论公路沥青路面早期破坏及预防措施

2016-02-16郭勇军新疆北新路桥集团股份有限公司新疆乌鲁木齐830001

中国房地产业 2016年20期

文/郭勇军新疆北新路桥集团股份有限公司新疆乌鲁木齐 830001

论公路沥青路面早期破坏及预防措施

文/郭勇军新疆北新路桥集团股份有限公司新疆乌鲁木齐 830001

沥青混凝土路面作为一种柔性路面结构，因其行车舒适、养护便利开放交通快等特点，已广泛应运于我国高速公路与城镇主要道路的建设中，是我国最重要且最常用的一种路面结构形式。但也由于其受温感性较高（夏季强度较低）和施工过程不规范等因素的影响，往往会过早的出现推移、泛油、裂缝等病害。基于此，本文笔者以工程实例为依据，理论试验为手段，就我国沥青混凝土路面早期破坏形式及机理进行深入研究，并有针对性的提出防护措施，旨在更好的服务于我国交通事业的建设。

沥青路面；早期破坏；机理分析；防护措施

作为我国现阶段最常见的一种路面结构形式，沥青混凝土路面的施工与运营过程随着时代的发展越来越受到人们的关注。如何加强沥青混凝土路面施工技术，防止其发生早期破坏，提高路面整体运行质量，促使其更好的服务于人民与社会，已成为现代交通从事者们共同面对的课题。

1、工程实况

1.1 工程简介

1.2 路况调查

（1）弯沉测量。实测最小弯沉值32.0(0.01mm)、最大弯沉值200.0(0.01mm)，原设计容许弯沉值40.0(0.01mm)，代表弯沉值大于容许弯沉值约占路段的60%，表明结构承载能力己偏不安全,路面代表弯沉值的增加与实际路况的显著变化吻合。

（2）探坑调查。级配碎石基层以泥岩为主要细料，且整体处于极为潮湿的饱水状态。粉料最高含量29.1%，平均含量16.0%，严重超出规范≤7.0%的要求；38%的细料中塑性指数IP最大值为17.8，超出规范≤6.0的要求；71%的样品液限指数最大为34.7%，超出规范≤28.0%的要求，塑性细料含量多。

2、早期破坏发生的主要形式及原因

通过对楚大高速实际路况调查，本文经过综合分析，就常见且具有代表性的几点病害进行简要分析，具体内容如下：

2.1 裂缝

裂缝作为沥青路面最常见的早期破坏之一，其最大的危害在于路面开裂后，使得水分不断进入道路下层（路基）结构，致使路基因软化而导致承载力下降，进而促使路面破坏速度加快。

2.1.1 横向裂缝

沥青路面横向裂缝包括非荷载性裂缝与荷载性裂缝两大类，究其形成原因，主要为路基压实度控制（过低时易形成）与沥青材料特性（干缩和温缩）有关。荷载性裂缝产生的主要原因一般是由于施工的粗糙性和设计的欠缺性所造成，或是随着时间的推移，在长期重载交通作用下，沥青路面因疲劳性和不可恢复性损伤逐渐发育成横向裂缝；非荷载裂缝作为横向裂缝的主要表现形式，其包括基层反射性裂缝和温缩性裂缝，研究表明，常规的发育较浅的横向裂缝不会对路面结构造成太太损伤，一定条件下是允许其存在的。

首先，对可能产生事故的原因进行分析，尤其对第五缸的冷却喷嘴及燃油喷嘴进行重点检测。通过试验、检测，这些零件工作均正常。由于第五缸完全熔顶，无法观测到第五缸的活塞环的情况，而观察到第六缸的活塞环时，发现有颗粒物卡在第六缸气环的侧隙内，缸套有轻微刮痕，顶部明显有过烧痕迹。排除了其它的可能性之后，认为在维修过程中有遗留颗粒物卡在第五缸气环的端隙或侧隙上，造成拉缸进而产生熔顶。经检修更换了第五缸的缸套、活塞、活塞环及连杆。虽然故障判正确，但新安装的第五缸活塞环闭口间隙值偏小，未经有效磨合，紧接着导致第五缸的第二次活塞熔顶。

2.1.2 纵向裂缝

纵向裂缝的形成，一是由于沥青面层摊铺时，纵向接缝处理不合格，使其剥落开裂，加之行车荷载作用而形成；二是由于路基因纵向不均匀沉降而形成，其原因为路基压实不均匀所致。

2.2 水损坏

水损坏为沥青路面早期破坏常见的一种形式，其破坏机理主要为路面及表层结构中的积水进入公路结构层所造成，一旦形成早期破坏，其损伤力较大。一般情况下，水进入路面表层后会滞留在面层下部及其交界处，在长期疲劳荷载作用下，各面层间的沥青由于逐渐失去粘结力而形成剥落现象，随着时间的推移，病害逐渐发育至上部，加之外载的反复作用，从而形成变形和网裂。

在雨水较多时节，尤其是因降雨形成路面明显积水时，在行车荷载的反复作用下，使得行车道上的网裂日益扩大，并在车轮与周边材料的挤压下空蚀作用下，从而形成空洞，同时又增大了路面结构与水的接触面积，周而复始，形成一种恶性循环，如不及时修补，最终导致局部损坏的发生。

2.3 车辙和坑槽

车辙主要包括流动性损伤、结构性损伤和磨损性损伤三种类型，其表现形式为行车道面层及基层处产生永久性凹性辙形。形成车辙的主要原因为荷载集中性疲劳损坏所造成，尤其是重载交通地区，此类损伤最为容易发生；坑槽现象的发生，通常是由于面层厚度不足或压实度不够而导致。压实度不足主要为沥青丧失粘结力而造成，使其压实效果无法达到规范要求，从而在荷载作用下因发生脆性断裂而形成坑槽，其形成的根本原因为沥青摊铺时因混合料温度过高造成老化而致；道路沥青面层压实过程中，当混合料温度过低时，容易造成因压实不均匀而在荷载作用下出现不均衡性断裂，进而导致坑槽的出现。除此之外，厚度不足通常会加强低压空蚀作用，从而形成坑槽损坏。

3、避免早期破坏发生的防护措施

根据楚大高速实际情况，本文系统性的提出以下几点预防措施。

3.1 合理设计

道路路面结构设计时，不能千篇一律的采用半刚性基层，而是应因地制宜，合理的进行路面结构组合，结合本地实际情况和发展特点（如经济、环境、气候与地理），采用合理的交通组合方式。低剂量水泥稳定碎石基层和级配碎石柔性基层适合交通量不大且重载交通很少的地区；低剂量稳定碎石基层和半刚性基层（需在基层与面层间设置级配碎石柔性排水层）适合交通量大但重载交通较少的地区；半刚性基层掺入适量的土工材料，不仅可以改善结构层间的关系，而且还能对其受力特征起到加强作用，因此比较适合交通量大且重载交通较多地区。

3.2 采用改性沥青

改性沥青的特点：①拥有较好的低温抗裂性和高温稳定性，对裂缝的出现有很好的抑制作用；②增强沥青混合料的耐久性和路面抗水损坏能力，提高道路使用寿命；③提高沥青混合料的抗变形能力。交通部公路科学研究所对SBS、SBR、PE、EVA等4种改性剂的改性效果进行了比较试验，结果证明，SBS在高、低温性能，弹性恢复性能和感温性等方面都有突出优点。PE仅在高温稳定性方面显示出较好的效果。EVA的高温稳定性不如PE，但低温性能较PE要稍好一些，但均不如SBS。

另外，大量试验与实践证明，评价SBS改性沥青综合性能时，在试验手段与评价方式的选择方面，如果只是单纯的套用普通基质沥青的一些试验方法或技术指标来衡量改性沥青的路用性能，那么就不能完全体现出它的优良特性与社会价值，甚至出现指标假相问题，对此需要格外注意。

3.3 提高施工质量

高速公路工程项目的建设是一个复杂、庞大的系统，影响工程质量的因素贯穿整个施工过程。工程质量包括“美观、经济、适用、安全”四个方面，只有四者全优，才是真正的优质工程。现如今，国家对于高速公路工程质量管理的要求越来越细、越来越严，而基层技术的发展现状远远不能适应这些高标准、严要求。基层部门需要综合监督、设计、监理、施工等多种职能，在工程施工时，做好“一协调”、“两管理”、“三控制”工作，对建设各方采用一定的经济手段进行制约，确保工程以优质的品质完成质量目标。