瀝青路面初期損壞現(xiàn)象在我國是一種多發(fā)、常見的路面病害，在潮濕多雨的南方地區(qū)更為突出，一直以來困擾著我國的道路建設。近年來，隨著交通量、車輛荷載的日益增大以及新建快速路的大量修筑，路面初期損壞又出現(xiàn)了一些新的變化，其突出特點是損壞期提前，通常在建成通車后1年就發(fā)生損壞。本文把這類過早的早期損壞定義為初期損壞，并對其進行了路面實地調查。調查中發(fā)現(xiàn)了一種斑點狀泛油現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)具有越來越普遍的趨勢。對提取芯樣的試驗分析進而揭示了這種新型泛油病害的產生機理和影響因素，包括車輛荷載、路面材料、路表和路面結構內的積水，以及水和高速行車的復合作用等等。
1、路面調查
路面調查為期1年,先后調查了上海市和浙江省的9條瀝青路面，并對部分道路進行了跟蹤觀測。這些道路都地處東南沿海的潮濕多雨地區(qū)，年降水量在1 000 mm以上。道路類型主要包括國道、城市主干道和快速路，通車時間半年至4年不等。路面結構為半剛性基層上鋪筑15 cm瀝青面層,瀝青面層又分為上、中、下3層。瀝青表面層的瀝青混合料類型包括細粒式抗滑磨耗層、SMA以及中粒式普通瀝青混凝土；中面層一般采用中粒式瀝青混凝土或粗粒式瀝青混凝土；下面層一般采用粗粒式瀝青混凝土或粗粒式瀝青碎石。調查的主要內容包括路面損壞現(xiàn)象及其發(fā)展規(guī)律、損壞原因、路面材料性能以及它們之間的關系。調查過程中,首先對全路進行初步踏勘，紀錄發(fā)生路面損壞的位置、類型、損壞區(qū)域和嚴重程度。針對損壞部位，間隔15m連續(xù)鉆取芯樣不少于3只，觀察路面各結構層的狀況，記錄取樣位置、路面狀況，編號后拍攝照片存檔。為了便于比較分析，同時對同一道路的非損壞部位也進行了取樣和觀察。
2、新型泛油病害
通過對多條瀝青快速路的調查，發(fā)現(xiàn)了一些具有明顯不同于以往道路病害的新的損壞現(xiàn)象，新泛油現(xiàn)象就是其中之一。
2·1傳統(tǒng)泛油的表現(xiàn)和肇因
傳統(tǒng)的泛油病害是指，過量的瀝青在高溫作用下膨脹，充滿瀝青混凝土中的空隙后溢出到路表的現(xiàn)象。泛油路段上，路面的表面紋理逐漸被溢出的瀝青填充，直至填滿甚至覆蓋表面集料顆粒，構造深度也隨之逐步喪失。這種傳統(tǒng)的泛油通常整條路段地出現(xiàn)，路表如鏡面光滑，雨天車輛易打滑。
由于設計或施工原因造成的瀝青混凝土配比不當是傳統(tǒng)泛油病害的主要原因。設計空隙率過小和瀝青填隙率過高（存在過量的瀝青）都可能導致泛油，受熱膨脹的瀝青充滿十分局促的空隙后溢出到路表，泛油在所難免?？梢哉f傳統(tǒng)的泛油病害發(fā)生的內因是設計或材料不當，而誘發(fā)的直接外因是高溫。
2·2新泛油現(xiàn)象
不同于傳統(tǒng)的泛油，新泛油病害發(fā)生的范圍僅限于在輪跡帶上，通過觀測發(fā)現(xiàn)其與溫度和交通量無明顯關系。新泛油現(xiàn)象表現(xiàn)為兩種形式，一是點狀的油斑由小到大發(fā)展；另一種是沿輪跡帶分布的帶狀泛油。油斑型泛油發(fā)現(xiàn)于兩條城市快速路上，建成通車僅1年。其面層結構為SMAl6和LKl5型瀝青表面層,中下面層均為LH25和LH35型瀝青混凝土。油斑型泛油的發(fā)展過程中，首先是某段輪跡帶上開始出現(xiàn)小塊油斑，直徑1~2cm左右。當泛油進一步發(fā)展后，輪跡帶上的小塊油斑逐漸增多、增大，油斑的直徑增大到2~5cm不等，繼續(xù)沿輪跡分布。在油斑發(fā)展的最后階段，油斑的直徑、面積和爆發(fā)密度進一步增大，直至各塊油斑逐漸聯(lián)通成片。
帶狀泛油現(xiàn)象是沿輪跡帶分布的，通過仔細觀察和對芯樣的抽提試驗證明，發(fā)生此類泛油的路段瀝青用量正常，不存在過量瀝青。泛油的主要原因在于路面壓實不足或集料質量較差（形狀、紋理）,礦料骨架易在車輛荷載的作用下發(fā)生錯動而擠壓瀝青上泛，
形成泛油。由于這種原因發(fā)生的泛油常伴有車轍變形類病害。造成這種現(xiàn)象的原因除壓實和集料因素外，混合料設計標準相對交通量而言較低可能也是重要因素。
3、試驗分析
為了揭示這種斑狀泛油現(xiàn)象的產生機理和影響因素，本文對損壞位置上所取的芯樣和正常路段的芯樣進行了對比試驗分析,抽提試驗結果如表1所示。
抽提試驗12個樣本的瀝青含量平均值（%）表1
對比泛油路段和正常路段各層次實測瀝青含量可知，兩個路段的面層整體用油量大致相當，而泛油路段的表面層瀝青量升高的同時，中面層的瀝青量卻在下降，由此可以推斷瀝青在面層結構中發(fā)生了自下向上的遷移。
為了說明瀝青在混合料中的遷移現(xiàn)象，可以作一個簡單的估算。正常路段各層次的瀝青含量與設計值相同，所以可以假設混合料的瀝青沒有發(fā)生遷移。與正常路段相比，泛油路段中面層部分瀝青遷移到了表面層。因為中面層厚度為5 cm,所以中面層1·1個百分點的瀝青遷移到表面層后，表面層的瀝青含量為：
5·7+1·1×5÷4=7·075
可見該計算值與實測值吻合得非常好。所以,本實測結果揭示了這種遷移過程。
為了進一步探究這種瀝青遷移的證據，我們將泛油的表面層從中部鋸開分別測定瀝青含量。多個樣本的試驗結果證明上層的平均瀝青含量明顯高于下層（上層為7·5%,下層為6·6%）,也就進一步證明瀝青確實在結構內部發(fā)生了向上遷移，其分布如圖1所示。
圖1瀝青在表面層內的遷移
在油斑處提取的面層芯樣中，無一例外的發(fā)現(xiàn)了瀝青向上遷移的現(xiàn)象,并伴有中、下面層不同程度剝落甚至松散。由此可以推斷結構層內的瀝青總量保持基本不變的情況下，發(fā)生遷移的瀝青是從面層底部的集料表面剝落后向上遷移的，而面層瀝青的剝落必然是水作用的結果。
實際上，路面瀝青混合料經受著遠比想象更為苛刻的水侵蝕，路表積水在高速行車輪胎下產生的動水壓力可以直接貫穿瀝青面層。由圖2可知,動水壓力隨著車速的增加呈幾何級數(shù)增長，當車速為40 km/n時，動水壓為0·06 MPa，而車速提高到80 km/h時的動水壓增大到原來的4倍,達到0·24MPa，足以貫穿瀝青面層的表面空隙；而當車速達120km/h時，動水壓力達0·56MPa，已接近于汽車輪胎的接地壓力，其破壞作用更大。
圖2路表積水在行車輪胎下動水壓力理論計算圖
以前，由于道路等級較低等多方面原因,車輛的速度較低，一般平均時速約為30~50 km/h。隨著近年來高等級道路和城市快速路的大量修筑，行車速度得到顯著提高,達到70~90 km/h。在如此高的車速下的動水壓力也增大到原來的4倍左右,而快速路上采用的開級配抗滑磨耗層本身的空隙率偏大，從而使南方多雨地區(qū)的快速路長期處于高動壓水的沖擊，最終導致水貫穿面層后長期積聚在瀝青層底部。在行車荷載的揉搓作用下，瀝青層底部處于浸泡狀態(tài)的瀝青逐漸剝落成為自由瀝青，在水的作用下被擠壓上泛，并逐漸積存于路表附近形成大塊油斑。所以，大空隙率、高速行車和水的綜合作用是新泛油病害的主要肇因，這種相互作用造成了瀝青、集料粘附性的相對不足。
因此，瀝青與集料的粘附性要求應隨設計空隙率的變化而變化。在混合料設計上對不同空隙率的混合料使用相同的粘附性標準并不十分恰當，對瀝青、集料的粘附性要求應隨混合料設計空隙率的變化而變化?；旌狭系目障堵试酱?，其內部遭受水侵蝕的強度越大，瀝青與集料的粘附性要求應越高，應使用高標準粘附性要求。
4、結論
通過路面調查，一種不同于傳統(tǒng)道路病害的新泛油現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)。它表現(xiàn)為輪跡帶上逐漸增大的斑點狀泛油和帶狀泛油兩種主要形式。跟蹤觀測和取樣分析的結果進一步揭示了其發(fā)展規(guī)律和損壞機理。
大空隙率、高速行車和水的綜合作用是新泛油病害的主要肇因，這種相互作用造成了瀝青、集料粘附性的相對不足。路面積水在高速行駛的汽車輪胎下形成很高的動水壓，這種動水壓隨車速的提高呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長，當車速較高時，所產生的動水壓足以擊穿表面層瀝青混凝土，進入面層底部。所以,對不同空隙率的瀝青混合料應有不同的粘附性要求；在中面層和下面層中，對集料與瀝青的粘附性要求是同樣的，不應有所降低。
路表水侵入面層內部并長期滯留在瀝青層底部，在行車荷載的反復作用和動壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導致面層上部泛油而底部松散，這種瀝青遷移現(xiàn)象是新泛油病害產生和發(fā)展的機理。
