高速公路沥青路面早期破坏的成因与对策

ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＯＨＮＯＩ　ＯＯＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　工程技术　高速公路沥青路面早期破坏的成因与对策　刘世亮　（宜春市公路管理局　江西宜春　３３６０００）　摘要：本文结合工程实际，阐述了高速公路沥青路面病害的主要种类，从设计．使用的原材料、施工过程的控制等方面对高速　公路沥青路面早期破坏的原因进行了详细的分析，并对高速公路沥青路面早期破损提出了有效的预防措施。　关键词：高速公路　早期破坏成因　对策　中圈分类号：Ｕ４１６，０ｌ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３７９１（２００６）１２（ａ）一００５０—０２　沥青路面具有平整、坚实、无接缝．行　松散、变形及翻浆等各种形式的破损　积指标和混合料的指标的相互匹配与合理性　车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护　２．１设计方面　考虑不足。对混合料配合比设计的科学性、　维修简便等优点，在高速公路中得到广泛应　设计时不能根据实际车辆轴载进行结构　合理性比选不足，使得设计方案不能与施工　用。但由于设计、原材料的质量及施＝＿亡工艺　设计和厚度计算　目前，设计单位在进行路　实际紧密地结合，影响路面的质量，造成路　等方面的原因，近几年全国建成的多条沥青　面设计时，普遍采用项目工程可行性研究时　面早期损坏。　砼高速公路，通车一段时间后都不同程度的　的交通Ｏ　Ｄ调查和远景交通量预测成果，以　２．２施工方面和面层本身　存在路面早期破损的现象。　规范规定的ＢＺＺ—１００进行轴载换算和路面结　２，２，１地基沉降　构厚度计算，而非根据实际轴载进行设计，　高速公路建设中，不可避免地有部分路　１沥青路面病害的主要表现方式　采用的累计轴载数往往比实际低几倍。　段要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地　高速公路沥青路面病害主要表现为纵横　结构设计与材料设计脱节，对车辆轮　基，路基修筑在软土地基上时，对软基的处　向裂缝、唧浆、网裂、沉陷、坑槽、车　压、车速、材料供给、施工水平、自然因　理不彻底，或软基地段处理后沉降没有达至０　辙等。沥青路面的病害多位于桥涵台背回　素等考虑不足，习惯套用标准结构。　基本稳定就修筑沥青路面，往往发生路基失　填、路基高填方处，病害的出现，既影响　对路面受力机理认识缺乏足够认识，偏理　稳或过量沉陷，导致沥青路面早期破坏。　沥青路面的正常使用和行车安全，又增加了　论力学计算，轻定性定量分析。多年来，在路　２．２．２路基的压实　沥青路面的前期养护成本，缩短了路面的使　面结构上，大多采用半刚性基础层结构，其配合　土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的　用寿命。　比设计时水泥含量有的高速公路达到５．５－６．０％，　孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于　基层完工后极易产生裂缝，经一段时间后反　使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土　２沥青路面早期破损的原因　射到面层，造成面层早期损坏。　的密度提高，形成密实整体。最终导致强度　沥青路面的早期破损是指在设计寿命期　在路面方案选择上，对原材料指标、体　增加，稳定性提高。　前１／４～１／３期间内，沥青路面发生开裂、　外加剂的品种很多，功效各异，应该合理　据混凝土的强度等级、耐久性指标及新拌混　控制混凝土构造物实体质量。混凝土外加剂　选择。首先应根据混凝土的强度等级、耐久　凝土工作性要求，在了解混凝土外加剂作用　掺量不匀，尤其是掺量小的（如引气剂）应加密　性指标及新拌混凝土工作性要求；其次在了解　原理基础上，有针对性选择混凝土外加剂，才　混凝土拌合物均质性，拌和物工作性的检验　混凝土外加剂作用原理基础上，有针对性选择　能充分发挥其经济性及技术性优势。　只有保证混凝土外加剂的质量，发挥掺外加剂　混凝土外加剂，才能充分发挥其经济性及技术　３．２合理确定混凝土外加剂的掺量和掺法　混凝土的作用，才能促进混凝土外加剂的应用　性优势。例如提高混凝土抗渗性的外加剂可　混凝土外加剂作为一种产品它的掺量在　与发展　以选择３种，有减水剂、防水剂　嘭胀剂。　产品说明书往往只是一个范围。要科学、正　３．４符合环保原则　选择３种外加剂的哪一种，应首先了解３种混　确地发挥混凝土外加剂的技术性　经济性，　外加剂材料的组成成分有些属工业副产　凝土外加剂的工作原理，防水剂（如乳液）主　必须进行混凝土试配，才能确定混凝士外加剂　品，可能有毒或会污染环境，危害人体健　要是在毛细管内形成一种憎水性高分子膜，从　的掺量，因为混凝士外加剂无论是有机的、　康。因此，严禁选用对人体产生危害　对　而提高了混凝土的抗渗性能。膨胀剂通常是　无机的、还是复合的，它的捧量及掺配效果　环境产生污染的外加剂。　靠硫铝酸钙在水泥水化后生成的Ｃａ（ＯＨ），碱　均与混凝土的组成原材料有关。如水泥品　随着我国建筑工业技术的发展，对我国混　度较高时，转化为高硫型硫铝酸钙即ＡＦｔ，体　种、矿物组成、细度、碱度，混合材料品　凝土强度等级及耐久性能的要求会越来越　积膨胀填充和堵塞混凝土中的毛细孔通道及　种，细度；砂子级配，细度模数，粗骨料品　高。而混凝土强度及耐久性能的提高，离不　孔隙，而提高了混凝土的抗渗性。根据３种混　种、级配情况等等，均影响混凝土９１、加剂的　开混凝土外加剂。因此，不久的将来，我们必　凝土外加剂的作用原理，住选择以满足抗渗指　掺量。外加荆掺入混凝土拌和物中的方法不　将迎来一个外加剂混凝土应用的新时代。　标为目的混凝土外加剂时，应该是有防潮要求　同，有先掺法和后掺法，达到同样效果，后　的，或混凝土强度等级不高，而抗渗等级要求　掺法的掺量往往更小。　参考文献　较高时，应首选防水剂，如果混凝土强度等级　３．３合理检测混凝土外加剂的性能　【ｌ】任平弟．建筑材料．北京：中国铁道出版　不高，抗渗等级也不高时，应选减水剂　当混凝　混凝土外加剂作为一种产品，已经实现了　社．２００４．６．　土强度等级较高（Ｃ　４０以上）时，抗渗等级也较　工业化生产、产品性能比较稳定。产品的检　【２】刘红飞，鞯元海，叶蓓红．建筑外加剂．北　高（Ｐｌ０以上），那么选择减水剂、防水剂、膨　验，应象水泥一样，形成检测体系．而不是像目　京：中国建筑工业出版社．２００６．２．　胀剂都可以。　前我国混凝土外加剂只搞１年或２年１次的产　【３］张守杰，吕丽华，李继深．黑龙江水利科技．　目前混凝土外加剂多向复合型发展，这样　品检测及认证检验，这样不利于保证混凝土外　２００２（３）．　虽扩展了某种外加剂的使用范围，但它的经济　加剂的质量。另外进入施工现场的外加剂应　性及技术特性就不突出。因此选择混凝土外　按施工规范规定严格执行，先做产品的必检和　加剂要兼顾设计要求及经济性要做到这一点，　常规项目，同时加强施工现场掺外加剂混凝土　首先要¨ｒ解混凝土外加剂产品的特性，再根　性能检验。从而保证混凝土拌和物均质性　５０　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＩ　ＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　维普资讯 http://www.cqvip.com

工程技术　２．２．３基层的施工质量　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＯＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＱ　Ｑ：ＯＮ塑　　压碎值和含泥量，同时鹿尽阜降低骨料的含水　量。如果集料呈酸性则应添加一定数量的抗　剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能。　矿粉粗细不均匀，潮湿结团，降低了沥青与　半刚性基层施工材料质量差，基层完工　矿料之间的粘结力，影响路面的成型质量　后没有合理的龄期，随着时间的推移，受干　燥收缩与温度收缩的影响，会产生横向裂　３沥青路面早期破损的预防措施　（３）加强沥青混合料配合比的控制　缝，通车一段时间后反射到面层，使面层出　３．１地基沉降预防措施　沥青混合料集料的筛分试验必须满足规　现开裂。水从裂缝处下渗到基层中，在行车　软土地基的排水固结是一个比较长的过　范要求或设计要求，其他材料的用量也必须　荷载反复作用下造成沥青面层的早期破损。　程，因此，对软土地基，一方面要根据软　满足规范或设计要求，不断地调整目标配合　方面要留有比较长的沉降时间。可将软土　３．５重视防排水系统综合设计与施工的质量　缝，下雨或化雪后，许多路面上的水不断沿　地段沥青路面施工安排在最后，特别是对采　水是造成路面损坏的主要原因之一。要　裂缝处下渗到基层，由于基层很致密，水很　用砂垫层、打塑料排水板等方法进行软基处　高度重视路基路面防排水综合设计，尤其挖　一２．２．４水的作用　由于沥青上面层存在着孔隙和微小裂　基情况采用可行方案进行认真的加固整治＃　比，使生产配合比更符合实际。　难排从基层中排出去，同时由于施工时面层　理的地段，填土后要埋设沉降观测设备，定　方路段及分隔带、上路肩等部位的排水　的压实度达不到要求，使沥青混合料空隙率　期进行观测，待地基的沉降基本稳定后进行　问题，按照“以防为主，防排结合”的原　过大，沥青面层中的水无法排走，沥青混合　料饱水后石料与沥青粘附力降低。沥青路面　的抗剪强度降低，这样在汽车荷载及温度变　化的作用下。造成沥青路面的早期损坏。　２．２．５面层颗粒离析　由于沥青面层混合料在运输过程可能会　产生离析，造成局部粗集料偏多，细集料偏　少，或细集料偏多，粗集料偏少，使面层　压实度达不到要求。热稳定性差，容易使路　面产生早期破损。　２．２．６沥青混凝土铺装层的质量　在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝士铺　装层时，存在加铺的厚度偏薄，层间没按规　定均匀洒布粘层油。使得汽车高速行驶时，　轮胎后产生真空吸力，在行车荷载作用下，　出现坑洞。　２．２．７沥青路面的污染程度　施工中把路面底层弄赃了，造成了面层　与面层之间、桥面铺装层与沥青面层之间形　成不了一个有机整体。施工过程中由于施工　机械在路面上停留而漏油，造成沥青被柴油　溶解，使沥青与矿料之间粘结力降低，造成　沥青路面的早期损坏。　２．２．８面层的压实度　沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性　至关重要，压实度的大小直接影响着沥青路　面的使用质量。有些单位在施工时片面追求　平整度，而放松了对压实度的控制。通车后　平整度迅速衰减，面层变形明显，造成沥青　路面的早期损坏。　２．３原材料方面　２．３．１沥青的质量　高速公路路面所用沥青应具有优良的粘　结力、抗老化性能、高低温稳定性能。随　着国民经济的蓬勃发展，公路运输超载现象　１３益严重，对沥青路面的破坏也１３益加剧，　沥青材料的某些性能已不能适应１３益增长的　交通量的需要是造成沥青路面早期破损的主　要原因之一。　２．３．２碎石的质量　２．３．３矿粉（填料）的质量　矿粉粒度小，比表面积大，其比表面积　约占矿料比表面积的８０％，当矿粉较目标配　合比时的矿粉平均粒径增大一倍时，则矿粉　比表面积是原比表面积的ｌ／４。这样，就会　有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用　形成结构沥青，而形成了较多的自由沥青，　施工。　则，做好路基、基层、面层的防排水综合　３．２路基及路面基层施工的预防措施　设计。分隔带需要植树绿化时要认真做　保证路基压实度符合规范要求。为消除　好防排水层，对防排水难以做好的路段，可　桥头沉陷，对桥头部分填土，可用整体性好　采用表面封闭的分隔带形式。　的材料如石灰土，天然砂砾料填筑。确保路　３．６加强预防性、及时性养护，延长路面使用　面基层的施工质量，半刚性基层要确保达到　寿命　足够的龄期后才能进行沥青面层的施工。　高速公路养护管理单位要按照　高速公　３．３面层施工的预防措施　路养护质量检评方法》规定的频率。定期对　（１）施工前的准备工作应充分　路面结构强度、抗滑性能、平整度和路面破　在沥青路面施工前，监理对拌和厂、摊　损状况等进行检测，并采用路面管理系统对　铺、压实等施工机械设备的配套情况、性　路面使用状况进行评价，科学制订养护计　能、计量精度等进行严格检查，对不符合要　划，针对路面早期损坏加强预防性，及时性　求的机械设备，应要求施工单位抗旱进行更　养护工作，延长路面使用寿命。　换，直至符合要求。高度重视配合比试验和　３．７加深技术研究和引进工作　试验段试铺工作，根据试验段结果，调整确　采用新技术、新材料、新方法和新工　定合理的生产配合比。　艺，是防治高速公路沥青路面早期损坏的基　（２）严格控制沥青混合料的拌和质量　础　高速公路管理部门要针对本地区高速公　采用自动化程度高、计量准确，产量大　路沥青路面损坏的特点及自然环境条件，组　的强制性间歇式拌和楼，并在生产过程中加　织有关单位和人员结合工程建设进行研究和　强对拌和楼稳定性的控制，拌合过程中发现　攻关，提出防治措施和方法，成熟经验要及　“糊料”或“离析”等异常情况应立即进　时总结推广。　行处理，加大马歇尔试验频率，严格控制沥　青混合料的油石比、稳定度、流值等指标。　４结语　（３）确保混合料运输、摊铺及碾压的质量　沥青路面已经有一百多年的历史，还有　沥青混合料装车时先装运输车的前部，再装　许多问题没有解决，还有许多技术有待发　运输车的后部，最后装运输车的中部，防止　展。我国高速公路沥青路面建设不到二十　混合料离析。摊铺混合料时，运距不能过　年，可以预见在今后的沥青路面建设中，还　远，摊铺温度应控制在ｌ　３０℃～１６０℃为宜，　会遇到许多新问题。因此，我们只有不懈努　严格控制摊铺宽度，摊铺厚度要均匀，压实　力，才能不断提高高速公路沥青路面建设质　设备要配足，控制好压实工艺，速度控制在　量，延长沥青路面的使用寿命。　２ｍ／ｒａｉｎ左右，碾压遍数以６　８遍为宜，　确保沥青面层的压实度。　参考文献　（４）在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土　…ＪＴＧＦ４０－２００４．公路沥青路面施工技术规　铺装层时，按规定洒布粘层沥青　范【Ｓ】．北京：人民交通出版社，２００４．　（５）严禁施工机械在已铺好的沥青路面上　【２】ＪＴＪ０７３．２　２００　１．公路沥青路面养护技术　停留，确需停留时应在机械下面铺垫塑料薄　规简Ｓ】．北京：人民交通出版社，２００１．　膜或采取其他防油措施，防止油漏到路面　［３Ｊ公路沥青路面施工技术规范（ＪＴＪ０３２—９４）　上。　【Ｓ】，北京：人民交通出版社．１９９４．　３．４原材料质量的控制　【４Ｊ公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用　（１）沥青的选择应按照公路等级、气候条　技术大全．【Ｍ】．吉林：长春出版社，ｌ９９９．　件、交通组成、路面结构类型及层位、施　工方式等并结合当地使用经验，经技术论证　后确定。　（２）严格控制粗细集料和矿粉的质量　集料应选用表面粗糙，石质坚硬、耐磨　性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集　料。粗集料必须严格控制针片状颗粒含量、　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＩ　ＯＯＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　５１