瀝青砼路面早期破損的成因與防治淺析

盛興德

【摘 要】 瀝青砼路面早期破損的成因很多，本文僅從施工、養護管理等環節，結合本人在天水至讒口二級公路水毀修復工程實踐，對造成瀝青砼路面早期破損的因素進行初步的探析。

【關鍵詞】 瀝青砼路面 ?早期破壞 ?成因 ?防治

1 瀝青砼路面早期破損機理

造成瀝青砼路面早期破壞的根本原因，大的方面有設計、施工環節上的原因，也有通車后使用和養護管理方面的原因，但瀝青砼路面早期破壞的直接原因，一般與水有關，破壞大多發生在春秋雨季，一場大雨，路過車輛加水處或連續陰雨過后，路面先出現小面積網裂，冒漿、進而翻漿、車轍、松散成坑槽，行車道特別是車輛輪跡處，破損面積較多，破損程度嚴重，可見與車輛嚴重超載有關;破壞經常發生在路面透水嚴重而又排水不暢的路段，可見與路面基層、面層施工的不均勻性及通車后養護排水不及時有關。本人結合國道主干線天水至讒口汽車專用二級公路水毀修復工程監理實踐，淺談幾點個人看法。

2 瀝青砼路面的主要水損害及防治措施

瀝青砼路面的水損害破壞，是指瀝青砼路面存在水分的條件下，經受交通荷載和溫度脹縮的反復作用，一方面水分逐漸浸入到瀝青與集料的界面上，同時由于水動力的作用，瀝青膜漸漸的從集料表面剝落，并導致集料之間的粘結力喪失而發生的路面破壞過程。瀝青砼路面按其結構組成及功能可分為面層、基層、底基層和墊層。其中各種結構層具有特定的要求，并起著各自特定的功能，特別要求組成路面結構的各個層次都具有防水功能，并通過完善的路面排水系統來保證。瀝青砼路面的水損害，主要包括地面水損害和地下水損害。

2.1 瀝青砼路面的主要水害表現，概括地講主要表現在以下兩個方面

（1）排水不及時直接影響車輛的運營和安全。由于降水形成的路面水，若不能及時排除，則會形成路面水膜，使車輛產生液面滑移，影響正常的運營和安全;車輛高速行駛時，還會在車尾形成車霧，影響駕駛員的行駛視線，引起交通事故的發生。

（2）地面水的下滲會使路面結構層產生各種病害和破壞。地下水下滲后，若未能及時排出，則一部分會沉積在瀝青面層的空隙中，在車輛荷載等反復作用下由下而上滲入到瀝青混合料內部，破壞瀝青與集料的粘結;一部分會通過面層下滲至路面基層，造成基層的軟化，隨車輛荷載反復作用破壞，導致路面面層出現裂縫，車轍、坑槽、龜裂、松散、變形、破損和唧漿等多種病害，使瀝青路面過早破壞，在我省的公路建設中，處于國道主干線天水至讒口汽車專用二級公路，路線總長193.814km，該公路于1998年6月開工建設，2001年10月交工使用，路線本身處于濕陷性黃土地區，自2003年以來，連續降雨且降雨量較大（超過往年1倍以上），使黃土地基和利用黃土填筑的路基含水量急劇增大，土體的粘結性顯著減弱，又由于車輛嚴重超載，致使土體在自重以及外力作用下出現較大的濕陷，另外黃土邊坡受水流沖刷等原因，導致公路沿線多處出現邊坡滑塌，路基水毀、下沉、橋涵斷裂、沉陷、路面開裂（裂縫超過百米）、車轍、松散、坑槽等病害，多次造成交通中斷、社會各界反響強烈，嚴重影響了公路的正常運行。其水害破壞的特征，可概括為四個發展歷程：1）在開始階段水分浸入瀝青于集料的界面，以水膜或水氣的形式存在，影響瀝青與集料的粘附性;2）在反復荷載作用下，瀝青膜與集料開始剝落;3）漸漸的集料開始松散、掉粒;4）最后形成坑槽、松散、龜裂等病害。針對在天水至讒口公路水毀修復工程，現場維修施工中，處于濕陷性黃土地區不良地質、降雨嚴重的條件下，一旦半剛性基層損壞，即導致瀝青面層各層間結合不良，就可能降低路面結構層的整體功能和抗彎拉應力，導致面層開裂。

2.2 瀝青砼路面水害的防治措施

（1）防止水損害，可通過以下途徑來解決：1）路面水的排除通過有效的排除，減少和堵截路面水源的浸入;2）層間排除通過盡快疏導，減少和排除路面間的滯水，從而防止或減少水分進入瀝青混合料內部，并不致浸入到瀝青與集料的界面中去;3）提高粘結力通過提高瀝青與集料的粘附性，提高集料之間的粘結力。

（2）綜合以上解決途徑，其具體的防治對策如下：1）采用適宜的路面橫坡設計。路面橫坡設計應既保證快速排水又確保行車安全。公路瀝青路面橫坡應﹤2%;當為軟土地基時，橫坡應適當加大為 ? 2.5%-3%。2）完善路面外部排水設施。不管是直線路段還是曲線超高路段，均應設置完善的縱、橫向排水設施，以及時有效的將地面水排除路基外。3）增設路面內部排水系統設計。在路肩處設置排水系統，以利路面下滲水及時排出，即可在路肩內填筑透水性材料，布設反濾層，設置縱向集水溝和集水管以及橫向排水管等排水系統，及時將下滲水排出。在路面結構內設置透水性基層和墊層。即基層和墊層采用高透水材料進行填筑，充分利用其透水性，將滲入路面層結構內的水文先經豎向滲流進入透水層后，在橫向滲流通過全寬式透水基層排出路基外。

（3）總之，瀝青砼路面的水損害來源于瀝青膜從集料表面的剝離，預防水害的關鍵在于：1）防止和減少水分進入瀝青混合料內部，不使水進入到瀝青與集料的界面中去，方法包括使用良好的集料，采用適當的混合料級配，減小空隙率。2）提高瀝青與集料的粘附性，提高集料間的粘結力。方法為摻加適量的抗剝落劑，促使集料表面更加濕潤，從而使瀝青與集料之間的粘性增加。

3 瀝青砼路面裂縫

瀝青砼路面裂縫是公路諸多病害中危害較為嚴重的一種頑癥，也是路面早期損壞的一種通病。瀝青砼路面的縱、橫裂縫及車轍如不及時處理，將造成路面水下滲，降低路面承載力，產生唧泥使瀝青砼剝落，嚴重影響公路的使用功能，致使瀝青砼路面過早的損壞。

3.1 造成路面裂縫的原因

瀝青與砂石材料形成的面層在建成后和使用過程中受環境和基層的影響，漸漸地喪失粘結力，從而降低路面抗剪和抗拉能力，導致裂縫的產生和擴延。endprint

普遍認為裂縫的產生是自基層裂縫向上擴展的結果，稱之為反射裂縫，但也普遍認為裂縫通常是從瀝青路面外露表面開始，向下擴展與基層裂縫連接，向外延伸形成縱、橫、網裂的;此外，填筑的路基不密實，軟土地基處理不當，導致基層產生不均勻沉降，形成路面開裂;橋梁，涵洞等構造物連接處，因結構性質變化或施工不當造成路面開裂，這些裂縫的防治是提高工程質量，通常要研究改進局部處理措施得以解決。

3.2 瀝青砼路面裂縫的預防、治理

瀝青砼路面裂縫產生的原因是由多方面因素造成的，它的防治自然就成為一個綜合治理的問題。僅依靠常規的維修法，進行表層處理，薄層封面等，依舊利用原材料和技術工藝，只能是治表不治本，采取大面積重新翻修，既不經濟又力量不及，因此，需要對瀝青路面裂縫進行綜合性治理，修筑防裂路面，進行裂縫病害的預防和治理。常用的修補方法：

（1） 油法。在深秋冬末季節，將縱、橫裂縫清掃干凈，用油壺灌入加熱的瀝青，是一種使用多年的方法，但常出現澆灌的瀝青，油涼后進入不到裂縫深處，與冷的舊路面粘結前就輕易被車輪帶走。因此，開發出乳化瀝青進行灌縫處理，效果較理想;有的在灌油前，將裂縫壁加熱至粘性狀態后再將瀝青油或瀝青砂漿噴抹到縫中，最后在縫口表面撒布熱砂或石屑加以保護;細小成熟的裂縫，則用盤式銑刀進行擴寬，再做處理。近年來，研制的一種合成橡膠填縫材料，可在高于4℃的溫度下使用，施工時，只需用瓶子盛裝，將填縫料灌入裂縫，30分鐘內即可恢復交通。在天讒公路的修補施工過程中尤為可見，具有很強的密封性，防止雨水滲入，施工中得到了很好的利用。

（2）漿、銑刨舊路面重新罩面法。主要針對天水至讒口公路水毀修復工程施工監理過程中，因路基的沉陷，對路面基層產生破壞，使路面直接破損（出現裂縫、坑槽、車轍等），對于路面基層破損嚴重地段，進行了挖除舊面層切割基層重新處理的措施;對于沉陷嚴重且裂縫較長、寬的路段采用先銑刨舊路面，然后沿裂縫切割舊路面，清除裂縫內的殘渣，采用M10砂漿塞縫，并預埋PVC管，鋪設土工玻纖網（調平層厚小于15cm）或冷拔鋼絲網（調平層厚大于15cm），再采用細粒式瀝青碎石調平后，在預埋PVC管內注入水泥玻璃漿，最后清掃殘渣，撒布粘油層，鋪筑3cm厚瀝青混合料罩面。

導致瀝青砼路面產生裂縫的原因，總體可以認為外部因素有溫度應力，車輛荷載、水毀及陽光、水分、空氣的老化作用，其中以溫度應力為主導作用。內部因素為材料本身的受拉疲勞，受拉屈服，以及施工不當留下的缺陷。

4 瀝青砼路面車轍

車轍是瀝青砼路面早期破損的頑癥之一，尤其近年來，隨著公路交通事業的迅速發展，交通量的迅速增長，超載車輛嚴重，致使車轍發展的速度是隨著荷載作用次數增加而逐年增大的，一般車道外側比內側大。

4.1 造成路面車轍的原因

車轍主要是瀝青面層受交通荷載二次壓實作用，蠕變產生，半剛性基層幾乎不可壓縮，還有瀝青混合料的影響和交通條件，環境條件的影響;瀝青混合料面層在高溫條件下，由于車輪反復碾壓，產生橫向剪切流動，造成車轍，這種車轍一方面車輪作用部位下凹，另一方面車輪作用甚少的車道兩側反而向上隆起，在彎道處還明顯向外推擠，車道線或停車線因此可能成為變形的曲線。另外在施工過程中，用油偏多，瀝青稠度偏低，礦料級配中細料過多，礦粉摻量過大也會產生車轍。

4.2 瀝青砼路面車轍的預防、治理措施

通常條件下瀝青砼路面的車轍，是指流動性車轍，為預防車轍，必須從開發抗車轍能力強的瀝青混合料和改進施工工藝兩方面入手。其具體的預防措施有：

（1）提高瀝青混合料的抗車轍能力。瀝青混合料是一種粘彈性材料，在高溫條件下，粘性因素起主導作用，而車轍與瀝青的粘度直接相關，因此，在設計中可選用高粘度瀝青摻加各種瀝青改性劑。

（2）在施工過程中合理調整集料級配，嚴格控制瀝青用量，采用適當的瀝青混合料配比。

（3）在瀝青中摻加橡膠或樹脂以改善瀝青的感溫性，或摻加吸油材料，改善瀝青混合料的流動性。

（4）在車道表面因車輛行駛推移而發生的車轍，或路面受橫向推擠而成的橫向坡形車轍，應將其出現的車轍，面層切削或銑刨清除，然后重鋪瀝青面層。

（5）因面層與基層間有不穩定的夾層而形成的車轍，將其面層挖除，清除夾層后，重鋪面層;由于基層強度不足，水穩性能不好，使基層局部下沉，而造成的車轍，應先處治基層，而后修補面層。

另外，超、重載運輸問題是導致路面早期破壞、縮短路面設計使用壽命的重要因素。所以，需要各管理部門加大力度，禁阻超載車輛行駛。

5 結語

綜上所述，瀝青砼路面早期破壞，不僅與設計、施工等路面形成前的環節有關，而且與路面形成后的使用、養護和管理聯系緊密。因此，要消除瀝青砼路面早期破壞這一質量通病，延長瀝青路面的使用周期，提高投資效益，需要從設計、施工、監理、養護管理各方主體各負其責，分頭把關，按照行業規范標準，結合工程實際，嚴格履行各自職能，相信這一頑癥一定會得到根治。endprint