瀝青混凝土病害類型及防治方法探討

賈志新 楊寶志 杜文永 朱琳

摘要：瀝青混凝土路面具有噪聲低、行車舒適度高、施工及養(yǎng)護周期短等優(yōu)勢，在世界許多國家得到普遍應(yīng)用，但因為瀝青材質(zhì)的不同，又受設(shè)計方案及施工工藝因素的影響，瀝青混凝土路面常常出現(xiàn)各種病害。病害的存在縮短瀝青路面道路使用壽命，影響行車速度和行車安全，還對道路投資效益和使用性能產(chǎn)生負面影響。文章根據(jù)道路瀝青混凝土常見病害類型，分析病害成因，闡述如何在設(shè)計、施工、養(yǎng)護方面對病害進行防治。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土;病害類型;防治方法

文獻標識碼：U418.6-A-10-027-2

0 引言

由于瀝青混凝土路面具有噪聲低、行車舒適度高、施工及養(yǎng)護周期短等優(yōu)勢，在許多國家得到了普遍的應(yīng)用，從鄉(xiāng)村道路到城鎮(zhèn)市政道路均廣泛使用。但因為瀝青材質(zhì)的不同，又受設(shè)計方案及施工工藝因素的影響，瀝青混凝土路面常常出現(xiàn)各種病害。瀝青混凝土路面病害的存在對行車速度、行車安全產(chǎn)生了嚴重的影響，不僅使其使用壽命大大縮短，還對道路投資效益和使用性能產(chǎn)生了極大的負面影響。

1 瀝青混凝土路面病害類型

1.1 縱橫向及塊狀裂縫

瀝青路面出現(xiàn)許多不規(guī)則縱橫向裂縫，包括橫向裂縫、縱向裂縫和塊狀裂縫。橫向裂縫寬度不同，裂縫貫通全路幅或部分路幅，方向基本與道路中線垂直，沿路面大致呈均勻分布狀態(tài)。道路所屬地區(qū)的氣溫、瀝青面層和基層材料的抗裂性都會對裂縫間距大小產(chǎn)生影響?？v向裂縫同時伴有部分支縫，縱向延伸，方向基本與道路中線平行。塊狀裂縫縱橫交錯，它最開始的狀態(tài)是有多條縱向的疲勞裂縫，然后在縱向裂縫之間又產(chǎn)生多條橫向裂縫及斜向裂縫，形成相互交錯的裂縫網(wǎng)格。

1.2 龜裂

龜裂為瀝青路面常見的裂縫病害之一，其主要是由相互交錯的縱橫向裂縫發(fā)展，最終形成網(wǎng)格裂縫，但因其形狀和烏龜背殼上面的花紋類似而被通常稱呼為“龜裂”。龜裂多數(shù)是由于基層強度達不到標準要求，路面發(fā)生疲勞損壞，無機集合料拌和不均勻，導致在結(jié)構(gòu)層中間有空層而形成。

1.3 松散

松散主要是因為瀝青與骨料之間的粘結(jié)力強度逐漸降低并喪失，同時又在道路車輛荷載的作用下，使其表面面層呈現(xiàn)松散狀態(tài)。其表現(xiàn)形式為瀝青混凝土面層中的粗細集料顆粒不同程度的脫落和散失起砂，路面面層磨損、粗麻、微坑、表面層剝落等現(xiàn)象。

1.4 坑槽

坑槽是瀝青混凝土面層中個別處因為集料脫落丟失，在道路表面形成的不同大小的坑洞，可延伸到各個路面結(jié)構(gòu)層中。在荷載作用下，瀝青混凝土空隙率比較大的地帶容易發(fā)生病害，特別是在降雨及雨停后路面的上面層材料性能下降，出現(xiàn)松散和開裂，經(jīng)常年積攢慢慢形成坑槽。

1.5 沉陷

瀝青路面沉陷多數(shù)為路基壓實不到位，局部強度不足，在自然沉降及行車荷載的作用下，路基和路面出現(xiàn)豎向變形，導致出現(xiàn)路面下沉的現(xiàn)象。

2 瀝青混凝土病害成因分析

2.1 瀝青質(zhì)量問題

在道路各個結(jié)構(gòu)層的設(shè)計中，結(jié)合經(jīng)濟環(huán)保的原則，需要考慮各個結(jié)構(gòu)層厚度及材料的選用。例如在高等級道路瀝青路面的使用上，國內(nèi)許多地區(qū)上面層采用國外進口瀝青材料，但中面層和下面層卻采用國產(chǎn)瀝青材料。就目前國產(chǎn)瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量而言，可以達到道路使用標準要求的廠家數(shù)量有限，遠遠不能滿足現(xiàn)狀國內(nèi)道路建設(shè)的需要。

2.2 氣溫的影響

由于全球“溫室效應(yīng)”的影響，我國氣溫普遍提高。氣候的反常導致北方天氣發(fā)生明顯變化，夏季高溫天氣時間持續(xù)增長，冬季氣候逐漸變暖，氣溫的變化對瀝青軟化點的影響比較大。高溫天氣會使瀝青混凝土路面變軟，導致骨料向下移動，從而在道路表面產(chǎn)生塑性層，造成路面擁包、波浪、車轍等病害。氣溫降低路面變冷，導致路面處于負溫環(huán)境里，從而使道路路面產(chǎn)生脆性層，引發(fā)路面不斷收縮，進而出現(xiàn)開裂等病害。

2.3 設(shè)計深度不足

在道路進行圖紙設(shè)計時，不能合理準確地去預測未來遠期交通量的增長速度和趨勢，只能依據(jù)當前交通量來預測未來遠期交通量的數(shù)值，隨著未來遠期交通的進一步發(fā)展，尤其是超載和重載車輛的增長，就會使路面結(jié)構(gòu)層最原始設(shè)計的厚度和強度與急劇增長的車流量嚴重不符，從而使路面承載力下降而導致出現(xiàn)病害。

2.4 施工控制的影響

水泥穩(wěn)定基層為目前道路大多數(shù)使用的基層類型，施工過程中各種集料的級配比例可能存在不合理，導致細集料數(shù)量較少，粗集料數(shù)量較大，容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。由于目前料場大多數(shù)為個體企業(yè)，設(shè)備落后，生產(chǎn)碎石不規(guī)范，導致路用材料的穩(wěn)定性和均質(zhì)性都存在較大的差別。雖然施工單位在項目開工前都會對所選材料進行取樣、篩分、試驗，而且也在施工過程中對配合比進行檢測和調(diào)整，但集料級配和油石比都在變化，不能做到非常精準，從而使路面出現(xiàn)病害。

2.5 水侵蝕損害

由于大氣降水，雨水沖刷路面結(jié)構(gòu)層材料，使路面面層的聯(lián)結(jié)質(zhì)量降低。道路表面自由水通過瀝青路面滲入到路面基層，使基層結(jié)構(gòu)受到水的侵蝕，在道路行車重荷載下，基層結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)翻漿等現(xiàn)象，從而導致面層出現(xiàn)不同形狀的裂縫。還有一種就是水流入到面層空隙中，在溫度的作用下，尤其是冬天，路面多次經(jīng)歷凍融循環(huán)，集料和瀝青的粘結(jié)力明顯降低，從而導致瀝青在集料外表上被輪胎帶走或是剝離，形成松散、麻面和坑槽等路面病害。

3 瀝青混凝土病害防治方法

3.1 設(shè)計質(zhì)量控制

提高設(shè)計單位產(chǎn)品整體質(zhì)量，做好合理交通量預測分析，應(yīng)按照規(guī)范換算為當量軸載次數(shù)以確定各個路面結(jié)構(gòu)層的厚度和選用，而且要結(jié)合項目所屬地的地質(zhì)水文、氣候溫度、自然環(huán)境等周邊因素，參考當?shù)匾呀ǖ缆窐藴剩瑏泶_定設(shè)計方案，并對多個設(shè)計方案進行選擇和比較來確定最優(yōu)設(shè)計方案。對瀝青材料的選用也十分重要，要選擇滿足標準規(guī)范要求的優(yōu)質(zhì)瀝青，應(yīng)嚴格對瀝青延度、針入度指標進行把關(guān)。另外路面結(jié)構(gòu)層的透層油及粘層油應(yīng)與瀝青混凝土中的瀝青為同一種，因透層油及粘層油在泛油時會對油石比有一定的影響，所以選用油石比時應(yīng)予以考慮。

3.2 施工工藝控制

筑路材料應(yīng)選用有固定集料場，并且可以保證項目施工進度的集料廠家供料。筑路材料級配不能偏離標準級配中線，要做到一直處于受控狀態(tài)中。嚴格按照規(guī)范控制好瀝青混合料的各項溫度，特別是拌和、出廠、攤鋪、碾壓成型等溫度。根據(jù)當?shù)靥鞖馇闆r，合理選擇時間段進行施工，盡量避開雨雪天氣施工。通過拌和站的拌和能力及車輛運輸時間，選擇足夠數(shù)量的攤鋪機和碾壓機配套施工，兩臺攤鋪機應(yīng)該同時施工且前后錯開，特別要注意觀察道路縱向的接縫處理及碾壓成型工藝。在道路施工作業(yè)期間，要安排專人進行交通管制，禁止一切非施工車輛進入，保證鋪設(shè)的道路干凈整潔，不被破壞污染。

3.3 道路養(yǎng)護控制

道路養(yǎng)護應(yīng)該利用路面技術(shù)狀況數(shù)據(jù)對評價單元進行評價分析，并根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護設(shè)計規(guī)范》（JTG 5421-2018）要求劃分評價單元養(yǎng)護類型，確定道路養(yǎng)護類型。對于表面層發(fā)生較大面積損壞，基層及中下面層保持完好，且整體結(jié)構(gòu)強度滿足使用要求的路段，采用功能性修復措施。對于基層保持完好，面層整體發(fā)生較大面積損壞，且整體結(jié)構(gòu)強度不能滿足使用要求的路段進行結(jié)構(gòu)性修復措施。道路養(yǎng)護部門應(yīng)使用新技術(shù)、新方法對道路進行養(yǎng)護，對沒有病害的道路應(yīng)加強病害預防措施，提高對道路日常使用數(shù)據(jù)的管理，針對不同路段采取不同的養(yǎng)護方式，從而減少道路病害的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

道路路面破損已經(jīng)成為瀝青混凝土路面主要損害之一。特別是交通建設(shè)部門及道路管養(yǎng)部門，從路面的設(shè)計、選料、施工、養(yǎng)護等一系列環(huán)節(jié)，對其進行嚴格控制和驗收，建立起健全的質(zhì)量保證體系，從源頭降低瀝青混凝土病害的出現(xiàn)，保證道路建設(shè)的整體質(zhì)量，延長道路使用壽命，減少國家道路養(yǎng)護費用的支出，從而達到道路使用性能與投資效益的平衡發(fā)展。

參考文獻

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收稿日期：2021-03-22

作者簡介：賈志新（1988—），工程師，研究方向：道路工程;

楊寶志（1980—），助理工程師，研究方向：道路工程;

杜文永（1990—），助理工程師，研究方向：道路工程;

朱 琳（1984—），工程師，研究方向：道路工程。