瀝青道路主要病害及對策分析

牟德清

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著交通運輸業的快速發展，瀝青道路的建設越來越多，在其高速發展的同時，瀝青路面出現了很多問題。

20世紀初，Dow[1]提出了促使瀝青道路損害和瀝青老化的主要原因，并通過研究發現，瀝青在進行加熱時，很容易造成質量的消耗和減少。上世紀60年代初，Ghisalba等[2]通過分析瀝青老化的多方面影響后提出，導致瀝青老化的主要原因是在多種因素影響下，瀝青質量在操作過程中發生了很大變化，比如氧化、揮發、聚合以及脫水等原因都很有可能導致瀝青老化，針對這種情況，他認為應該在瀝青的使用過程中加強控制。

國內學者閆鋒等[3]通過薄膜烘箱試驗，提出了瀝青組分的內在構成與操作方式存在很大的關聯性，組分和操作方式是促成瀝青老化的主要原因。張倩等[4]在針對瀝青老化的專項研究中發現，瀝青內部各組分之間有著非常重要的聯系，其中的變化形式也有著比較明顯的連鎖反應，即芳香分轉換成了膠質，而膠質轉換成了瀝青。

1 瀝青道路病害現象及其產生原因分析

1.1 裂縫

瀝青路面出現的裂縫大致有縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂和車轍這幾種狀態。

1.1.1 縱向裂縫

大多數瀝青路面出現縱向裂縫的主要原因是：（1）在道路縱向施工過程中瀝青混合料之間的冷接縫結合度沒有達到標準要求，在載重量過大的車輛經過時很容易導致其接口處產生輕微道路塌陷；（2）在瀝青路改建拓寬的過程中，由于路段的建設與更替，會產生新舊路面密度不均勻的情況，從而導致瀝青路裂縫現象的出現；（3）瀝青路路邊綠化帶滲水，使得瀝青路邊緣路基松懈，從而導致瀝青路路面的承載力下降，造成瀝青路出現縱向裂縫。縱向裂縫形式見圖1。

圖1 縱向裂縫

1.1.2 橫向裂縫

瀝青路的橫向裂縫是比較普遍的病害問題，其主要的產生原因有[5]：（1）溫度收縮；（2）半剛性基層的干縮；（3）路基壓實度不足。

橫向裂縫根據其荷載性可以分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫。產生瀝青路路面荷載性裂縫的主要原因是由于路面設計不合理及施工質量不合格。非荷載性裂縫作為橫向裂縫的主要形式，可分為以下兩種形式：（1）瀝青面層溫度收縮性裂縫；（2）基層反射性裂縫。上述的橫向裂縫是瀝青路面問題中不可避免的病害，但是對瀝青路面的整體性沒有損害。

1.1.3 龜裂

龜裂是指在路面上的裂縫由于相互交錯的原因，形成的一種類似于龜紋狀的小塊，小塊的形成彼此之間沒有相同的特點，形狀不一，大小不等，如圖2所示。形成龜裂的主要原因是[6]：由于道路初期施工時的整體規劃實施不良，而且在使用過程當中，路面受到的潛力擠壓超出其所承受的范圍，或是車輛嚴重超載造成的路面疲勞。很多方面的原因都可能導致路面龜裂，比如路基穩定性差就是導致路面龜裂的主要原因。

圖2 龜裂

1.1.4 車轍

路面車轍屬于路邊變形類病害，主要是指路面上車輛在行駛過程中導致的路面凹槽，在車輛反復行使負荷過程中導致瀝青路面的永久性變形。當瀝青路面車轍轍槽積水時，還會使車輛飄滑導致交通事故。瀝青路面產生車轍主要是由于路面結構、造料本身因素、氣候及交通運輸負載量等多方面因素導致。當瀝青混合料油石比過大、表面磨損過度、雨水侵人瀝青混凝土內部時，由于基層含不穩定夾層導致路面橫向推擠，形成波形車轍。圖3為瀝青路面車轍示意圖。

圖3 車轍

1.2 瀝青老化

車輛超載和環境氣候惡劣是引起瀝青老化的主要原因。在施工建設初期也有可能引起瀝青老化，在攪拌和鋪設中如受到水分、紫外線、氧化、揮發、聚合、觸變和脫水等因素的影響都會引起瀝青老化。

1.3 交叉路口瀝青路面損害

我國城市道路的車輛交通運輸中，90%以上均為小型車輛，重車占比相對較少。但隨著我國經濟及居民生活水平的不斷提高，我國道路交通量急劇增加，城市交通管理部門往往在城市道路交叉路口以減小通行車道寬度、增加通行車道數量來提升交通管制力度，但是這樣的交管制度往往導致車輛荷載集中，從而加劇交叉路口的車轍變形。有關研究表明，車轍發展速度隨荷載作用次數的增加而減小，但車轍深度隨累計荷載作用次數的增加而增加，最終使道路喪失使用性能。因此，城市道路交叉口區域渠化交通加劇對于瀝青路面抵抗車轍變形非常不利。

2 解決瀝青路面病害的主要對策

2.1 舊瀝青路面微表面處理

國內的城市化進程發展較快，綠色園林規劃越來越多，而園林需要長時間的噴水和灌溉才能逐漸成型。瀝青道路在這種情況下被進一步腐蝕和破壞，使瀝青路面老化現象進一步加劇。針對這種舊瀝青路面，建設部門可以將路邊的緣石拆除，將緣石部分轉變為排水渠，加強道路排水能力，從而緩解瀝青路面瀝青的老化問題。

微表面[7]處理法指的是一種在道路維護和保養過程當中比較高級的修護手段，在國外使用得較為頻繁，而國內還主要用于道路的修復和保養。舊瀝青道路出現了車轍、裂縫以及松散現象后，可以通過微表面處理來打磨受損位置，增加其防水防滑的性能。在道路建設時，因路面施工操作不規范而使瀝青與其他材料之間的契合度不夠，就會出現大面積的空隙，這些空隙會將水引入到路面，從而造成瀝青道路的水破壞。水也是導致瀝青道路損毀的主要因素。公路建設部門可以采用微表面處理方法來填補路面空隙，提升其防水能力，減少由水引起的其他方面病害。

2.2 提高瀝青路面結構性能

瀝青路面在使用過程中產生的病害大多是由于道路材料及路面結構產生不良受力引起的，因此在進行瀝青路面設計時需要強化混合料設計方法，提高路面結構受力性能。基于道路狀況，在發生水損害的部位增加防水結構層和排水縱坡，使用高黏瀝青以增加混合料的黏聚力，防止水分侵蝕。在出現反射裂縫的部分，可以增加應力吸收層[8]，以減少基層的裂縫反射到表面。對于出現龜裂的部位，在采用高黏瀝青的基礎上，選用質地堅硬的粗集料，增加結構的抗壓能力，必要時可以采用“三多三少”的SMA級配形式。處理車轍病害可以充分利用原路面產生的廢舊瀝青混合料。研究發現，添加一定比例的舊料可以顯著提高瀝青混合料抗車轍能力。

2.3 加強瀝青混凝土路面工程質量監管力度

瀝青混凝土路面基礎設施建設具有投資額大、涉及面廣、帶動作用強等特點，與廣大人民生產生活息息相關，對社會各項事業的發展具有重要的拉動作用。參與瀝青混凝土路面工程建設的單位要明確責任，嚴格按照建設程序和規定實施建設管理，進一步規范瀝青混凝土路面工程的市場行為；施工單位必須嚴格自律，堅持高質量高標準，同時建立起完善的質量保證體系；監理單位應按照法律、法規以及相關的技術標準來建立工程的監理規范、承包合同，采取定期和隨機的檢測方式實施監督和管理，建立起科學合理的監測制度，對參與工程建設的設計、施工、勘察、監理等單位實施有效的管理，以科學數據為基礎，保證瀝青混凝土路面工程的高標準和高質量。

3 結語

隨著經濟的不斷發展，公路建設越來越多，使用破壞是阻礙瀝青道路發揮經濟效益的主要原因。瀝青路面的破壞與材料質量、施工操作和使用等方面有著非常大的關聯。本文通過分析瀝青道路病害形成原因，提出了在防治過程中應該從瀝青路面的改造、使用和管理等方面入手，通過預防養護的各項措施來提升道路的使用期限，促進瀝青路面發揮出應有的經濟效益。