高速公路沥青路面早期破损成因及预防措施

欧振平

摘要：沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便且适宜于分期修建等优点，在公路与城市道路修建中已广泛应用。虽然沥青路面设计是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计，但沥青路面仍然存在设计年限内发生的早期破损现象。

关键词：高速公路沥青路面 早期破损成因 预防措施

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：

引言

近年来,随着公路交通量日益增大，沥青路面面临着严峻的考验，很多沥青路面均呈现出一定的早期破坏，主要表现特征为:局部沉降、纵横向裂缝、车辙、坑槽、面层松散等现象，这都直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。

1病害形成原因分析

1.1沥青混凝土配合比设计存在的问题

沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过四个阶段,即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段,各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时,有的单位压缩2个~3个阶段,有的干脆凭经验施工,因此从理论和实践来讲存在较大的偏差,从而导致沥青混凝土内在质量存在先天不足。由于目前国家现状所致,高速公路工期较短加上标价偏低,碎石料场不规范,大多地方石材都由个体企业承担,料场分散,设备落后,材料的均质性、稳定性均有较大的差别,虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析,但规范要求的范围太宽,检验时都能达到规范要求,在施工过程中也检测并调整配合比,由于矿料差性变化太大,不可能做到十分准确,油石比级配都在变化,造成沥青混合料的不均匀性,这是导致沥青路面出现一些常见病害的原因之一。

1.2沥青混凝土拌合温度的控制

沥青混凝土拌合温度的控制,从规范角度控制比较严格,对石油沥青拌合出厂温度要求在135℃~165℃之间,而实际上有些施工单位和个别商品沥青混凝土厂家,在拌合温度控制方面不是那么严格,时高时低很不稳定,有的沥青混凝土拉到工地测量将近180℃,而有时不足110℃。温度过高可能导致沥青老化,沥青膜变薄,粘结力下降,使沥青混凝土松散;温度过低使沥青混合料拌和不均匀,也难以达到压实效果,这些都是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。

1.3沥青混凝土的摊铺

沥青混凝土的摊铺目前国内问题比较大,总的来说走两个极端,一方面高速公路摊铺要求采用全断面摊铺设备,首先,由于摊铺端面宽,沥青混合料从中间通过螺旋轮输送到两侧由于距离长必然产生离析,这种离析改变了沥青混凝土生产配合比;其次,由于烫平板从机心向两侧悬臂较长,随着摊铺次数的增加产生变形,对路面横坡的控制也有较大影响,此外,由于全断面摊铺需要较大的拌合能力,当拌合站较小时容易造成摊铺机时开时停造成路面接缝。落后摊铺机对路面影响也较大,纵横接缝处理问题也较多,特别是碾压受到限制,不容易控制在规范要求的碾压温度范围内完成全部碾压工序,沥青混凝土压实度难以达到。

1.4施工工程中的路面污染

当前许多公路投标项目划分太细,路基、桥涵、路面、绿化、机电等工程都分别招标,在同一路段上施工单位较多,加上工期较紧,平行作业,相互影响。如在沥青混凝土摊铺底面层或中间层时,路基施工单位要刷边坡,挖边沟,其他路段的车辆也通行,导致路面污染严重,层与层之间的粘结受到影响,特别是当沥青面层较薄时,在车辆高速行驶荷载作用下,沥青路面产生脱落、推拥、扭曲等现象。此外,路面铺设完后其他作业工序的机械停留在路面上,有些机械在上面停留时漏柴油使路面污染,严重的地方造成路面局部松散、剥落。

1.5气候的影响

1)低温裂缝。沥青材料在较高温度条件下具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力,但当气温大幅度下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力,当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长,混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受到约束的,面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度,沥青面层就会开裂,产生裂缝。由于沥青路面宽度有限,收缩路面结构的相互约束小,所以低温裂缝主要是横向的。

2)温度疲劳裂缝。这种裂缝主要发生在日温差

大的地区。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳,使沥青混合料的极限拉伸应变(或劲度模量)变小,加上沥青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性能降低,最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。沥青路面具有高温软化特性,尽管设计及施工中尽可能降低油石比,最大限度地利用骨料级配增大高温稳定性,但在车辆长期作用下仍要产生车辙。泛油一般出现在高温天气,由于气温升高而导致沥青软化点的不适应。

2.及时防治早期病害的几种有效措施

沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除，但是可以通过优化设计、加强施工治理、提高现场施工质量等措施去预防，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。结合近几年的工程建设中发现的问题，本人认为严格按照“合理设计、精心施工”的原则,加强以下工作搞好工程质量，是预防路面早期病害的关键。

2.1加强原材料的检验工作。材料的质量是沥青路面质量的保证。沥青路面早期破坏，其中材料不合格是原因之一。施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理。应该做到：选用合格的原材料，严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力预防松散现象的产生。

2.2加强沥青混合料材料配比的控制。配合比设计阶段必须严格按照试验规程进行最佳油石比的选定；在施工过程中严格按照工程师批准的配合比进行施工，任何人不得随意改变生产配合比。预防泛油现象的产生。

2.3施工前设备检查。机械设备是保证沥青路面施工质量的又一个重要因素，特别是沥青混凝土等高级路面，没有先进的配套的机械设备，是修不出符合质量标准的路面的。因此施工前，监理工程师应严格检查，直到符合要求后，方可下达开工令。在施工过程中必须注重沥青混凝土拌合的均匀性，防止粗细集料离析。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，混合料拌合温度过高会轻易造成沥青老化，与集料的粘附性也会明显降低，严重时会造成面层局部色泽不一致等现象

2.4铺筑试验路段。铺筑试验路段的目的，在于验证施工方案的可行性，通过铺筑试验路段来修改、充实、完善施工方案的技术练兵，以利指导生产。

在路基施工过程中在路基拓宽地段、路桥衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性，并保证达到规范要求的压实度。沥青路面进行半幅摊铺时，采取合理措施处理纵向冷接缝。预防纵向裂缝形成。尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率，空隙率大的位置越多水破坏现象越严重。设法加强沥青面层间粘结力也是有效防治水破坏的措施之一。严格控制施工温度及压实效果。沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化，降低与矿料的粘附性；温度过低会导致混合料压实困难，造成混合料内部空隙率过大，容易造成混合料离析。

2.5加强施工过程中的质量管理与检查，坚决贯彻执行“三检”工作，即自检、驻地监理抽验及质量监督部门随机检查相结合。

2.6加强沥青路面养护。由于各种原因所潜伏的路面隐患，多在竣工后1～2年内显露出来，因此应特别重视路面竣工后交、竣工验收阶段的养护管理，使路面得到及时养护。

2.7提高全员的质量意识，加强员工的素质培养，加大质量意识到全员、全方位、全过程中的力度，树立“质量第一”的思想。强化质量管理，严格贯彻执行公路工程质量管理办法，认识到质量是工程的根本。公路治理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载，严禁超载车辆上路。

3.结语

路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一，在工程施工中根据其成因从路基、基层施工、沥青面层施工到原材料控制，有针对性地采取一系列预防和改善措施，同时按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，对施工全过程，每道工序的质量进行严格的检查、控制，才能减少沥青路面早期破损的发生，从而提高沥青路面的建设质量。

参考文献：

[1]JTG F40-2004．公路沥青路面施工技术规范[M]．人民交通出版社，2004．

[2]JTJ 073.2-2001．公路沥青路面养护技术规范[M]．人民交通出版社，2001．

[3]中国公路建设行业协会，重庆交通学院，长沙理工大学主编．公路工程施工项目管理实务[M]．人民交通出版社，2005．