瀝青混凝土公路路面早期病害成因
2015-05-21
一、前言
近年來，瀝青路面因具有表面平整、堅實、無接縫，行車舒適、耐磨、噪聲低，施工期短，養(yǎng)護維修簡便，高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗水損害以及防止雨水滲入基層的功能。并適宜于分期修建,被廣泛應(yīng)用在高速公路建設(shè)中。但隨著交通量不斷增長，很多高速路面呈現(xiàn)一定的早期破壞現(xiàn)象，如坑槽、車轍、擁包、剝落、縱向橫向開裂等。有的高速公路甚至當(dāng)年通車即發(fā)生了病害，正常維修期大大提前，直接影響了車輛的運行，也增大了養(yǎng)護管理資金的投入。本文從設(shè)計，施工，運營幾方面分析常見病害的幾點原因。
二、高速公路瀝青混凝土路面常見早期病害形成的幾點原因
1、設(shè)計原因
由于我國的高速公路起步較晚，但發(fā)展速度極快，設(shè)計工作的相對滯后是導(dǎo)致我國高速公路瀝青路面在運營期間出現(xiàn)早期破壞的原因之一。要完成一個路面工程設(shè)計，必須采集大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括交通量、軸載組成、原材料品質(zhì)、混合料性能、高低溫、降雨、土質(zhì)、地質(zhì)條件等。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的一個必要條件是上述各種輸入數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確。大量瀝青路面使用經(jīng)驗證明，由于交通量預(yù)測偏差、不良地質(zhì)條件判斷不準(zhǔn)確、建筑材料品質(zhì)變異性較大等原因，往往造成同一條公路的不同路段路面結(jié)構(gòu)的承載能力出現(xiàn)較大差異，個別路段通車后很快出現(xiàn)病害現(xiàn)象。路面設(shè)計的另一個非常重要的內(nèi)容是結(jié)構(gòu)層混合料設(shè)計，但在實踐中還沒有得到足夠的重視。即使在高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計單位真正通過室內(nèi)外材料試驗確定材料設(shè)計參數(shù)的很少，多數(shù)采用了規(guī)范推薦取值范圍的中值進行設(shè)計。事實上，不同路段所用石料品質(zhì)、規(guī)格差異很大，所用瀝青、改性瀝青品質(zhì)、指標(biāo)各不相同，簡單套用規(guī)范中值與實際情況相差較大。從目前的調(diào)查情況看，通車高速公路出現(xiàn)的種種病害，由于結(jié)構(gòu)層厚度不足引起的病害所占比例非常小，而因為面層瀝青混合料本身物理、力學(xué)性能缺陷造成的路面病害占了大多數(shù)。
2、 施工原因
從原材料進場到混合料配合比設(shè)計、混合料拌和生產(chǎn)，到最后碾壓成型，涉及材料、試驗、施工工藝等多個環(huán)節(jié)。另外，路面施工的人員、機械設(shè)備的水平高低也在對路面工程質(zhì)量產(chǎn)生著影響，落成高速工程很難與設(shè)計完全相符。由于項目管理分段招標(biāo)，各承包商在施工過程中對施工工藝和質(zhì)量的控制參差不齊，雖然業(yè)主和監(jiān)理管理的要求是一樣的，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也是相同的，但在相同的氣候和交通量的情況下，施工質(zhì)量差的路段很快就會出現(xiàn)病害。
?。?） 材料選?。簽榱诉_(dá)到指標(biāo)，瀝青供應(yīng)商擅自在瀝青中添加某種成分，影響使用壽命；石料選取把關(guān)不嚴(yán)，以次充好，謀取利潤。嚴(yán)重影響路面使用壽命。
?。?） 目標(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比不符。施工單位為節(jié)約某種高價位原材，或更好的達(dá)到規(guī)范規(guī)定的主要檢測數(shù)據(jù)，擅自變動生產(chǎn)配合比，從而降低路面使用壽命。
?。?） 拌合：瀝青混合料加熱溫度過高，瀝青和礦料拌和時，瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化，使路面強度不足，產(chǎn)生松散、坑槽等病害。
?。?） 施工工藝：混合料的拌和、攤鋪和壓實是路面施工的重要環(huán)節(jié)。攤鋪質(zhì)量不好往往伴隨著裂縫、車轍等病害的發(fā)生。攤鋪過程中除嚴(yán)格按《路面施工規(guī)范》要求施工外，還應(yīng)著重控制攤鋪溫度、供料速度與前進速度相協(xié)調(diào)、防止大料滾動離析等環(huán)節(jié)。碾壓過程應(yīng)遵循少量噴水，保持高溫，梯形迭進的原則。決不能片面追求平整度，進行低溫碾壓，降低壓實度標(biāo)準(zhǔn)；低溫碾壓易造成空隙率過大，壓實度不足，使路面滲水，瀝青混合料產(chǎn)生水損壞的可能性最大。如果瀝青路面壓實度不夠，雨后在飽水狀態(tài)下承受行車荷載和動水壓力的反復(fù)作用，瀝青與石料逐漸剝離，容易造成松散，坑槽。過度碾壓易造成構(gòu)造深度偏小，甚至出現(xiàn)泛油病害，影響行車安全。碾壓過程要及時、迅速，并要保持碾壓要求。絕對不允許壓路機中途急停、轉(zhuǎn)向，一面發(fā)生推擠、擁包現(xiàn)象，從而影響平整度。
?。?） 路基處理不當(dāng)：有些高速公路早期破壞與路基施工質(zhì)量有關(guān)，特別是軟土地區(qū)。路基軟土地基不穩(wěn)定、地基換填或擠淤處理不徹底、路基填筑壓實度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均勻沉降等都會導(dǎo)致路面的早期破壞。究其原因，大部分與施工工期短、施工單位為趕工程進度有關(guān)。
?。?） 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(xì)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。
3、 高速公路落成，運營中的破壞
路面建成通車后，與車輛、氣候環(huán)境和路基又構(gòu)成了一個新的相互作用系統(tǒng)。行車荷載是造成路面車轍最主要的原因之一。特別是超重嚴(yán)重的車輛，使瀝青層產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的超負(fù)荷剪力變形。另外，行駛車輛漏油，交通事故燃油泄漏，千斤頂?shù)氖褂?，也會對路面造成破產(chǎn)生，就會迅速壞。而且一旦有破壞向周圍擴散，若養(yǎng)護工作不及時，很可能造成更大的破壞。另外有些養(yǎng)護人員，在瀝于混凝土路面上采取人工噴油（或灑布機噴油）、人工灑料方法進行養(yǎng)護，結(jié)果破壞了原路面的平整度，甚至由于噴油不夠，用油量控制不平，造成泛油、推擁、松散等病害。
三、結(jié)束語
從上面的分析可以看出，路面工程是一個系統(tǒng)工程，其病害形成原因往往不是某一個單一因素作用的結(jié)果。因此，要準(zhǔn)確分析路面病害問題的成因，選擇合理的處治對策和預(yù)防措施，可以延長路面的使用壽命。高速公路瀝青路面出現(xiàn)的一些病害是制約高速公路路面質(zhì)量進一步提高的主要問題，因此客觀、全面、科學(xué)分析病害現(xiàn)象的成因，研究解決的措施將對今后高速公路瀝青路面的設(shè)計、施工和使用具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。
