城市道路瀝青路面損壞及預防性養護探析

袁新昌

摘要：隨著城市規模的不斷擴大，瀝青路面具有平整、舒適、噪音低，施工和養護工期短等優點，使其逐步成為城市道路的主導類型。綜合分析了瀝青路面的常規損壞和新型損壞，介紹了瀝青路面預防性養護的措施方法。關鍵詞：瀝青路面；常規損壞；預防性養護ブ型擠擲嗪牛篢V528142

文獻標識碼：A

文章編號：16723198(2009)19029402

近十年來，由于瀝青路面具有平整、舒適、噪音低，施工和養護工期短等優點，武漢市近年來新建和改擴建的道路大都采用了將水泥混凝土作基層，瀝青混凝土作面層的高等級道路結構形式。筆者就城市道路瀝青路面常規性和新型損壞，以及對瀝青路面進行預防性養護談點淺見。1瀝青路面的常規損壞分析 (1)裂縫。縱向裂縫基本平行于道路中心線，距路邊緣3-5m，有時伴隨有少量支縫。直線形裂縫主要是大荷載重復作用下產生的，呈弧形且兩端向路堤邊緣延伸的裂縫主要是因為路基不均勻沉降而形成的。橫向裂縫近垂直于道路中心線，間距不等，有時伴隨有少量支縫，并逐年增加。瀝青面層的低溫收縮與半剛性基層收縮裂縫的反應是產生橫向裂縫的兩個主要原因。同時，填挖交界的差異沉降會產生呈弧形的橫向裂縫。網裂的初始形態是在沿輪跡帶出現單條或多條平行的縱縫，而后在平行的縱縫間出現橫向或斜向連接縫，形成裂縫網，局部伴隨沉陷、唧漿現象，它是行車荷載反復作用下，局部結構承載能力不足或過量沉降而產生的。 (2)變形。沉陷指瀝青砼路表面的局部凹陷，它是路基沉降或不均勻沉降變形而造成的，或者由于局部開挖后回填土壓實不足而造成的，伴隨路面的結構形破壞，修補后損壞繼續發展，車轍指輪跡帶上出現的車槽，外因是渠化交通和荷載作用次數增加，內因是瀝青混凝土的高溫穩定性荷抗變能力差而產生橫向剪切流動變形。推擠變形指在車速頻繁變化的路口等處，由于車輛經常剎車和啟動，路面在高溫和較大水平剪力共同作用下產生的變形。(3)表面損壞。泛油指瀝青面層中自由瀝青受熱膨脹，由于瀝青混凝土空隙無法容納，瀝青向上遷移到表面的現象，瀝青用量過多、設計空隙率過小、瀝青混合料離析使細料過于集中及瀝青高溫穩定性差是導致泛油的重要原因。泛油發生在天氣炎熱季節，而天氣寒冷季節又不存在可逆過程，影響路面構造深度和抗滑性能。磨光是變面外露的集料顆粒在行車輪胎的摩擦作用下逐漸變光滑的現象。主要原因是在車輪重復作用下，所采用的集料不耐磨而造成。 2瀝青路面新型損壞分析 (1)新型泛油現象。由點狀油斑發展而成的油斑型泛油，多發生載SMA荷開級培瀝青混凝土表面層的路面，可分三級：輕，小油斑直徑1-2cm零星分布；中，油斑增多增大，直徑1-5cm不等；重，油斑直徑、面積或密度增大，逐漸連成片。油斑型泛油具有普遍性，廣泛存在于SMA和AK抗滑表面層路面上。它不是由于施工離析原因造成，也不是行駛車輛油料滴落造成。它的成因主要是因為中面層和底面層瀝青結合料削落后，瀝青向上部遷移至表面層，造成中、底面層失去粘結而松散，表面層瀝青富集而泛油。(2)內部松散現象。傳統的松散現象是表面松散現象，是表面瀝青與集料的粘附性不足而造成的，其損壞具有整體性。而內部松散現象指路面各層間脫開，中面層大部分和底面層上部松散。在油斑型泛油處無一例外地伴隨內部松散現象。 (3)新型泛漿現象。傳統泛漿現象是水從裂縫中緩慢滲出，水和細料在重車荷載作用下從裂縫處泵吸出。新型泛漿現象指強大的有壓水通過瀝青層的空隙，穿透結構完整的瀝青面層，基層頂面的漿液通過相同途徑被擠壓到路表面，泛漿的可能范圍是瀝青路面的所有透水處。(4)新型沉陷現象。新型沉陷指基層結合料被不斷溶蝕，并被擠壓到路表面，造成基層頂面不斷脫空，瀝青面層隨著基層材料的流失而沉陷。沉陷增加，變形增大，導致開裂，水進入并惡化，導致沉陷進一步發展。(5)瀝青剝落現象。瀝青剝落導致新型泛油、內部松散等病害。瀝青剝落存在必然性，程度不同。路面底面層與堿性集料混合料都有瀝青剝落現象，瀝青混合料空隙率太大，和瀝青粘附性不足也容易造成瀝青剝落，因此混合料組成設計需要平衡空隙率和粘附性的關系。 (6)坑洞。傳統坑洞是瀝青蝕粘附性不足，由傳統的表面松散現象造成的，坑洞口大底小，發生于表面層的現象。新型坑洞是由于內部松散造成的，與新型泛油有關，坑洞口小底大，發生在瀝青路面底層，然后逐漸向上擴展。(7)早期水損壞。水損壞是指瀝青路面在水的作用下，瀝青逐漸喪失與礦料的粘結力，從礦料表面脫落，并在車輛的作用下，瀝青面層呈現松散狀態，以致集料從路面脫落形成坑槽。松散是指瀝青與集料相互之間喪失粘結而逐漸酥松直到松垮的現象，主要原因是由于瀝青與礦料之間的粘附力不足，在水的作用下，瀝青從礦料表面剝落所致。如果施工過程中混合料加熱溫度過高，致使瀝青瀝青老化失去粘性，也可能導致松散現象。坑洞是指路面局部松散處集料顆粒逐漸流失而形成的坑洞，它是在水的作用下，細集不斷流失而造成的。唧漿是指外界水從裂縫等處滲入，在行車作用下被擠壓，從裂縫處唧出的現象，瀝青路面裂縫、空隙率過大和基層不耐沖刷導致水不斷侵入而造成的。 3瀝青路面預防性養護的技術措施(1)填灌縫。瀝青混凝土路面的早期病害多以裂縫形式出現，加上剛性基層(如水泥砼基層)易出現反射裂縫現象；裂縫產生后，大量路表水沿裂縫侵入路面結構內部，甚至進入路基，致使瀝青混凝土路面在車輛荷載特別是重載交通和動態水的交互作用下，被水浸蝕的瀝青砼層骨料逐步松散，繼續發展后，路面將出現坑凼。同時，下滲的雨水會損害路基，降低路基的承載力，使路面出現卿泥(漿)現象，嚴重的則可能導致路面出現較大的坑槽。因此，如果不及時對路面裂縫進行合理處治，必然會導致路面的過早損壞。填灌縫處理首先通過利用專用開槽工具沿裂縫開具一定寬度和深度的矩形小槽，然后采用自行加熱與灌注于一體的灌縫機把熱熔型聚合物密封膠灌入槽(縫)內，由此把裂縫處治由傳統的被動方式改為主動防治。由于該方法所采用的開槽工具的特殊靈活和密封膠材料優越的技術性能，大大提高了路面裂縫處治的質量和耐久性，真正達到了抑制裂縫的繼續擴展、有效延長路面使用壽命的目的。對于開挖面層后發現的大于5mm的基層裂縫，則可以在進行裂縫清理后直接灌注，以密封膠灌滿為佳。瀝青路面裂縫在冷季溫縮時寬度較大，而在暖季因材料膨脹裂縫寬度較小，加之暖季多雨，所以填灌縫的最佳時機應在氣溫較低的干燥季節。如武漢地區就一般選擇秋冬干冷季節實施填灌縫。(2)霧封層。霧封層是在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性改性乳化瀝青(一般噴灑量為0.23升／平方米-0.45升／平方米)，形成一層嚴密的防水層將路面封閉，起到隔水防滲、保護路面使用功能，最大限度地減少路面的水破壞，加大路面粗細骨料間的黏結力，由此延長路面使用壽命，從而節約養護資金。霧封層作為一種瀝青路面的預防性養護措施，其經濟、迅捷，能有效地防止瀝青路面的水破壞，比較適用于中等程度縱、橫向裂縫的路面及松散的路面(但松散的材料必須清除)。(3)微表處。微表處是采用專用攤鋪設備將聚合物改性乳化瀝青、集料、礦粉、水和添加劑等按合理配合比拌和成稀漿混合料并迅速攤鋪到原路面上，形成一層與原路面結合牢固的抗滑耐磨層。它作為路面的恢復層，具有較好的密封性、抗滑性、耐磨性，能夠填補深達30mm的車轍，對瀝青路面起到密封作用，并可消除雨季期間的路面打滑問題。該工藝采用冷拌施工，直接加鋪10—30mm改性乳化瀝青混合物，不需進行壓實，施工結束后可立即開放交通，是一種高效、便捷的道路預防性養護方法。目前，微表處技術已在高速公路預防性養護上得到了廣泛推廣和應用。

一般來說，微表處十分適用于25mm深度以內的車轍處理。根據經驗，對于12mm以內的車轍可以一次攤鋪修復；較深車轍分層攤鋪時，每層攤鋪間隔一般在l天以上，待下層完全干燥并基本壓實后，再進行上層攤鋪。微表處處理車轍面層一般略高于路面攤鋪厚度的20％-40％為宜，即預留適當的拱度，經過相當一段時間的輾壓與原路面基本持平。根據經驗，夏季高溫季節一般一星期左右；秋冬低溫季節半月左右，基本能夠達到相對密實。(4)稀漿封層。稀漿封層是在常溫條件下，將乳化瀝青、級配良好的礦料、填料水和添加劑等按一定的配合比拌合成稀漿混合料，采用機械(或人工)的方法將其均勻地攤鋪在路面上，形成3-10mm的薄層，以密封路面的細小裂縫，延緩路面出現松散、老化、氧化等病害，改善行駛質量和路面外觀。按照級配可以分為細封層、中封層、粗封層和特粗封層4種。前3種應用最為廣泛，可以應用以下幾種情況：①中、小交通量的路面；②路而出現的主導病去為老化或硬化的路面，如細小裂縫、輕微的松散及老化、氧化、硬化、車轍等；③溫暖、日溫差較小且比較干燥的氣候條件。但下列情況不宜采用稀漿封層：①路面出現明撤的疲勞裂縫或車轍較深；②溫度裂縫嚴重；③炎熱地區的泛油路面；④溫度太低時(如小于0℃，指施工前后一定時間內)。(5)瀝青路面抗老化處理。瀝青抗老化處理的主要材料——瀝青路面再生密封劑(簡稱瀝再生)，是由煤焦油、石油蒸餾液、再生劑按一定比例混合而成的半液態制品，灑布在瀝青路面上，能密封瀝青路面。防止雨水下滲損壞基礎。同時，瀝青再生劑具有很強的滲透性，能夠滲透瀝青路面表層15mm厚，可明顯降低瀝青路面的老化程度與脆性，增強瀝青路面的柔韌性和彈性，進而延長道路使用壽命。瀝青路面抗老化處理在具體實施過程中需注意以下幾點：①在實施“瀝再生”攤鋪階段前須進行道路病害處理；②清潔路面，保證無濕、無灰、無沙石顆粒；③封蓋交通標志線，以保護標志線不被“瀝再生”材料污損；④專用灑布機噴灑“瀝再生”時，須保證噴涂均勻，無氣泡孔、無漏噴；若材料噴灑不均，將使瀝青路面彈性恢復不一而易形成車轍和擁包，若噴灑留下氣泡孑L或空隙，則達不到封層防水的效果；⑤鋪撒黑礦砂，以增加摩擦系數；⑥均勻壓實路面，保證“瀝再生”與路面緊密粘結。預防性養護是科學管理道路的具體體現，實行瀝青路面預防性養護，努力提高養護管理水平，對全面提高瀝青道路的使用質量和服務水平、減少養護成本和費用、延長道路的使用年限，有著重要的現實意義。