瀝青路面病害:現(xiàn)象、原因分析及處治
2015-07-27
瀝青路面的常見病害主要有裂縫、網(wǎng)裂、松散、坑槽、沉陷、翻漿等，應(yīng)根據(jù)各種病害產(chǎn)生的原因、路面結(jié)構(gòu)類型、維護(hù)季節(jié)的氣候特點(diǎn)等情況，采取相應(yīng)的維修措施。
1.病害的現(xiàn)象及原因分析
1.1裂縫
瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種?？v向裂縫的產(chǎn)生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的，特別是在舊路基拓寬地段，由于土質(zhì)臺(tái)階處理不規(guī)范、分層填筑厚度及壓實(shí)度控制不嚴(yán)，尤其在有表面水滲入的情況下，這些地段往往是縱向裂縫的高發(fā)區(qū)。橫向裂縫的產(chǎn)生往往是由于溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸，并隨著時(shí)間增長(zhǎng)造成瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低，溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會(huì)產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變，同時(shí)引起裂縫兩側(cè)產(chǎn)生新裂縫甚至碎裂破壞。
1.2水破壞
水破壞產(chǎn)生的主要原因就是因?yàn)榉e水滲透到了路面結(jié)構(gòu)層而造成的一種病害。水破壞病害是瀝青路面病害當(dāng)中危害最大的，水破壞的主要表現(xiàn)形式有網(wǎng)裂、坑洞等等。產(chǎn)生水破壞的現(xiàn)象很大一部分原因都是因?yàn)樵诠こ淌┕み^程當(dāng)中瀝青混凝土的配比不合理、瀝青混合料攪拌不均勻、混合料碾壓不到位等等從而導(dǎo)致了瀝青路面出現(xiàn)了比較多的空隙，從而發(fā)生水破壞的嚴(yán)敢病害。
因?yàn)樵跒r青混凝土表層的下部和下層的交界面存在著滲水，同時(shí)在路面行車的載壓作用之下，瀝青膜就會(huì)開始慢慢的脫落，井且慢慢的向上延伸，隨著時(shí)間的推移，碎石上瀝青開始剝落，造成路面強(qiáng)度降低形成網(wǎng)裂和形變。尤其是在下雨的過程當(dāng)中或者雨后路面行車載荷的作用之下，網(wǎng)裂路面會(huì)慢慢的松散，松散的瀝青路面的石料在行車的作用力之下，就會(huì)慢慢的被甩出，形成坑洞。形成坑洞的高發(fā)區(qū)往往位于那些瀝青混凝土不均勻和空隙率比較大的地段，如果沒有及時(shí)的進(jìn)行修復(fù)，則會(huì)造成瀝青路面的大面積損壞。
同時(shí)混合料表層的細(xì)料在高壓水及其行車載荷的作用下形成灰漿.灰漿會(huì)通過橫、縱向裂縫、網(wǎng)裂等到達(dá)路面形成卿漿。灰漿形成得愈多，形成的裂縫危害就愈大，即使形成的灰漿不多，也會(huì)使路面形成網(wǎng)裂或者形變的病害。有灰漿卿出的地方往往很快就會(huì)形成網(wǎng)裂或形變的病害.慢慢形成一個(gè)惡性的循環(huán)，使路面形成嚴(yán)市的危害并且給路而的行駛安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。
路面的積水要是不能及時(shí)的排除從而滲透到瀝青表層，導(dǎo)致瀝青和碎石之間的枯結(jié)力就會(huì)減小，在過往車輛的不斷碾壓之下，堆積在瀝青混凝土表層下方的積水會(huì)使裹覆在碎石等一些粗集料周圍的瀝青膜慢慢的脫落，隨著時(shí)間的推移就會(huì)造成路面松散的病害現(xiàn)象。同時(shí)，松散的瀝青路面在大載荷行車的碾壓之下就會(huì)形成一條輪跡凹陷，形成轍槽。在降雨的時(shí)候，轍槽里面的積水就會(huì)很難排除，從而造成吏加嚴(yán)重的惡性循環(huán)，水破壞也會(huì)更加的嚴(yán)重。
1.3松散
松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的主要原因?？赡軐?dǎo)致松散的情況還有：（1）集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹，使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上，而不是粘結(jié)在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。這種情況的產(chǎn)生主要是由于集料含泥量超標(biāo)所造成的。（2）表面離析處往往缺少大部分細(xì)集料，離析面上粗集料與粗集料相接觸，但只有在少數(shù)接觸點(diǎn)瀝青膜與集料粘結(jié)。隨時(shí)間增長(zhǎng)，瀝青會(huì)老化，瀝青膜剝落會(huì)使瀝青與集料的粘結(jié)力減弱，孔隙中的水凍結(jié)會(huì)破壞粘結(jié)力，或足夠大的摩擦力會(huì)破壞離析面上的集料顆粒而產(chǎn)生松散。（3）瀝青混凝土面層要有高密實(shí)度才能保證瀝青混合料的粘聚力，如果混合料密實(shí)度不夠，集料就容易從混合料中脫落而形成局部松散。
1.4泛油
瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部向上移動(dòng)，使表面有過多瀝青的現(xiàn)象稱作泛油。在嚴(yán)重泛油路段，瀝青面層表面發(fā)光發(fā)亮，以摩擦系數(shù)和表面構(gòu)造深度表征的抗滑性能達(dá)不到行車要求時(shí)往往會(huì)造成交通事故。瀝青用量過大是產(chǎn)生瀝青面層泛油的最主要原因。（1）瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的擊實(shí)功不夠。我國(guó)在設(shè)計(jì)瀝青混合料配合比時(shí)通常采用馬歇爾試驗(yàn)方法。當(dāng)初在開發(fā)和確定馬歇爾試驗(yàn)方法時(shí)，選定室內(nèi)試驗(yàn)的壓實(shí)功是要使室內(nèi)產(chǎn)生的密度等于路面在行車荷載作用下最終達(dá)到的密度。如果室內(nèi)所用擊實(shí)功產(chǎn)生的密度小于使用過程中所達(dá)到的最終密度，所選定的瀝青用量就會(huì)偏多，但目前由于各種原因室內(nèi)試驗(yàn)所得到的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于使用過程中所達(dá)到的最終密度，這使現(xiàn)場(chǎng)施工中產(chǎn)生瀝青用量過大不足為奇。（2）施工控制不嚴(yán)和管理不善。有些施工單位在生產(chǎn)過程中私自改變配合比、瀝青混合料拌合不均都是造成瀝青混凝土路面局部瀝青用量偏大的主觀原因。（3）少數(shù)施工單位習(xí)慣于使用瀝青用量過大的混合料。有些人認(rèn)為瀝青用量越大，裹覆礦料的瀝青膜越厚，瀝青混合料的粘結(jié)力就越大。但實(shí)際情況恰恰相反，包覆礦料的瀝青膜越薄，瀝青混合料的粘結(jié)力就越大。
1.5車轍和推移
推移的產(chǎn)生一般與基層施工質(zhì)量、透油層灑布質(zhì)量、超載車輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關(guān)。在瀝青混凝土路面鋪筑前，由于基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均等都會(huì)容易造成瀝青面層和基層粘結(jié)不良。瀝青面層建成運(yùn)營(yíng)后在大量行車荷載（超載車輛）作用下，由于與基層粘結(jié)不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產(chǎn)生推移，隨著時(shí)間增長(zhǎng)，輪跡帶兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生壅包，甚至?xí)霈F(xiàn)由于推移而造成的嚴(yán)重裂縫。在基層平整度較差、面層厚度較薄的地段往往由于施工質(zhì)量等原因，基層不平整會(huì)反映到瀝青路面上，車輛荷載作用下面層不平整會(huì)愈加明顯，形成波浪。 2．病害處治方法
瀝青混凝土路面早期病害不能徹底消除，但是可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量等措施去預(yù)防，將其危害降到最低，從而延長(zhǎng)瀝青混凝土路面的使用壽命。
2.1裂縫
（1）對(duì)于由基層開裂引起的反射裂縫及由瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫，如縫寬較小可不予處理；如寬度達(dá)3mm以上，可將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹凈塵土后，采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵；如縫寬在5mm以上，可將縫口雜物清除，或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈，采用砂粒式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料填充搗實(shí)，并用烙鐵封口。（2）對(duì)于由地基沉降引起的橫向裂縫，如出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的，則需沿橫縫兩側(cè)各50-100cm范圍開槽，挖除上面層，先將裂縫填實(shí)，然后沿橫縫加鋪玻璃格柵，重新攤鋪上面層。（3）對(duì)于縫寬小于5mm的縱向裂縫。對(duì)于縱縫進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)啃邊、錯(cuò)臺(tái)且裂縫寬大于5mm，則需銑刨上面層（如縱縫為直線型可僅銑刨行車道或緊急停車帶，如縱縫為圓弧型需銑刨行車道及緊急停車帶）和中面層（銑刨寬度為裂縫兩側(cè)各1m），并對(duì)裂縫、先行填實(shí)，沿縱縫鋪設(shè)玻璃格柵，攤鋪中面層，然后在中面層上沿縱向每隔5m設(shè)寬為1.2m的玻璃格柵，最后再攤鋪上面層。（4）對(duì)于尚未穩(wěn)定的縱向裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫成因，采取排水、邊坡加固等配套措施，以加快裂縫的穩(wěn)定。
2.2水破壞
（1）選擇合適的混凝土類型。瀝青面層各層應(yīng)盡量使用空隙率≯5%的密實(shí)型瀝青混凝土。從當(dāng)前的技術(shù)水平看，密實(shí)式粗集料斷級(jí)配瀝青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明顯優(yōu)于連續(xù)級(jí)配瀝青混凝土（如AC—16Ⅰ、AC—20Ⅰ、AC—25Ⅰ）的高溫抗永久形變能力，用前者作為表面層時(shí)，還具有良好的抗滑性能。（2）使用優(yōu)質(zhì)瀝青及抗剝落劑以增強(qiáng)瀝青與碎石的粘附性。一般情況下，酸性石料（花崗巖、玄武巖等）與瀝青的粘附性較差，所以在高等級(jí)公路中，宜使用針入度較小的瀝青并采用抗剝落劑。嚴(yán)格控制細(xì)集料含泥量也是提高瀝青與碎石的粘附性的有力措施。（3）提高施工質(zhì)量。施工前原材料的選用必須規(guī)格、均勻、合理，配合比設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密。在施工過程中必須注意瀝青混凝土拌合的均勻性，防止粗細(xì)集料離析。嚴(yán)格控制瀝青混合料拌合溫度、出場(chǎng)溫度及碾壓溫度，混合料拌合溫度過高會(huì)容易造成瀝青老化，與集料的粘附性也會(huì)明顯降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成面層局部色澤不一致等現(xiàn)象。（4）嚴(yán)格控制超載車輛。公路管理部門應(yīng)該按照《公路法》及交通部《超限運(yùn)輸車輛行駛公路規(guī)定》的要求對(duì)超載車輛進(jìn)行強(qiáng)制卸載，并在入口處設(shè)卡不得讓超載車輛進(jìn)入高速公路。（5）優(yōu)化設(shè)計(jì)。瀝青面層層間應(yīng)使用防水材料，無論是何種瀝青混合料，必然有一定的空隙率存在，就會(huì)遭受一定的水破壞。在瀝青面層表面涂上防水材料，形成一種不透水的薄膜封層，能使瀝青面層中因降雨而聚集的水大大減少。
2.3松散
?。?）選用合格的原材料，特別嚴(yán)格控制細(xì)集料含泥量及礦粉摻量以增強(qiáng)瀝青混合料的粘結(jié)力。（2）嚴(yán)格控制施工溫度及壓實(shí)效果。瀝青混合料施工溫度過高會(huì)導(dǎo)致瀝青老化，降低與礦料的粘附性；溫度過低會(huì)導(dǎo)致混合料壓實(shí)困難，造成混合料內(nèi)部空隙率過大。（3）嚴(yán)格控制瀝青混合料均勻性，防止混合料離析。
2.4泛油
?。?）對(duì)于路表輕微泛油，表面石子仍外露的路段，可不作處理。（2）對(duì)于因局部施工質(zhì)量差引起水損壞且出現(xiàn)坑槽等破壞的，宜按坑槽修補(bǔ)方法處治。（3）對(duì)于大段泛油嚴(yán)重，摩擦系數(shù)降低較多，影響行車安全的，可采用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。
2.5車轍和推移
（1）對(duì)于連續(xù)長(zhǎng)度不超過30m、轍槽深度小于8mm、行車有小擺動(dòng)感覺的，可通過對(duì)路面烘烤、耙松、添加適當(dāng)新料后壓實(shí)即可。（2）對(duì)于連續(xù)長(zhǎng)度超過30m、轍槽深度大于8mm、行車擺動(dòng)運(yùn)且跳動(dòng)感明顯的，應(yīng)采取銑刨路面上面層或中上面層、重新攤鋪面層的方法。（3）對(duì)于車轍深度大于2cm、行車嚴(yán)重顛簸的，應(yīng)采取銑刨中上面層或全部面層、重新攤鋪面層的方法。（4）對(duì)于因基層施工質(zhì)量差引起的車轍、推移，在重新攤鋪面層前應(yīng)先行處理好軟弱基層。
綜上，瀝青混凝土路面早期病害的產(chǎn)生有多方面的因素，有設(shè)計(jì)方面的原因，也有施工方面的原因。鑒于目前瀝青混凝土路面病害早期化的特點(diǎn)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，更為重要的是應(yīng)該加強(qiáng)施工管理、提高現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，延長(zhǎng)使用壽命，提高投資效益。
