瀝青路面病害成因分析
2015-06-11
一、瀝青面層結(jié)構(gòu)類型選用不當(dāng)、瀝青混合料級配不合理
瀝青路面除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足防止雨水下滲等要求，所以盡量采用小粒徑瀝青混凝土，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粒式瀝青混凝土或開級配、半開級配瀝青混合料的路面面層，必須在上面層下設(shè)下封層，防止路面水滲入。在2000年以前，寧夏大多公路（高速公路除外）路面面層都采用瀝青上拌下貫式或瀝青表處。由于這兩種結(jié)構(gòu)孔隙較大，路面水容易滲入到碎石層中，使瀝青與礦料的粘結(jié)力降低，促使瀝青從礦料上剝落。這樣，路面在行車荷載作用上產(chǎn)生了擁包、坑槽、松散、龜裂、翻漿等病害。近幾年養(yǎng)護(hù)單位杜絕采用貫入式處治路面病害，提倡采用拌和法。但是在利用拌和法處治路面病害時，多數(shù)情況下施工人員憑經(jīng)驗，不注意混合料級配設(shè)計或采用開級配、半開級配，盲目修補(bǔ)，壓實度有難以達(dá)到要求，經(jīng)常出現(xiàn)前補(bǔ)后壞的現(xiàn)象。
二、基層結(jié)構(gòu)形式和基層材料選用不當(dāng)
根據(jù)規(guī)范要求，高級路面基層雖然可采用高強(qiáng)、少裂、穩(wěn)定性（含水穩(wěn)定性）好的白灰穩(wěn)定粒料類半剛性基層，但是由于這類材料的抗拉強(qiáng)度較低和抗沖刷能力較差，收縮性也較大，冰凍穩(wěn)定性也較差，在過分潮濕情況下難于成型和發(fā)展高的強(qiáng)度，所以不適宜做高級路面的基層（可以做底基層），尤其是潮濕地區(qū)更不能采用。同時集料的級配、強(qiáng)度、酸堿度和塑性指數(shù)等選用不當(dāng)都會影響瀝青路面的使用質(zhì)量。
三、路面施工質(zhì)量控制不嚴(yán)
路面施工過程是整個公路質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，而直接影響質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是基層施工的瀝青面層施工。
(一) 基層施工
基層是承擔(dān)面層傳遞荷載的主要承重層，基層質(zhì)量的好壞，直接影響著瀝青路面的使用質(zhì)量。在施工的各環(huán)節(jié)中，稍有疏忽，就會給瀝青路面的使用質(zhì)量造成隱患。一是在拌和與攤鋪過程中，粗集料離析引起基層材料的不均勻性，從而造成基層強(qiáng)度和穩(wěn)定性的不均勻性。二是選用的基層材料塑性指數(shù)或含泥量偏大，由于水分的進(jìn)入使基層含水量增加，使路面基層處于潮濕或者過濕狀態(tài)，基層強(qiáng)度大幅度降低，從而導(dǎo)致瀝青路面的早期破壞。在陰濕冰凍地區(qū)，危害性更大。三是水泥穩(wěn)定料基層沒有在水泥終凝之前碾壓成型，導(dǎo)致了水泥失效而使基層的強(qiáng)度和剛度達(dá)不到設(shè)計規(guī)范要求。四是壓實度不足。雖然在施工中，嚴(yán)格按最大干密度控制施工壓實度，但是卻忽視了基層的壓實度與混合料中粗細(xì)集料的比例特征，特別是粗集料的比例關(guān)系更大，當(dāng)測點(diǎn)的粗粒料含量偏大時，即使該點(diǎn)的壓實度達(dá)到100%，并不表示該基層已經(jīng)密實，致使瀝青路面產(chǎn)生松散、網(wǎng)裂等病害。
(二)瀝青混合料面層施工
1.壓實度不足，瀝青面層空隙率過大，受水侵入而產(chǎn)生破壞。由瀝青面層本身的原因引起的路面早期破壞有瀝青面層松散、坑槽、泛油、麻面等。實踐表明，瀝青面層破壞的一個很重要的原因是水引起的。瀝青面層中水的來源有地表水和地下水，但主要是地表水滲到瀝青面層中去時，在汽車荷載及溫度變化作用下，瀝青面層產(chǎn)生早期破壞。因此，為了減少水對瀝青路面面層的早期破壞，應(yīng)提高瀝青面層壓實標(biāo)準(zhǔn)。在瀝青混合料中加入抗剝落劑，以防瀝青與石料的剝離。
2.瀝青面層顆粒離析。瀝青面層集料大小顆粒離析致使局部粗集料偏多，集料偏少，不易壓實。導(dǎo)致礦料與瀝青的粘結(jié)力偏小，抗剪強(qiáng)度降低，容易使瀝青路面出現(xiàn)松散。局部集料偏多，粗集料偏少，使瀝青路面熱穩(wěn)定性差，在高溫季節(jié)容易出現(xiàn)車轍，擁包等病害。其主要原因有以下幾個方面：一是集料顆粒組成不均勻。目前寧夏境內(nèi)大部分市縣的瀝青混合料所用集料多取自一些個體小料場，生產(chǎn)的集料規(guī)格不穩(wěn)定，往往一家供不應(yīng)求，需要幾家供料，各家生產(chǎn)規(guī)格又有差異，有時還采用水洗砂進(jìn)行摻配，造成了集料顆粒組成均勻性差。二是礦粉的細(xì)度對瀝青混合料質(zhì)量至關(guān)重要，礦粉粒度小，比表面積大，其比表面在瀝青混合料中約占礦料比表面積的80%。在瀝青混合料中瀝青與礦粉的相互作用影響瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度。據(jù)相關(guān)資料表明，當(dāng)?shù)V粉較目標(biāo)配合比時的礦粉平均粒徑增大一倍時，則礦粉比表面積是原比表面積的1/4。這樣，就會有較多的瀝青不能直接與礦粉表面相互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青，而是形成了較多的自由瀝青，降低了瀝青與礦料之間的粘結(jié)力，高溫季節(jié)在行車荷載的作用下會形成泛油，因此在瀝青紅得發(fā)紫混合料中控制礦粉的質(zhì)量十分重要。三是運(yùn)輸和攤鋪過程中造成粗細(xì)顆粒離析。瀝青混合料從拌和機(jī)向運(yùn)料汽車上放料時，由于落差大，會出現(xiàn)瀝青混合料離析。瀝青混合料從運(yùn)料車上到入攤鋪機(jī)斗時，將會再次出現(xiàn)離析。當(dāng)運(yùn)料汽車倒完一車料開走后，攤鋪機(jī)受料斗兩民辦板上積料含粗集料多，細(xì)集料少，所以受料斗兩民辦板應(yīng)及早翻動，使積存料與較多的混合料混合，減少混合料離析。
四、養(yǎng)護(hù)管理及其他原因
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引起瀝青路面早期破壞的后天原因中最普遍、最主要的原因是超限運(yùn)輸。超限運(yùn)輸也被稱為公路的“超級殺手”。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計表明：核定載重為8噸的車輛，如果每超載1倍的話，則該車輛對路面的作用次數(shù)相當(dāng)于正常裝載車輛的16倍。而且超限車輛的增加對公路路面的破壞程度以幾何級數(shù)增長，使瀝青路面的使用年限縮短50-60%。
（二）排水設(shè)施排水不暢
混合交通量的公路一般都是穿過村鎮(zhèn)，村鎮(zhèn)街道大多排水不暢，每次降雨，都使大量雨水積聚在公路路面及路基范圍內(nèi)，使公路成了排水溝，導(dǎo)致大量水滲入到路面結(jié)構(gòu)層和路基中，使路面結(jié)構(gòu)和路基處于潮濕或過分潮濕狀態(tài)，在行車作用下致使瀝青路面早期破壞。
總之，避免瀝青路面早期破壞的現(xiàn)象，延長瀝青路面使用年限，提高投資效益，需要設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)管理等各方面共同努力，按照行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合公路所處的地理位置、環(huán)境和沿線的水文地質(zhì)及沿線筑路材料情況，嚴(yán)格履行各自職能，以保證公路安全、快捷暢通。
