高等级公路沥青路面病害的分析与防治-论文发表

徐涛
高等级公路沥青路面病害的分析与防治
王仕友
（潍坊市公路局，山东潍坊 261031）
摘要：本文结合高速公路沥青路面的修补养护，详细论述了高等级公路沥青路面病害的具体特点、形成原因及影响因素，提出行之有效的修补方法，从而保证路面的路用性能和服务水平。
关键词：沥青路面病害成因修补措施理工类论文,交通运输管理论文,期刊查询

通过对高等级公路沥青路面的病害修补、调查、分析，总结出了沥青路面上常见的病害现象，深入分析了其的产生原因并提出了相应的防治措施。
1. 高等级公路沥青路面损坏成因及类型
高等级公路沥青路面损坏的成因主要有：
基层反射裂缝。在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底面开裂，而后逐渐向上扩张而使裂缝贯穿整个面层。半刚性基层的开裂通常由温缩或干缩引起，多数情况是在基层铺筑后，由于未按规定及时养生或未及时铺筑沥青面层，使基层长期暴露在大气中，在降温和水分联合作用下而开裂；当然也可能是在铺筑沥青面层后，路面在使用过程中，由于温度骤变使基层的日温差超过某一范围致使其温度应力超过其抗拉强度而断裂。后者一般发生在沥青面层较薄且日温差较大的地段。
非荷载型横向裂缝一般比较规则，每隔一定的距离产生一道裂缝，裂缝间距的大小取决于当地的气温和沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能。气温高、日温差变化小、面层和基层抗裂性能好的路段，一般间距较大，且出现裂缝的时间也较晚。
行车荷载的作用加速裂缝的发展，二灰碎石在施工及运营中由于种种原因会产生细微裂纹。根据断裂力学理论，半刚性基层内存储的能量由行车荷载提供，并通过裂纹失稳扩展消耗能量，这个过程不断反复进行，使独立的裂纹扩展为数条贯通宏观裂纹，直到形成小裂缝，最后成为贯穿裂缝。这是行车道裂缝多于超车道，交通量轴载次数大的裂缝多于交通量小的原因所在。由于沥青面层存在孔隙，下雨或化雪后路面中有水分渗入，而且由于绿化带吸水，雨过天晴数天后路面面层中仍有大量水分，裂缝产生后除下雨或化雪时雨雪水下渗外，天晴后仍有路面各层中所含的许多水分不断汇集到裂缝处并沿裂缝下渗，在行车荷载作用下裂缝处出现唧泥现象。二灰碎石因水而剥落，松散致使路面结构承载力不足，出现啃边现象，并可能发展成缝边网裂或坑塘、沉陷等。
软基路段不均匀沉降引起的裂缝。福州地区软土地基分布情况复杂，限于经费，软基处理措施尚不能完全到位，由于软基产生不均匀沉降，基层受拉或受剪，出现较大变形，超过二灰碎石基层与沥青面层的抗变形能力，沥青面层与二灰碎石基层被拉裂。
沿路面行车方向产生的纵向裂缝。主要集中在行车道轮迹分布密集处，因为高速公路交通渠化分明，轮迹位置及轮迹分布范围较小，大车、慢车、重型车辆全部集中在行车道上，快车、小型车，轻型车行驶于超车道机会明显增多，超车道上荷载较小，交通量相对较小，纵向裂缝也较小，纵缝缝宽一般在5~10mm，靠近标线或位于车道中央，且绵延几十米，甚至数百米。常以单条裂缝形式出现。产生的原因有两种可能性，一种情况是沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在车辆荷载及大气因素作用下逐渐开裂；另一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉陷而引起。
渠化交通是高等级公路沥青路面形式车辙损坏的主要原因。车辙是道路横断面上由于车辆轮胎重复行驶，久而久之产生的一种路面损坏现象。它在一般等级的公路上很少见到，其原因就是汽车的混合行驶使轮迹分布在很宽的范围内，从根本上减少了车辙的发生。车辙一般是在温度较高的季节，沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成。它通常是在伴随沥青面层压缩沉陷的同时，出现侧向隆起，二者组合起来构成的。应当指出的是，对于半刚性基层沥青路面，由于半刚性基层具有较大的刚度，所以路面的永久变形主要发生在沥青面层中。因此，为了延缓车辙的形成，主要应从提高沥青面层材料的高温稳定性来着手考虑。此外，车辙的严重程度与沥青面层的结构组成和配合比有极大关系，Ⅱ型沥青混凝土路面自身的抗车辙能力比Ⅰ型好的多。
高等级公路沥青路面损坏的类型主要有：
（1）裂缝
沥青路面出现的裂缝，按其成因不同分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种类型。裂缝是高等级公路沥青路面最主要的破损形式。
横向裂缝是指垂直寸：行车方向的裂缝。按其成因不同，横向裂缝又可分为荷载型裂缝与非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝是巾于车辆严重超载，致使拉应力超过其疲劳强度而断裂。荷载型裂缝首先在路面的底面发生，逐渐向上扩展至表面。非荷载型裂缝是横向裂缝的主要形式。这种裂缝又有两种情况：沥青面层缩裂和基层反射裂缝。
沥青面层缩裂多发生在冬季。当沥青面层中的平均温度低于其断裂温度，产生的拉应力，超过其在该温度时的抗拉强度时，沥青面层即发生断裂。
　　基层反射裂缝是指半刚性基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部开裂，尔后逐渐向上扩张致使裂缝贯穿面层全厚度。
　　非荷载型横向裂缝一般比较规则，每隔一定的距离产生一道裂缝，裂缝间距的大小取决于当地气温和沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能。气温高、日温差变化小、面层和基层材料抗裂性能好的路段，一般间距较大，且出现裂缝的时间也较晚。
　　纵向裂缝产生的原因有两种：一种情况是沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在车辆荷载与大气因素作用下逐渐开裂；另一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起。
　　网状裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起，也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填，致使水分渗入下层，加剧了路面的破损。沥青在施工期间以及在长期使用过程中的老化也是导致沥青面层形成网裂的原因之一。
（2）车辙
　　车辙是渠化交通引起的沥青路面损坏类型之一。当车辙达到一定深度，辙槽积水，极易导致交通事故。车辙一般是在温度较高的季节，车辆反复碾压下产生塑性流动而逐渐形成的。应指出的是，对于半刚性基层沥青路面，由于半刚性基层具有较大的刚度，路面的永久变形主要发生在沥青面层中。因此，主要应从提高沥青面层材料的高温稳定性着手防治车辙。
（3）松散剥落
　　是指沥青从矿料表面脱落。在车辆的作用下沥青面层呈现松散状态，以致从路面剥落形成坑凹。产生松散剥落的原因主要是由于沥青与穆，‘料之间的粘附性较差，在水或冰冻的作用下，沥青从矿料表面剥离所致。产牛松散剥落的另一种可能性是由于施工中混合料加热温度过高，致使沥青老化失去粘性。
（4）表面磨光
沥青路面在使用过程中，在车轮反复滚动摩擦的作用下，集料表面被逐渐磨光，有时还伴有沥青的不断上翻，从而导致沥青面层表面光滑，尤其足在雨季常会因此而酿成车祸。表面磨光的内在原因是集料质地软弱，缺少棱角，或矿料级配不当，粗集料尺寸偏小，细料偏多，或沥青用量偏多等。
2.常见病害的处治
（1）路面沉陷的处治：
路面沉陷主要是地下水的浸入和路基不稳定因素造成的。处置方法：用切割机切开沉陷断面的沥青面层和水稳层部分其挖补工艺流程。划定维修范围→沿范围四周锯缝→凿除病害层→清除废料→高压吹风机将修补界面吹净→重新添加级配料→整平压实→洒粘层油布满界面→分层填筑（厚度不大于6cm）→分层压实，压实度达到96%以上→冷却到50℃以下时开放交通。
（2）松散的处治：
松散主要是混合料级配不合理或集料发生离析所造成。处置方法；如果面层尚未成型，可将松散部位清除，重新铺筑沥青混凝土面层整平压实，对已成型后形成的松散，用切割机按几何形状切开路面面层，检查基底，如基底完好，可清扫洒粘层沥青，铺筑沥青混凝土拌合料，整平压实，恢复交通。
（3）拥包（推移）的处治：
主要粘层油洒布质量，沥青混凝土配合比不当，沥青混凝土离析造成的。处治方法：用切割机按几何形状切除划定范围，清理基底，洒粘层沥青，填筑沥青混凝土料，如厚度在6cm以上，按两层铺筑方式处治，第一层用粗粒式沥青料填筑，整平压实，第二层用中粒式或细料式，摊铺整平压实，达到养护规范要求。
（4）裂缝的处治：
裂缝的类型通常有三种：即纵向、横向、网状裂缝，它们的成因：1、纵向裂缝：主要成因有两种可能，路基加宽压实不均匀和路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉陷，沥青面层分路幅摊铺，两幅接茬处未处理好，在车辆荷载作用下逐渐开裂。2、横向裂缝成因是：沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能和当地的气候温差所致。3、网状裂缝：主要是路基沉陷所致。通常的处治方法是：对于细小裂缝（2-5mm）可用热沥青或乳化沥青、改性沥青灌缝，后在表面撒上水洗砂或风积砂。用扫帚扫匀。灌缝前，必须清除缝内、缝边杂物并使缝内干燥。
（5）坑槽的处治：是因面层的龟裂成因，网裂等其它损坏未及时养护修复进一步发展的结果。坑槽的修复用切割机将修补的范围按几何形状切割清除。检查基层，基层完好时，将基层清扫干净，在坑边和坑内洒刷粘结沥青，用沥青混合料填筑、整平用光轮压路机碾压密实，使新旧混合料紧密无缝隙，开放交通。
3.结束语
总之, 高等级公路沥青路面病害的分析与防治是一项比较复杂的问题, 它的防治关系到设计、施工、监理、管理、养护、运营等各个方面,因而要解决这一问题也需要同通过这些过程进行科学的设计认真的施工, 严格的监理, 规范的养护, 科学的管理才能解决和缓解这些路面病害。
参考文献
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