沥青混凝土路面早期病害成因与预防措施

2020-03-09李海燕

工程技术研究 2020年13期

李海燕

（青海省尖扎县农村公路养护中心，青海黄南藏族自治州 811299）

沥青混凝土路面是高速公路工程施工中常见的路面类型，在施工过程中沥青混凝土路面具备表面平整、无接缝、车辆通行舒适性强、耐磨、振动小、噪声少、施工工期短、后期养护方便的优势，因而伴随公路工程的深度发展，沥青混凝土路面的应用范围不断扩大。为了能够更好地促进工程施工建设发展，文章着重探究了沥青混凝土路面的常见病害问题。

1 路面裂缝

（1）裂缝病害的成因。裂缝是高速公路沥青混凝土路面施工过程中的常见问题，包括横向裂缝与纵向裂缝。不管是出现横向裂缝还是纵向裂缝，水分都会不断透过裂缝涌入路面基层中，使得路面路基不断氧化，最终降低整个高速公路路面的承载力，促使整个公路路面发生严重的破坏。横向裂缝一般分为荷载过重导致的裂缝和非荷载裂缝，前者是因为路面施工设计不当、施工质量较低、车辆超载严重导致的，后者是由于温度应力引起疲劳而出现的裂缝，温度变化越大这种裂缝的严重程度也越大。纵向裂缝的形成原因大体上分为两种，一种是路基压实度不均匀导致路面不均匀沉陷而出现的裂缝，另一种是沥青分摊处理过程中接茬处理不完善，加上车辆荷载的作用而引发的。

（2）裂缝病害的防治措施。从整个公路工程的沥青混凝土路面施工实际情况来看，裂缝是整个路面施工过程中不可避免的。结合横纵向裂缝的形成原因，在整个工程施工过程中要采取不同的控制方式。在路基宽度不断扩展的路段和路桥衔接位置，要严格控制填土厚度和填料的均匀性，以提升整个公路工程施工的压实度。沥青混凝土路面在进行半幅摊铺操作的时候需要应用科学合理的措施来处理纵向冷裂缝，考虑到路面的使用年限，需要应用优质的沥青材料，以减少因为温度变化而引发的温度裂缝。

2 路面水破坏

（1）水破坏病害的成因。沥青混凝土路面的水破坏主要是指雨水渗入沥青混凝土路面结构中从而使得整个路面被破坏。水破坏的基本形式包含以下几种：①网裂。网裂是雨水渗入路面的表层后滞留在表面层下部分和下层交界面之后，在长期荷载作用下沥青膜从面层的底部开始脱落并逐渐向上拓展，伴随大部分碎石表面的脱落，沥青混凝土材料也会失去最开始的强度，最终导致整个路面出现网裂。②坑洞。坑洞是因为路面车道局部网裂在荷载作用下不断变得松散，松散的石料在被车轮甩出去之后而形成的。坑洞一般优先出现在沥青混凝土缝隙较大的位置，伴随时间的流逝会加大整个沥青混凝土路面的破损。③唧浆。在大量的雨水渗透沥青混凝土路面面层并滞留在半刚性基层顶面的时候，伴随行车速度的加快会加大自由水对混合料表层细料的冲击力度，最终被行车来回碾压，出现形状各异的唧浆。出现以上水破坏的原因包含外在因素和内在因素两种。外在因素是降水频率较高、降水时间较长，使得自由水更快地渗入沥青混凝土路面的表层。同时，交通车流量增加所导致荷载的加深也会让路面的水破坏现象变得更加严重。内在因素是沥青混凝土材料的缝隙较大、压实度较小，加上沥青和矿料的黏结力不够、道路施工过程中没有设置防水层等，都会加大水破坏的发生和危害程度。

（2）水破坏病害的预防措施。为了更好地规避水破坏现象，需要着重优化施工设计和施工操作。①优化沥青混凝土路面的施工设计。在施工设计阶段着重要做好如下工作：第一，将沥青面层的孔隙率始终控制在5%以下，一级混凝土、半开混凝土、二级混凝土的孔隙率可以适当放宽限制，但也不能超过8%。在沥青混凝土路面碾压完成之后需要将混凝土的孔隙率控制在12%。通过严格把控不同阶段、不同类型沥青混凝土材料所构成路面的孔隙率，能够减少雨水的渗漏率。第二，提升沥青和矿料的黏结力。为了能够减少沥青剥落现象的发生，需要在沥青混凝土路面施工过程中改善沥青混凝土的水稳定性和持久性，从而有效强化沥青和矿料之间的黏结力。②优化沥青混凝土路面的施工。第一，提升压实标准，做好压实作业。在压实时为了让沥青混凝土路面不出现透水现象，需要结合整个工程实际提升沥青混凝土面层的压实标准。在现阶段机械设备的应用下，通过使用合理的碾压工艺和摊铺工艺能够将沥青混凝土面层的压实标准控制在97%。为了达到这一标准需要将一级混凝土的压实度控制在98%以上，下面层的压实度控制在97%以上，并确保现场孔隙率低于8%。第二，提升沥青混凝土的均匀性。水破坏产生的位置一般是随机分布的，有的路段会出现较多的孔隙，有的路段则较少。出现这些现象的原因是混凝土表面不均匀。为此，相关人员需要强化对整个工程施工过程的控制，具体包含施工原材料的购买、堆放、拌和、保温、装卸、摊铺等。

3 路面松散

（1）沥青混凝土路面松散的成因。松散是沥青混凝土表面层中集料颗粒从表面向下不断脱落的过程。出现松散的原因是集料颗粒和裹覆沥青之间失去了彼此的黏结力。另外，以下几个方面的原因也会引发松散现象：①集料的颗粒被粉尘包裹，导致沥青黏结在粉尘上，而不是黏结在集料颗粒上。粉尘上的摩擦力会磨平沥青膜，最终导致集料颗粒脱落。②在离析操作时缺乏大量的细集料，经历一段时间之后沥青会出现老化，老化的沥青剥落，和集料之间的黏结力也会降低。③沥青混凝土的密实度不够，使得集料很容易从混合料中脱落。

（2）沥青混凝土路面松散的预防措施。①在沥青混凝土路面施工过程中需要科学合理地选择原材料，尤其需要严格控制细料中的泥沙含量和矿物粉含量，通过严格把控这些材料的配比来提升沥青混合料的总体黏结力。②在施工过程中严格控制整个工程的施工温度和沥青混凝土路面的压实程度，从而有效避免因为温度较高而引发的沥青老化现象，降低沥青混合料和矿料的黏结性，避免因为温度较低所引起的混凝土压实困难、内部混合料孔隙率较大问题的发生。③严格控制沥青混合料的均衡性，避免出现沥青混合料的离析现象。

4 路面泛油

（1）沥青混凝土路面泛油的成因。泛油主要是指沥青从混凝土土层的内部、下部逐渐向上部移动，在移动的过程中会在表面出现较多的沥青，并伴随出现泛油现象。新建设完成的沥青混凝土路面在迎来第一个高温环境和大量车载压力的情况下会导致沥青从混凝土土层的内部、下部向上部移动，引发泛油现象。追根究底，导致泛油出现的本质原因是沥青用料过大，而导致沥青使用量过大的原因包含以下几种：①沥青混合料的综合配比不合理。现阶段，在配置沥青混凝土材料时会应用马歇尔试验的方式，而从最开始这个试验的操作条件来看，选定室内压实功需要确保室内产生的密度小于使用过程中所需达到的最终密度，因此往往会应用较多的沥青材料。但是，现阶段受多种因素的影响，室内试验得到的密度低于实际使用过程中所需得到的密度，最终使得现场施工所应用的沥青材料增多。②施工过程中控制不严格。一些施工单位在生产的过程中随意配比沥青混凝土材料，最终导致配合料的质量达不到施工要求。③一些施工单位习惯性地使用沥青量较大的混合料，错误地认为沥青量越大沥青混合料的黏结力越大。但是从实际施工操作结果来看，过多地使用沥青料会让沥青膜变得稀薄。

（2）沥青混凝土路面泛油的预防对策。泛油是沥青使用量过大所导致的问题，为此，在沥青混合料配比和设计的过程中需要施工人员严格按照试验规程来合理配比材料，并在实际施工过程中严格按照工程师批准的要求进行必要的配合比试验，不能随意改变材料的总体配合比。

5 路面推移

（1）沥青混凝土路面推移发生的成因。沥青混凝土路面推移产生一般和基层施工质量、透油层洒布数量、超载车辆比重、沥青混合料的配比等存在密切的关联。同时，在沥青混凝土路面铺设之前，如果沥青基层表面没有清理干净，加上透油层的洒布不均匀等都会导致沥青面层和基层的黏结不良。在沥青混凝土路面建设完成之后，经过大批量车辆的运载会使得本来就和基层黏结不良的施工路面接缝发生推移。随着时间的增长，这种推移现象会变得更加严重，在轮迹的两边甚至还会起包，产生比较严重的施工裂缝。

（2）沥青混凝土路面推移的预防对策。①提升路面基层的施工质量。提升基层路面的平整程度，在某种情况下能够减少公路路面的施工病害。在沥青面层铺筑操作之前还需要额外注意透油层洒布的安排，在透层油洒布操作之前施工人员需要仔细清扫基层表面的浮土和杂物，并在具体施工时确保透油层洒布的均匀性和平整性，强化基层和面层之间的黏结力。②控制车辆超载现象。近几年，车辆超载现象不断增多，在超载的影响下路面很容易出现推移问题。因此，在车辆运行的过程中施工人员需要严格控制车辆超载现象的发生。