高速公路沥青混凝土路面早期病害成因及防治

黄　梅

摘要：我国高速公路的沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有：裂缝、水破坏、松散、早期车辙、沉陷、坑槽等，对新建公路的正常使用形成了严重的威胁，对公路维护提出了更严峻的挑战。

关键词：高速公路 沥青混凝土 早期病害

0 引言

随着高速公路交通量日益增大，高速公路路面面临着严峻的考验，很多高速公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，主要表现特征为：纵、横向裂缝、水破坏、松散、早期车辙、沉陷、坑槽等现象，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。因此，如何及时治理公路沥青路面的早期病害，是摆在公路建设、养护管理者面前的新课题。下面对沥青路面早期病害产生的原因及防治加以探讨。

1 沥青混凝土路面早期病害成因分析

造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多，但综合起来主要有路面结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等4个方面。

1.1 裂缝 路面裂缝可分为龟裂(网裂)、纵裂缝、横裂缝。①龟裂又称网裂，通常由于路面整体强度不足、基层湿软、稳定性不良等原因引起。沥青路面老化变脆，也会发展成网状裂缝。②纵裂缝通常产生在拓宽的新旧路面交界处或路基半填半挖处，由路面不均匀沉陷引起；③横裂缝通常是由于温度、湿度的变化，路面结构层产生收缩而引起的；半刚性基层的收缩裂缝及其面层的反射裂缝，大多是横向裂缝。

1.2 水损坏 所谓水损坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象，它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水损坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌和不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。形成水损坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大外，还与沥青和碎石间的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。在我国南方潮湿地区，沥青路面的水损坏数量及速度比北方干旱地区严重的多。近年来我国部分高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面，虽然产生水损坏的数量和速度明显改观，但只要混凝土不均匀自由水能够进入并滞留的地方也不同程度的产生了水破坏。

1.3 松散 松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况有：①集料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。②表面离析处往往缺少大部分细集料，离析面上粗集料与粗集料相接触，但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。③沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实度不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。

1.4 沉陷 一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。

1.5 坑槽 坑槽是沥青混凝土路面常见的病害，其产生的原因有：①施工时混合料温度太高，使沥青老化，粘结力降低，脆性增加，在行车载荷作用下易形成坑槽；混合料温度太低，使摊铺不够均匀，压实不充分，导致压实度不够，也易形成坑槽。②路面的下面层标高控制不严，导致沥青上面层结构厚度不够，从而在行车载荷作用下，这部分混合料易被“带走”，形成坑槽。

2 沥青混凝土路面早期病害防治措施

高速公路路面一旦产生早期病害，应采取一定措施进行及时修补，沥青路面病害多种多样，产生原因也非常复杂，因此，要使沥青混凝土路面在使用过程中不发生破坏应从设计、施工和路面维护三个方面着手，只解决一个方面的问题是不够的。

2.1 设计方面 从目前的设计规范来看，在车辆荷载等级换算方面可能有较大的偏差，特别是应考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响，其换算关系不是简单的倍数关系，在这方面应引进部分省市科研机构的科研成果或引进国外科研机构提供的一些参数进行修订。采用新的、规范的配合比设计方法，停止使用Ⅱ型及B型抗滑表层级配，推广采用S型矿料级配。

2.2 施工质量方面 优秀的设计，合理的工期是修筑高质量的基础，而科学施工则是高质量的保证。材料的选配，特别是集料场应固定，选择1～2家能保证施工进度的厂家供料，使材料级配始终处于受控状态，不能偏离级配中线太远。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外，还应增加抗车辙的动稳定度试验，并衡量是否满足规范要求的一个条件，由于我国目前也引进这一指标值，虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究，并出了一些成果，而作为施工企业现在采用并不普及，因此，作为交通行业标准，从立法角度来讲，应尽快推广执行。从施工机具来讲，拌合能力，摊铺机碾压机具必须配套，摊铺机应选择两台前后错开同时施工，而少采用全断面摊铺机，注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。

2.3 路面维护 围绕建设与养护、维修与预防的关系，我们认为，随着路网的不断完善，只有长期保持良好的路面使用性能，公路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益。而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。从这一意义上来说，养护维修实际上是公路建设的一种继续。在路面养护和维修的关系上，长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后，才想起要对它进行维修，而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施，它并不考虑路面是否已经有了某种损坏。预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况，或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用，但它是一种效益比非常良好的养护措施。

2.4 病害处理 在路面已经出现病害时，就要对路面进行及时的处理。在对病害处治之前，要对病害进行实地调查，然后根据病害的类型、面积大小、施工的难易程度、交通流量的大小等确定最佳处治方案，保证养护工作快速、高效、安全。例如，当路面发生裂缝且裂缝较少时，可采用开槽灌缝的方法进行处治，而当裂缝较宽而且分布面积较大时，属于高速公路大修工程，有时甚至整段路面翻修。

3 结束语

总之，路面早期破损已成为沥青混凝土路面的主要危害之一，各级公路管理部门都应引起足够的重视，并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工，有针对性采取一系列预防和改善措施。同时，必须建立健全质量保证体系，从管理部门、设计部门到施工部门，层层重视、层层控制、层层落实。只有这样，才能从根本上减少沥青混凝土路面的早期破损现象的发生，使公路建设质量全面提高，更上新台阶。

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