瀝青混凝土路面工程病害及防治技術研究

呂世璽

(邢臺路橋建設總公司)

1 高速公路瀝青路面早期破壞的原因

(1)水損壞。隨著時間的推移,特別是長期下雨后,路面的顏色愈來愈黑,并出現輪跡處路面向兩邊推擠而隆起,輪跡處繼續沉陷,再發展,靠近輪跡的隆起部分破損,很快就出現面層松散、剝落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的,瀝青膜已剝落貽盡,這是典型水損害現象。通常水損害產生的原因有下列幾種:①路面排水系統不健全;②路面壓實度不足;③路面離析;④其他:集料表面粉塵太多。

(2)裂縫路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一,它的危害在于從裂縫中不斷進入水分使基層甚至路基軟化,導致路面承載能力下降,加速路面破壞,其中包括橫向裂縫和縱向裂縫兩部分。

①橫向裂縫。橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設計不當和施工質量低劣,或由于車輛嚴重超載,致使瀝青面層或半剛性基層內產生的拉應力超過其疲勞強度而裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式,它有兩種情況,瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫。這種病害比較普遍,主要由于瀝青面層溫度病害。

②縱向裂縫?？v向裂縫可分為兩種情況:一種情況是由于路基壓實度不均勻,路面不均勻沉陷而引起的,如發生在半填半挖處的裂縫;另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時,兩幅接茬未處理好,在行車載荷作用下,易形成縱縫。有時,車轍邊緣也會有縱裂縫?？v向裂縫,大多發生在半填半挖路基或路面加寬處,主要由路基的不均勻沉降造成。

(3)龜裂。龜裂又稱網裂,通常是由于路面整體強度不足,基層軟化,穩定性不良其初始形態是沿輪跡帶出現單條或多條平行縱縫,逐漸在縱縫間出現橫向或斜向連接縫等原因引起的,瀝青路面老化變脆,也會發展成網狀裂縫。一般多發生在行車道輪跡,形成龜裂。主要由路面結構強度不足引起,這種病害在我國早期修建的高速公路上較為普遍。

(4)車轍。車轍變形是在行車載荷重復作用下,路面產生累積永久性的帶狀凹槽,表現為沿行車帶出現橫向高差,主要是由于瀝青混合料級配設計不合理、穩定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足,使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現固結變形和側向剪切位移引起;另外,重載或超載車輛過多也是產生車轍的重要原因。

(5)波浪。主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質量差,導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;在縱坡段,由于高溫的原因也會出現這種病害。

(6)松散。原因主要是采用的瀝青粘結力差,瀝青用量偏少,或所用的礦料過濕,鋪撒不勻,或所用的嵌縫料不合規格而未能被瀝青粘牢。對表處面層還會產生大面積松散、唧泥現象,從而導致瀝青面層脫落。在我國早期的高速公路上曾出現,現在主要出現在水損壞嚴重的路段上。

(7)坑槽。主要原因是面層的網裂、龜裂后不及時養護而逐漸形成的。另外基層局部強度不足,在行車作用下也易產生坑槽。是由龜裂和松散等其他損壞進一步發展的結果。

(8)沉陷。一般是由基層局部成形不足,強度不夠,在行車載荷和自然因素等作用下形成的。對于大面積沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均勻沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基壓實度不足引起,特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構造物兩端出現。

(9)凍脹和翻漿。多發生在北方和東北地區挖方或填挖交界的路段,主要是由于路基排水設計不合理,造成路基含水量過大引起的冬季凍脹春融翻漿。

(10)剝落。如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料,將會造成集料與瀝青之間的粘附性不足,在行車荷載的作用下,集料從路面剝落,使路面形成麻面,進而可能發展成為坑槽、松散等病害;施工時混合料離析也是產生剝落的原因之一。

(11)泛油。瀝青混合料中瀝青含量過多,空隙率較小,高溫穩定性差,是產生泛油的主要原因。從調查結果分析,目前我國高速公路瀝青路面的早期破壞主要表現為裂縫、車轍、沉陷、泛油等,由于惡劣天氣原因以及超載車原因水損壞和松散也時有發生,重度類型的損壞由于及時的養護已經很少出現。

2 采取下列措施來防止高速公路瀝青路面的早期破壞

保證現場試驗數據的完整和準確,杜絕弄虛作假。特別是瀝青材料、砂石料的試驗數據,必須做到抽樣合理,數據真實保證瀝青路面材料的路用性能。對高路堤、軟基處理、填挖結合處、結構物兩端填土等重點部位的施工重點監控,防止不均勻沉降影響瀝青路面的使用性能。

重視并協調高速公路瀝青路面的壓實度、均勻度、平整度和構造深度等指標,特別處理好平整度與壓實度的關系。不能過分追求平整度而犧牲壓實度,而是要在保證壓實度的基礎上追求平整度,否則通車后的路面極易發生水破壞以及松散、車轍等早期病害。

不過分追求某些結構,例如透水面層,由于我國的高速公路沿線以及路面灰塵較多,更容易發生早期破壞。

(1)注重高速公路的排水設計,防止水損壞。

(2)重視半剛性基層的養護,防止反射裂縫的出現。

(3)交通執法部門與其他行業主管部門聯合執法,大力打擊超載運輸,保證高速公路的正常使用。在當前不能杜絕超載車行駛高速公路的情況下,加強養護管理,防止病害的進一步發展;引進動態稱重技術,改變現有收費方式,按實際噸位進行收費,將在一定程度上遏止超載車對高速公路惡性行駛。

(4)加強養護管理,提高養護管理水平。經驗表明,科學有效的養護不但保證了高速公路瀝青路面的服務性能,也是防止早期病害的進一步發展、節省養護資金的有效手段。