高速公路瀝青混凝土路面早期破壞現象的分析及防治

籍石磊

（邢臨高速公路管理處，河北 邢臺 054001）

0 引言

高速公路瀝青路面通車1～3年內就發生嚴重病害和較大面積損壞，可視為早期破壞，早期破壞的表現有水損壞、裂縫、龜裂、松散、沉陷、凍脹和翻漿等。導致高速公路早期破壞的原因很多，本文針對這些病害從自然因素影響、荷載、規范跟進、施工與養護等方面進行了深入分析。基于引起高速公路早期破壞的因素分析，從合理安排工期、引進先進技術、強化施工管理、科學控制工序、強化排水設計、重視施工養護及科研與實際相結合等方面進行深入研究，提出了我國現行高速瀝青混凝土公路主要病害治理的措施與方案。

1 幾種主要的路面早期破壞現象

1.1 軟土基繼續沉降產生的沉陷

我國多條高速公路都有部分路段位于軟土基礎上。針對不同情況的軟土基礎，高速公路設計和施工時都采取了相應的處理措施，以期在通車后軟土基不會產生過多的沉降，減少或減輕路面較大的沉降，保持路面應有的平整度，但多條高速并未達到理想的效果。造成路基沉陷的主要原因有：

（1）采取處理措施后到鋪筑路面前容許軟土地基固結沉降的時間太短；

（2）袋裝砂井、塑料排水板、粉噴樁或攪拌樁等沒有打軟土層，致使砂井底、排水板下端以及樁尖下部仍有一個層厚不一的軟土層。

1.2 路基壓實度不夠導致路面的早期損壞

1.2.1 路基路面局部沉陷形變

與構造物相鄰接的填土路堤壓實度不夠以及原地基未作適當處理，使鄰接構造物的路面明顯下沉，就會產生橋頭跳車。橋頭路面產生較大的不均勻沉陷，不但會導致橋頭跳車現象，而且會產生橫向裂縫。

1.2.2 裂縫

裂縫主要分為橫向裂縫和縱向裂縫。橫向裂縫又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形成裂縫。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。縱向裂縫在每條高速公路上都可見到，由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性，特別在有表面水滲入地基的情況下，瀝青路面或早或遲都會產生一些細而短的縱向裂縫。從這個角度來說，縱向裂縫是不可避免的。實踐證明，地基處理的好，路基分層填筑和壓實得好，使路基盡可能的均勻，特別在預先采取措施防止表面水滲入地基的情況下，可以大幅度減少縱向裂縫的數量，同時顯著延緩縱向裂縫的出現時間。

1.2.3 塊狀裂縫

塊狀裂縫可由多個因素造成。例如半剛性材料層之間或半剛性層下部有一定厚度的素土夾層，素土夾層潮濕后，使路面承載能力顯著下降，容易產生塊狀裂縫。另外半剛性基層厚度不足，而其下底基層又不是半剛性材料層的路面結構，特別在壓實度不夠和承載能力差的的情況下，也會產生塊狀裂縫。再者，如果瀝青混合料在間歇式拌和機中攪拌時間過長，攪拌溫度過高或在儲料倉中時間過長，都會使瀝青氧化變硬，使瀝青對拉應變特別敏感，一旦拉應變超出了混凝土的抗拉能力，就會產生塊狀裂縫。此外，在較低溫度作用下，也會產生塊狀裂縫。

1.2.4 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，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。松散的集料表面瀝青膜已剝落貽盡，這是典型水損害現象，主要有表層產生坑洞，表面層和中面層同時產生坑洞以及局部表面產生網裂和形變、唧漿、網裂等病害產生。1.2.5 轍槽

瀝青路面輪跡帶的凹陷稱之為轍槽，轍槽是瀝青路面特有的破壞現象之一。產生轍槽的主要原因包括以下方面：

（1）超載和超重汽車的數量以及軸重和輪胎壓力，重車越多，對于混凝土的高溫抗變形能力要求越高；

（2）行車速度，車速越慢對于混凝土的高溫抗變形能力要求越高，所以在某些山區高速上坡路段，重車行駛速度較慢會產生轍槽。

1.2.6 泛油

高速公路瀝青路面的泛油現象主要產生在行車道上，超車道上泛油較少。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。

1.2.7 松散

產生松散的原因主要是采用的瀝青黏結力差，瀝青用量偏少，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黏牢。表處面層還會產生大面積松散、唧漿現象，從而導致瀝青面層脫落。此種現象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。

2 我國高速公路瀝青路面發生早期破壞的原因分析

2.1 設計車輛荷載與實際車輛荷載不符

我國高速公路處在一個迅猛發展的時期，隨著車流量的越來越大，重車的數量也與日俱增，現行的規范已經滿足不了高速發展的需求，所以導致現在高速公路在通車短時間內就出現了路面的早期破壞。

2.2 施工與養護因素的影響

在施工階段，我國非常重視對瀝青材料的選擇，多數均選擇進口優質瀝青，上面層用改性瀝青。但在招標過程中，有些高速公路業主對于瀝青要求的指標過高，導致施工單位在瀝青中加入某些添加劑來提高指標從而降低了瀝青的壽命。對于砂石料的選擇也參差不齊，也可導致瀝青混凝土的早期破壞。在通車后，養護部門沒有嚴格按照規范養護，對于較小的病害忽略，也能導致瀝青混凝土的早期破壞。

2.3 外界因素的影響

與日俱增的車流量、嚴重超載、不按規定速度行車，這些現象都嚴重導致瀝青混凝土路面的破壞，單靠交通部門的努力還是遠遠不夠，需要各方共同維護。

3 我國高速公路瀝青路面發生早期破壞的處治措施

3.1 嚴把質量關，合理安排工期

根據實際情況確定并嚴格控制高速公路瀝青路面設計、施工各項指標，嚴把質量關，科學合理的安排工期，不搞獻禮工程，從設計到施工嚴格控制每一步驟，層層把關，工期不要縮短，也不要延長。

3.2 將科研與實踐相結合

將瀝青路面科研工作與高速公路建設結合起來，改變科研與建設脫節的現狀，注重科研設計和實際施工相聯系，使得在施工過程中很容易發現科研的可行性，然后再加以改進，特別是將科研成果應用在施工過程中，無疑將大大提高我國高速公路瀝青路面的建設水平，有效防止早期破壞的出現。

3.3 學習、引進國外先進、成熟的技術

加大力度學習國外的先進技術，了解國外現在的瀝青混凝土路面發展現狀，多和國外的先進公司就我國高速公路瀝青混凝土路面相關情況進行交流，引進國外的技術，加強高速瀝青路面的建設，加大培訓力度，大量培養相關方面的人才。

3.4 強化施工管理，提高工序控制的科學性

在施工方面必須嚴格按照國標要求，不可偷工減料；對于路面各層施工要嚴格按規范要求選好合格材料；嚴格控制瀝青混凝土配合比，尤其是瀝青用量的控制；路面結構層所選材料應滿足強度、穩定性和耐久性要求。

3.5 保證現場試驗數據的完整和準確

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。

3.6 重視并協調各項指標

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，特別要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損壞以及松散、車轍等早期病害。

3.7 重視高速公路的排水設計

水損壞是瀝青混凝土路面早期破壞的主要表現之一，水損壞可導致瀝青路面的坑槽，瀝青路面的松散、車轍等病害，所以一定要高度重視高速公路的排水設計，防止水損壞。

3.8 重視半剛性基層的養護，防止反射裂縫的出現

混凝土路面補強時常在原有路面上加鋪一層瀝青罩面，當混凝土位移產生的拉應力超過瀝青罩面層的抗拉強度時，罩面層就會開裂，這種裂縫即稱為反射裂縫。在日常養護的過程中，在半剛性基層上鋪筑面層時，對等級較高的道路應適當加厚面層或鋪設土工織物或采取其他措施以減輕反射裂縫。

3.9 加強養護管理，提高養護管理水平

養護管理可分為外部管理和內業管理。外部管理包括高速公路的大中修、日常小修保養，對混凝土路面的施工嚴格要求，對技工要經常性的培訓學習。內業方面，路況資料應妥善保管，病害的匯總統計要及時更新，對路況病害的發展要持續觀察。內業和施工要相互聯系，才能更好地提高養護管理水平。

4 結語

路面的早期病害現已成為瀝青路面的主要危害之一，從設計、施工到養護，應該建立一個健全的質量保證體系，各部門應層層把關、層層控制、層層落實。另外，進行有效的早期維護，不但能改善瀝青路面的早期服務水平，而且能大大延長瀝青路面的有效壽命。

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