城市瀝青路面常見病害的成因分析
2015-04-02
近年來，隨著國家對城市道路建設(shè)投資力度的加大，我國的市政道路工程建設(shè)十分迅速。但是，隨著道路的建成并投入運營，瀝青路面早期病害現(xiàn)象也越來越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。瀝青路面早期病害的現(xiàn)象有：泛油、波浪、壅包、滑溜、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等九種。這些病害極具普遍性和嚴重性，對新建道路的正常使用形成了嚴重的威脅。雖然造成瀝青路面病害的因素很多，但綜合起來主要有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計問題、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制、投入運營后超載車輛管理不嚴等幾個方面。本文就結(jié)合實踐經(jīng)驗就這些成因進行分析，以供參考。
一、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
1．瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇
瀝青面層結(jié)構(gòu)選用以及混合料類型的選擇是個很關(guān)鍵的問題，根據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級配混合料，盡量采用小粒徑瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲入。
路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次，設(shè)計單位為了計算方便，一般將設(shè)計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量與另一定型的非標準車交通量，然后將確定車型的非標準車的軸次，換算成標準車軸載的當量軸次，最后用設(shè)計年限內(nèi)的當量軸次，計算路面設(shè)計彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。經(jīng)過大量的觀察認為：在非標準車向標準車軸載換算過程中，實際上不管是按標準車的軸載還是非標準車的軸載，尤其是非標準車的軸載，車輛的實際軸載遠大于設(shè)計軸載（貨運車輛絕大多數(shù)為超載運輸），而由當量軸次的計算公式知，當量軸次與軸載比的4.35次方成正比例。由此得知設(shè)計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期破壞情況較多的癥結(jié)之一所在——部分路段在短期內(nèi)（如2-3年）已達到設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次。
2．瀝青混合料配合比設(shè)計
瀝青混合料配合比設(shè)計也是關(guān)鍵問題，瀝青混合料配合比設(shè)計按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過四個階段，即目標配合比設(shè)計階段，生產(chǎn)配合比設(shè)計階段，生產(chǎn)配合比驗證階段和試拌試鋪階段，各階段要達到的目的都有明確的要求。在施工時，有的單位壓縮兩至三個階段，有的干脆憑經(jīng)驗進行施工，因此，從理論和實踐來講存在較大的偏差，從而導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)在質(zhì)量存在先天不足，另一方面由于目前國家現(xiàn)狀所致，市政道路建設(shè)工期較短，碎石料場不規(guī)范，大多地材都由個體企業(yè)承擔，料場分散，設(shè)備落后，材料的均質(zhì)性，穩(wěn)定性均有較大的差別，雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析符合要求，在施工過程中也檢測并予調(diào)整配合比，但由于變化大，差異性大不可能做到十分準確，油石比級配都在變化，這是導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見病害的原因之一。
二、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制問題
路面施工過程是其質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直接影響面層質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身的施工、基礎(chǔ)施工及相關(guān)聯(lián)工序。
1．對原材料檢驗不嚴
對瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準，使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等；工機械設(shè)備陳舊、不配套，使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實度、平整度等受到很大影響；瀝青混合料拌合溫度的控制，從規(guī)范角度控制比較嚴格，對石油瀝青拌合出廠溫度要求在140～176℃，而實際上有些施工單位在拌合溫度控制方面不是那么嚴格，時高時低很不穩(wěn)定，有的瀝青砼拉到工地溫度降到近80℃，而有時不足110℃，溫度過高可能導(dǎo)致瀝青變質(zhì)，沒有粘性使瀝青混合料松散，溫度過低，瀝青混合料拌合不勻，影響級配。造成溫度過高的原因有兩種情況：一是瀝青混合料出廠溫度超過規(guī)范規(guī)定的上限值；二是瀝青混合料出廠溫度雖然在規(guī)定的范圍內(nèi)，但接近高限，如果運距較短，攤鋪碾壓又很及時，就會使碾壓溫度超過規(guī)范高限。如果碾壓溫度過高，混合料就壓不實，就會出現(xiàn)推移，發(fā)生微裂。使用落后的攤鋪機攤鋪路面對路面影響也較大，縱橫接縫處理問題也較多，特別是碾壓受到限制，不容易控制在規(guī)范要求的碾壓溫度內(nèi)完成全部碾壓工序，瀝青混合料壓實度難以達到。
2．施工過程中的路面污染
當前許多市政工程項目如路基橋涵、路面、排水、各種管線工程交叉施工，都嚴重影響平整度，在同一路段上施工單位較多，加上工期較緊，平行作業(yè)，相互影響，如在道路工程中瀝青混合料攤鋪底面層時，其他施工單位或施工工序要繼續(xù)進行，部分路段的車輛也要通行,導(dǎo)致路面污染嚴重,從而使路面上層鋪設(shè)，層與層之間的粘結(jié)受到影響，特別是當瀝青面層較薄時，在車輛高速行駛荷載作用下，瀝青路面產(chǎn)生脫落，推擁、扭曲裂縫，我們經(jīng)常見的橋面鋪裝被拉開、拉裂就是這方面原因所致。此外，路面鋪設(shè)完后其他作業(yè)工序的機械，包括人行道工程、綠化工程、路燈工程等有些機械在上面停留漏柴油使路面污染,嚴重的地方,造成路面局部松散、剝落。
3．基層施工
基層是承擔面層傳遞的車輛荷載的主要承重層，基層的強度及穩(wěn)定直接關(guān)系面層的強度和穩(wěn)定性?；鶎邮┕さ闹饕獑栴}：基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前，若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈，在雨水作用下，浮層細料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿，進而波及到瀝青面層表面； 基層松鋪系數(shù)（或基層標高）控制不嚴而導(dǎo)致的二次補加層，因二次補加層與下層基層無法緊密連接，自身厚度又較小，因而極易松散，進而引起瀝青層的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。部分基層壓實度不足的問題。在最大干密度確定的情況下，基層的壓實度與混合料中粗、細集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān)，當粗粒含量很大時，即使壓實度超過100%，并不表示該基層已經(jīng)密實，因此，要適當增大碾壓噸位、增加碾壓遍數(shù)，確?；鶎拥揭?guī)定壓實密度。
三、投入運營后超載車輛管理不嚴
目前，柔性路面國家設(shè)計規(guī)范仍然采用彎沉值控制，使用年限采用累計折合成標準荷載次數(shù)作為控制指標，而對重型車，特別是超重型車輛對路面結(jié)構(gòu)強度的影響卻沒有過多過細的理論保證，規(guī)范中的折算系數(shù)并沒有考慮路面承載極限能力，比如一個正常的搬運工他一趟能搬起一包水泥，那么他把一車水泥下完是不會有問題，但是如果一趟讓他搬兩包，那么恐怕會將身體壓垮，身體一旦嚴重受傷，那么肯定他連一包水泥都搬不起，對于道路而言也應(yīng)該是同樣的道理，一旦超出極限荷載的行駛將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴重損傷。促使路面開裂、推擁，甚至局部下陷，導(dǎo)致路面破壞。而目前市政道路上或其它等級的公路上，超重型車輛，特重型車輛隨處可見，因此對瀝青路面的損害是非常大的。
四、結(jié)束語
總之，瀝青混凝土路面常見病害的產(chǎn)生有多方面的因素，無論設(shè)計方面、還是施工方面、或是路面形成后的使用、養(yǎng)護和管理等方面都存在一些不足。鑒于目前瀝青路面病害早期化的特點，在優(yōu)化設(shè)計的同時，更為重要的是應(yīng)該加強施工管理、提高現(xiàn)場施工質(zhì)量，規(guī)范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。
