淺談瀝青路面早期病害原因及防治措施
2015-07-06
近年來，隨著國家對公路建設(shè)投資力度的加大，公路丁程建設(shè)進(jìn)展迅速。但是，公路建成并投入運(yùn)營后，瀝青路面早期病害也越來越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。
瀝青路面的早期病害有泛油、波浪、擁包、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等，這些病害對公路的正常使用有嚴(yán)重影響。雖然造成瀝青路面病害的原因很多，�綜合起來主要有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制、投入運(yùn)營后超載車輛管理等幾方面。
1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
1.1瀝青面層結(jié)構(gòu)選用及混合料類型選擇
瀝青面層結(jié)構(gòu)選用及混合料類型選擇是決定路面質(zhì)量的關(guān)鍵。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50－2006)，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足不滲雨水的要求。因此，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混凝土，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒瀝青混凝土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，防止雨水滲入基層。
路面厚度設(shè)計(jì)的依據(jù)是設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次。設(shè)計(jì)單位為了計(jì)算方便，一般將設(shè)計(jì)公路的交通量劃分為一定車型的標(biāo)準(zhǔn)車交通量與另一定型的非標(biāo)準(zhǔn)車交通量，然后將確定車型的非標(biāo)準(zhǔn)車的軸次，換算成標(biāo)準(zhǔn)車軸載的當(dāng)量軸次，最后用設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次，計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。
經(jīng)大量觀察發(fā)現(xiàn)，公路建成投入運(yùn)營后，車輛實(shí)際軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)軸載(貨運(yùn)車輛絕大多數(shù)為超載運(yùn)輸)。而由當(dāng)量軸次的計(jì)算公式知，當(dāng)量軸次與軸載的4.35次方成正比。由此得知，路面實(shí)際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為設(shè)計(jì)依據(jù)的設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次，即現(xiàn)階段新建公路路面在短期內(nèi)(如1年～2年)就已達(dá)到設(shè)計(jì)年限的累計(jì)當(dāng)量軸次。這是造成路面早期破壞的重要原因之一。
1.2瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)
瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過4個(gè)階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證和試拌試鋪階段，各階段都要達(dá)到預(yù)期的目的。施工時(shí)，有的單位壓縮2個(gè)～3個(gè)階段，有的直接憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，從而導(dǎo)致瀝青混合料質(zhì)量低。另一方面，許多地區(qū)由于公路建設(shè)丁期較短、標(biāo)價(jià)偏低、碎石料場不規(guī)范、料場分散、設(shè)備落后、管理較亂、材料的均質(zhì)性、質(zhì)量穩(wěn)定性均較差。雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析，并在施工過程中也檢測并調(diào)整了配合比，但由于準(zhǔn)確性差，油石比、級配都在變化，導(dǎo)致路面巾現(xiàn)早期病害。
2 現(xiàn)場施工質(zhì)量控制問題
路面施下過程是面層質(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、基層施工及相關(guān)聯(lián)結(jié)層施工。
2.1面層施工質(zhì)量控制
如瀝青混合料的配合比控制不好，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)，會(huì)使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等，施丁機(jī)械設(shè)備陳舊、不配套，會(huì)使計(jì)量、拌和均勻性、壓實(shí)度、平整度等受到影響。在現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)對瀝青混合料的溫度控制。規(guī)范要求瀝青混合料拌和出廠溫度應(yīng)在120℃～165℃之間，而實(shí)際上是時(shí)高時(shí)低，很不穩(wěn)定，有時(shí)瀝青混合料運(yùn)到下地后還將近180℃，而有時(shí)又不足110℃。溫度過高可能導(dǎo)致瀝青老化，黏性降低使瀝青混合料松散；溫度過低，則瀝青混合料拌和不勻，出現(xiàn)花白料，影響級配，碾壓溫度過高，混合料就不能壓實(shí)，還會(huì)出現(xiàn)推移，發(fā)生微裂，壓實(shí)度難以達(dá)到規(guī)范要求。
2.2施工過程中的路面污染
目前，許多公路投標(biāo)項(xiàng)目劃分太細(xì)，路基、橋涵、路面、交通丁程施丁都嚴(yán)重影響路面平整度。同一路段上施丁單位較多，加上丁期較緊。平行作業(yè)，相互影響。如在高速公路施丁中，攤鋪瀝青混合料底面層和中面層時(shí)，路基施丁單位要刷邊坡、挖邊溝，其他路段的車輛也要通行，導(dǎo)致路面污染嚴(yán)重，層與層之間的黏結(jié)受到影響。特別是當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)，在車輛高速行駛荷載作用下，瀝青路面產(chǎn)生脫落、推擁，出現(xiàn)扭曲裂縫。常見的橋面鋪裝被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(包括交通工程、中央分隔帶、路基填土)的機(jī)械，有些在路面上停留，灑漏柴油使路面污染，嚴(yán)重的還會(huì)造成路面局部松散、剝落。
2.3基層施工
基層是承擔(dān)面層傳遞車輛荷載的主要承重層，基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性直接影響面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?；鶎邮┒〉闹饕獑栴}是基層、底基層表面清除不干凈。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(xì)料變軟被行車擠壓造成高壓水流沖刷成漿，進(jìn)而波及到瀝青面層表面。引起瀝青層產(chǎn)生網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。在最大干密度確定的情況下，基層壓實(shí)度與混合料中粗、細(xì)集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān)。當(dāng)粗粒含量很大時(shí)，即使壓實(shí)度超過100％，也不能確保該基層已經(jīng)密實(shí)。因此，要適當(dāng)增大碾壓噸位。增加碾壓遍數(shù)，確保基層達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。
3 投入運(yùn)營后超載車輛管理不嚴(yán)
目前，對柔性路面，國家設(shè)計(jì)規(guī)范仍然采用彎沉值控制，使用年限采用累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載次數(shù)作為控制指標(biāo)。而對重型車，特別是超重型車輛對路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成的影響卻沒有考慮，也沒有考慮路面承載極限能力。超出極限荷載的行駛將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷，促使路面開裂、推擁，甚至局部下陷。公路管理部門應(yīng)按照國家《公路法》及交通部《超限運(yùn)輸車輛行駛公路規(guī)定》的要求嚴(yán)格控制超載車輛，對超載車輛實(shí)行強(qiáng)制卸載。而目前高等級公路或其他等級的公路，超重型車輛、特重型車輛隨處可見，這對瀝青路面的損害非常大。
4 防治措施
瀝青路面病害的防治首先應(yīng)當(dāng)通過鉆芯取樣試驗(yàn)、檢測彎沉和摩擦系數(shù)、平整度等進(jìn)行分析，對癥下藥，方能收到成效。
4.1病害處理
(1)根據(jù)泛油的輕重程度，鋪撒粗粒礦料。
(2)波浪變形處置較為閑難，輕微波浪可在熱季強(qiáng)行壓平。嚴(yán)重波浪則需用熱拌瀝青混合料填平。
(3)由于所用的瀝青稠度偏低，用量偏多，或因混合料中礦料級配不好，細(xì)料偏多；或因面層較薄，以及面層與基層的黏結(jié)較差，產(chǎn)生推擠、擁包，最好的是鏟子推擠、擁包部分。
(4)對較小的縱縫和橫縫，一般用灌人熱瀝青材料加以封閉處理。對較大的裂縫，則用填塞瀝青石屑混合料的方法處理，對于大面積的龜裂、網(wǎng)裂。通常采用加鋪封層或?yàn)r青表面處治。龜裂、網(wǎng)裂嚴(yán)重的，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或徹底翻修。
(5)坑槽處治的方法是將坑槽范圍挖成矩形，槽壁應(yīng)垂直，在四周涂刷瀝青后，從基層到面層用與原結(jié)構(gòu)相同的材料填補(bǔ)，并夯實(shí)。
(6)對于瀝青路面使用初期出現(xiàn)的松散病害，處治辦法是：基層濕軟，應(yīng)清除松散的瀝青面層后，重新壓實(shí)，待基層干燥后再鋪面層。
(7)對于啃邊病害的處治方法是設(shè)置路緣石，加寬路面，加固路肩。有條件時(shí)可設(shè)法加寬路面基層至面層寬度外20cm～30cm。
4.2限制車輛荷載
瀝青路面采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論設(shè)計(jì)，當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25kN、小于130kN的各級軸載作用次數(shù)，均應(yīng)按規(guī)范公式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ－100的當(dāng)量作用次數(shù)。當(dāng)單軸大于130 kN時(shí)，換算公式不能成立，說明行駛車輛軸載一般要小于130 kN，但與實(shí)際情況不相匹配?，F(xiàn)在交通部頒布了《超限運(yùn)輸車輛行駛公路管理規(guī)定》。對超限車輛運(yùn)輸進(jìn)行限制，這將使瀝青路面的使用壽命得到延長。
4.3采用新技術(shù)
采用和探索先進(jìn)的材料和施工工藝，將會(huì)更好地提高瀝青路面的使用性能。其途徑一是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料；二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。
5 結(jié)束語
總之，瀝青路面早期病害的產(chǎn)生有各種各樣的因素，無論設(shè)計(jì)方面，還是施工方面都存在缺陷。鑒于目前瀝青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)，延長使用壽命，提高投資效益。
