层，在面层之间，洒粘层油进行层面连接，这样处理后，结构层整体连接在一起，层间连接紧密，形成一个类似全厚式的结构体系，无论是对受力和防止损坏都具有非常好的作用，这样做虽然增加层间连接是非常主要的，也是值得的。
5、结束语
随着高速公路的快速发展，养护工作已日渐得到各级领导和运营部门的重视，但是病害原因及防止措施，还需进一步完善和探讨，一些新材料、新工艺还需在高速公路早期防治方面不断得到应用、推广。