瀝青路面的早期破壞及預(yù)防措施

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，道路的運(yùn)輸工作愈來愈關(guān)鍵，路面建設(shè)的核心材料是瀝青，車轍、裂縫和剝落這些形式是路面的早期的病害。現(xiàn)在交通的壓力越來越大，所以對于瀝青路面的防護(hù)工作尤為重要，本文結(jié)合瀝青道路面層的早期病害，分析其因素，研究有效的防護(hù)策略。

關(guān)鍵詞：瀝青路面? 早期破壞? 成因? 預(yù)防措施

我國大部分的公路路面是瀝青路面，瀝青路面在一方面提高了建設(shè)的質(zhì)量，另一方面也改善了廣大人民群眾的生產(chǎn)生活標(biāo)準(zhǔn)。生活水平的逐步提升，越來越多的家庭都使用私家車代步，人民對于交通的安全和要求也越來越高，路面的早期病害就越來越突出。依據(jù)研究的經(jīng)驗(yàn)得出，瀝青的早期病害的原因有水的滲透侵蝕、氣溫及瀝青路面的設(shè)計等因素。

1 瀝青路面的早期破壞成因

1.1 水因素

礦物材料的不合理選擇將導(dǎo)致路面壓實(shí)不足，并形成坑槽，直接導(dǎo)致雨水積聚，降低瀝青的吸附能力。隨著氣溫的升高，瀝青路面將出現(xiàn)剝落、裂縫等初期病害。雨水量越大，路面吸收的水就越多。由于坑槽的形狀和天氣的影響，雨水會在路面長時間積聚，直接對瀝青路面造成嚴(yán)重?fù)p壞。

1.2 溫度影響

環(huán)境溫度的變化，會引起瀝青物料的內(nèi)部出現(xiàn)溫度的應(yīng)力，累積的溫度應(yīng)力一旦大于超混合物料的最大抗拉強(qiáng)度，就會導(dǎo)致面層的開裂。如果瀝青路面的剪切強(qiáng)度，在氣溫過高的季節(jié)依舊很低，那么在車輛的荷載作用影響下，就會發(fā)生轍槽。在低溫的時節(jié)，如果瀝青物料的抗拉強(qiáng)度，小于其溫度的收縮應(yīng)力，那么面層的物料會變脆，形成裂縫。因此，瀝青面層的作業(yè)，需要考慮溫度的影響，所以必須基于所在環(huán)節(jié)的氣溫與氣候[1]。

1.3 荷載作用

如果重型車輛較多且路面壓力較高，過大的荷載會嚴(yán)重?fù)p壞路面。如果基層或路面的承載能力不足，過度承重將導(dǎo)致路面沉降，這將導(dǎo)致早期損壞如轍槽，剝落和松動。

1.4 設(shè)計因素

首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的方面，不合理就體現(xiàn)在瀝青表層結(jié)構(gòu)選取的不合格，瀝青物料在拌制的環(huán)節(jié)里，會出現(xiàn)大量的粉塵，粉塵會影響瀝青和骨料之間的粘合，路面也容易受到損壞。這樣，在瀝青路面應(yīng)用的過程中，粉塵會脫落，會降低骨料與瀝青之間的粘附力，甚至導(dǎo)致瀝青涂層直接松動、損壞和早期損壞。一旦道路剝落和其他問題出現(xiàn)，就必須進(jìn)行維修，二次維修無法真正連接到基層。此外，在拌合或運(yùn)輸過程中對混合料的不合理選擇降低了骨料的粘合度。這樣的瀝青層使用一段時間后，瀝青和骨料分散，路面松散，表明早期損壞狀態(tài)。路面的厚度設(shè)計不合格，對于交通量的評估不精準(zhǔn)，都會對面層厚度的設(shè)計帶來偏差[2]。

1.5 施工因素

瀝青道路面層的作業(yè)實(shí)施階段，所用的原料不合標(biāo)準(zhǔn)，混合物料的配比量出現(xiàn)偏差，不符合設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)就會導(dǎo)致施工質(zhì)量差和早期損壞，如出現(xiàn)裂縫、凹坑、開裂和松動。其次，施工機(jī)械對混合料的配比有非常重要的影響。設(shè)備的落后和過時也會導(dǎo)致混合料配比的混亂和不合理。如果瀝青材料加熱過高或壓實(shí)溫度過高，會破壞瀝青和礦物骨料的結(jié)構(gòu)，影響材料質(zhì)量;如果基層和路面表面不干凈，二次補(bǔ)加層不能和基層緊密連接，也會造成瀝青早期損壞、松動、開裂、坑洼等現(xiàn)象。在路基路面施工時，如不要求和監(jiān)測壓實(shí)度時，其指標(biāo)肯定不符合要求。在許多工程中，施工單位盲目要求進(jìn)度不重視質(zhì)量，在施工過程中，沒有嚴(yán)格按照瀝青路面的鋪墊順序來進(jìn)行施工。一次性實(shí)施填筑，且填筑太厚，遠(yuǎn)超相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致下層壓實(shí)失敗，并導(dǎo)致了路面開裂、沉降的現(xiàn)象。

2 瀝青路面常見的早期病害類型

2.1 裂縫類

公路瀝青路面最為常見的早期病害就是裂縫，可以表現(xiàn)為多種形式，如龜裂、網(wǎng)裂、橫向裂縫、縱向裂縫。瀝青路面基本同時存在龜裂和網(wǎng)裂形式，但是兩者出現(xiàn)時間存在一定差異。開始裂縫時沿著輪胎痕跡地帶發(fā)生，隨后蔓延到四周，相互交織，便成為網(wǎng)狀的裂痕。橫向的裂痕，大部分都在面層的兩側(cè)，是因?yàn)橹虚g承受的壓力過多而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生于兩側(cè)，進(jìn)而延伸到中間，形成的橫向裂縫往往為貫穿裂縫。在填路基或者加寬路面時候容易出現(xiàn)的一種問題為縱向裂縫。

2.2 松散類

松散病害與坑槽病害，是瀝青面層十分普遍的問題。導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)松散的根源，是因?yàn)楣返幕鶎臃€(wěn)定性不足，如含水量增加、粘結(jié)瀝青老化等，加上外界車輛荷載壓力導(dǎo)致公路瀝青路面出現(xiàn)松散的問題，經(jīng)過長時間發(fā)展，出現(xiàn)了坑槽[3]。

2.3 變形類

凹陷、車轍等都會導(dǎo)致瀝青路面發(fā)生變形。凹陷是沿著輪胎移動區(qū)域發(fā)生損壞，地面出現(xiàn)凹陷，輪胎軌跡會隨著壓力和環(huán)境因素的共同影響而發(fā)生變形、下陷。瀝青路面變形的另一個典型形式為車轍。車轍主要是由于車輛通行對路面壓力過大造成的，加上瀝青材料高溫情況下會軟化，穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。瀝青路面車轍隨著車輪深度不同而存在一定差異。

3 瀝青路面破壞的管控措施

3.1 設(shè)計階段

設(shè)計是工程施工中最根本的部分，在瀝青路面的建設(shè)施工中，要把水文、氣候、地質(zhì)、材料、交通、負(fù)載能力等作為基礎(chǔ)來考慮，進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計，在考慮各種因素的同時，也要考慮事實(shí)情形、材料的結(jié)構(gòu)等，尤其是在瀝青的材料的選用、配比上，要結(jié)合實(shí)驗(yàn)來做出合理規(guī)劃。

（1）瀝青面層出現(xiàn)損害，最主要的根源就是水。在設(shè)計瀝青混合料時，如果選擇了不合適的材料，則路面內(nèi)部空隙過大，坑槽容易收集雨水。當(dāng)路面承受壓力時，水動力壓力升高，面層的材料受到侵蝕。因此，應(yīng)采用密實(shí)的防水材料，加強(qiáng)瀝青層的防水施工，防止雨水進(jìn)入坑槽，減少水損害。如果路面損壞，必須合理、適當(dāng)?shù)匦藿访妗＜偃鐬r青的面層發(fā)生局部空洞，雨水非常容易囤積，并滲入到面層以下的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致面層發(fā)生各種早期病害，因此，在日常的養(yǎng)護(hù)作業(yè)環(huán)節(jié)，需要針對瀝青面層發(fā)生的局部隱患，做好實(shí)時的補(bǔ)救，防止影響擴(kuò)大。

（2）結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颍x擇作業(yè)的原料。提升原料的現(xiàn)場核查工作，對其使用的數(shù)目、供應(yīng)渠道、存放做好相關(guān)的把控。在高溫區(qū)域，必須盡可能增加混合料的粘度，以提高瀝青路面的穩(wěn)定性。在低溫區(qū)域，混合物的粘度必須較低，以減少低溫下的開裂。

（3）必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)來確定瀝青的最佳用量，嚴(yán)格按照配比控制拌合。避免發(fā)生瀝青含量不準(zhǔn)確的問題，避免形成路面泛油的早起破壞和松散等破壞。

（4）提高基層的施工質(zhì)量。直接承受壓力的核心部分是基層，強(qiáng)化面層的壓實(shí)作業(yè)，增強(qiáng)對其壓實(shí)程度與平整度的控制，管控基層成型質(zhì)量，防止基層開裂。

3.2 加強(qiáng)超限、超載運(yùn)輸管理

超限的車輛會嚴(yán)重?fù)p壞路面的結(jié)構(gòu)。當(dāng)超限車或重型車輛在剎車，上下坡道或轉(zhuǎn)彎時，它們會加速瀝青路面的剪切。因此，超限管理也是保護(hù)路面結(jié)構(gòu)的重要措施。對瀝青路面進(jìn)行日常檢查和養(yǎng)護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)和總結(jié)和報告路面損壞問題，及時制定養(yǎng)護(hù)措施[4]。

3.3 嚴(yán)格控制瀝青混合料的質(zhì)量

瀝青混合料的核心組成部分有瀝青結(jié)合料，粗集料和細(xì)集料，還有不同的粉劑組分，對瀝青的質(zhì)量和性能有直接影響。例如，瀝青原材料是影響瀝青涂料質(zhì)量的基本因素。要嚴(yán)格控制粘度、含蠟量、溫度敏感性等瀝青指標(biāo)，來保障路面的需要選擇面層粗糙、質(zhì)地堅實(shí)、具有高耐磨性、嵌擠成效優(yōu)秀、與瀝青粘合力好的物料。

3.4 建立有序的公路養(yǎng)護(hù)機(jī)制

在公路工程建設(shè)完成之后，要進(jìn)行更加科學(xué)的監(jiān)管，防止在后續(xù)運(yùn)行時存在諸多的質(zhì)量問題，在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對公路養(yǎng)護(hù)的控制及支配，通過完善和科學(xué)的手段，提高公路工程的施工效果，逐漸將公路養(yǎng)護(hù)工程從計劃任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的管理形式，創(chuàng)建新型的養(yǎng)護(hù)工程管理模式。在實(shí)際工作中需要實(shí)施公路集中化的養(yǎng)護(hù)管理規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，通過集中的調(diào)配，逐漸地落實(shí)到不同的層次中，并且建立專業(yè)性較強(qiáng)的公路養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，使得公路養(yǎng)護(hù)專業(yè)性特點(diǎn)能夠得到全面提高。在后續(xù)工作中需要加強(qiáng)對公路工程的日常管理，例如保證各個安全設(shè)施是非常齊全的。在惡劣天氣下要完成公路的防護(hù)，在重點(diǎn)路段要采取更加科學(xué)的技術(shù)監(jiān)控措施，做好重點(diǎn)防護(hù)過程的加固及監(jiān)督，加強(qiáng)技術(shù)的改造力度，從而使公路工程能夠維持在正常的通車狀態(tài)中，另外相關(guān)部門還要做好材料的管理，制定出不同的報表內(nèi)容，從技術(shù)和成本方面的角度減少實(shí)際的成本投入，從而使公路工程專業(yè)性特點(diǎn)能夠得到全面的突出，為后續(xù)公路工程運(yùn)營提供重要的保障。

4 瀝青路面的早期預(yù)養(yǎng)護(hù)方法

4.1 霧封層

霧封層技術(shù)主要是在養(yǎng)護(hù)公路瀝青路面時均勻的在路面上噴灑乳化瀝青、改性乳化瀝青等氧化劑材料，從而有效填補(bǔ)路面的各個孔隙，及時粘結(jié)路面上松散的集料，并且對老化瀝青路面進(jìn)行有效修復(fù)，如圖1所示。

4.2 微表處理

微表處理技術(shù)主要是按照一定的比例混合改性乳化瀝青、集料、水等原材料，然后在瀝青路面上均勻地攤鋪，在冷卻后形成一種達(dá)到養(yǎng)護(hù)路面效果的封層。此方法無需投入過多的成本，有著較高的施工效率，且節(jié)能環(huán)保，具有較強(qiáng)的應(yīng)對環(huán)境的能力[5]。

4.3 薄層罩面

當(dāng)前公路瀝青路面早期病害預(yù)防養(yǎng)護(hù)的主要方法之一就是薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)。這種方式的原理，是利用熱瀝青物料，均勻地攤鋪在原來的道路面層路，厚度通常不大于2.5cm。薄層罩面技術(shù)能夠有效預(yù)防公路工程整體性能下降的問題，能夠?qū)⒐返目够阅芴嵘梢蕴钛a(bǔ)路面，達(dá)到提升路面平整度的效果。不過這種技術(shù)需要花費(fèi)較大的成本，比其他技術(shù)的資金投入多。薄層罩面可以將公路地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提升，改善公路功能條件。

4.4 稀漿封層

瀝青面層的養(yǎng)護(hù)維修環(huán)節(jié)里，經(jīng)常使用稀漿封層技術(shù)，利于面層做好預(yù)防的養(yǎng)護(hù)。該技術(shù)能夠?qū)⒙访娴钠秸院涂够杂行Щ謴?fù)，能夠?qū)⑤p微車轍問題有效解決，不但可以將路面裂縫修復(fù)，還能夠避免路基結(jié)構(gòu)中滲透入水體等不良物質(zhì)，在公路使用壽命延長及性能改善方面有著良好作用，且經(jīng)濟(jì)收益很好。但是，稀漿封層工藝不能提升道路的承載能力，所以如果路面表層損壞較為嚴(yán)重，存在較大的路基結(jié)構(gòu)變形情況，不適合采用這種方法。

5 瀝青路面破壞的維護(hù)技術(shù)

5.1 局部養(yǎng)護(hù)

假如面層的病害面積相對小，分布零散，可以采用局部維修養(yǎng)護(hù)的方法，將路面使用功能改善、恢復(fù)。

第一，瀝青路面局部裂縫維修養(yǎng)護(hù)。當(dāng)前新建公路基本不會出現(xiàn)裂縫等病害，但是一些經(jīng)過長時間運(yùn)營的公路常常會發(fā)生不同程度裂縫病害，最為常見的是網(wǎng)狀裂縫。公路對瀝青路面的要求很高，所以需要嚴(yán)格按照高標(biāo)準(zhǔn)維修養(yǎng)護(hù)裂縫問題。如果橫向裂縫是不超過5mm寬度的小裂縫，那么可以用熱瀝青灌注改善。如果是超過5mm寬度的裂縫就需要先開槽處理然后填充振搗密實(shí)瀝青物料;假如發(fā)現(xiàn)有縫隙，可使用乳化瀝青稀漿封層手法實(shí)施修補(bǔ);如果網(wǎng)狀裂縫是因?yàn)榛鶎訌?qiáng)度不足造成的，那么需要局部銑刨、拉毛，用新瀝青封層改善基層強(qiáng)度。

第二，瀝青路面車轍病害維修養(yǎng)護(hù)。首先工作人員要對車轍問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，明確車轍原因類型。如果是磨損類車轍，那么可以先將面層銑刨干凈然后重新鋪設(shè)。如果是瀝青混合料級配問題那么需要調(diào)整原材料重新鋪設(shè)。如果基層強(qiáng)度不足那么需要重新做好基層處理，然后重新鋪設(shè)面層。如果是瀝青混合料強(qiáng)度不足、老化等問題造成的車轍，那么需要先將不達(dá)標(biāo)的面層銑刨掉然后用SMA等瀝青混合料重新處理[6]。

5.2 沉陷修補(bǔ)技術(shù)

路面凹陷主要是由于路基發(fā)生了不均勻沉降，并且凹陷到一定程度后不再發(fā)生變化，修補(bǔ)部分路面。如果路面損壞程度不大，裂縫較少，可以用瀝青直接鋪設(shè)在凹陷部分，保證填滿壓平。如果是嚴(yán)重的損壞，已經(jīng)形成了坑槽、存在松動的瀝青混合物，需要按照坑槽修復(fù)的方式進(jìn)行處理。如果沉陷問題發(fā)生的原因?yàn)槁坊Y(jié)構(gòu)遭到破壞，就需要處理好基層然后修補(bǔ)面層。在施工中，要注意挖出干凈部分瀝青面層然后填補(bǔ)新瀝青材料，在填補(bǔ)過程中要保證材料具有良好的穩(wěn)定性和透水性。

5.3 路面松散修補(bǔ)技術(shù)

如果公路瀝青路面鋪設(shè)是在溫度較低的天氣下完成的，就十分容易發(fā)生路面松散的問題，此外，有的瀝青路面經(jīng)過長期使用發(fā)生了老化現(xiàn)象，也會發(fā)生松散的問題，此時工作人員可以先收集起來松散的材料，在溫度上升后清掃干凈路面，用瀝青噴灑均勻，然后用干燥的石屑鋪灑在表面，用輕型壓路機(jī)將這些材料壓實(shí)。

6 結(jié)語

通過采取有效的預(yù)防措施，防止瀝青路面的早期損壞進(jìn)一步發(fā)展，避免瀝青層的早期損壞。路面早期損壞措施仍存在一些問題，如不重視道路養(yǎng)護(hù)，且不及時養(yǎng)護(hù)等。在工程施工的過程中，必須有針對性地進(jìn)行相關(guān)的預(yù)防與改善，構(gòu)建科學(xué)的質(zhì)量保證機(jī)制，對作業(yè)的操作工序，實(shí)施嚴(yán)格的把關(guān)，才可以切實(shí)降低瀝青面層早期病害的出現(xiàn)，進(jìn)而提升瀝青道路面層的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：段文佳（1986—），男，本科，一級建造師，研究方向?yàn)楣饭こ獭?/p>