沥青路面常见的病害及其预防措施

沥青路面常见的病害及其预防措施

王燕

吕梁公路工程监理技术咨询公司山西吕梁033000

摘要：文章对吕梁市境内沥青路面早期常见的一些病害进行了分析，重点阐述了沥青路面裂缝的成因，并提出了相应的预防措施。

关键词：沥青路面；病害；裂缝

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。沥青路面与砂石路面相比，其强度和稳定性都大大提高；与水泥混凝土路面相比，路面平整无结缝，行车振动小，噪声低，建设工期段，养护简便，是我国重要的路面结构形式。但是随着我市经济快速、协调发展，交通量不断增长，加之沥青路面受外界气温较明显，使公路路面面临严峻的考验。吕梁市很多干线公路出现一定的早期破坏，如开裂、车辙、拥抱、剥落等现象。直接影响了车辆运行，加大了养护管理资金的投入。根据近3年来对我区路面干线公路路面改造的经验，谈谈沥青路面常见的病害与裂缝出现的原因及其预防措施。

1常见沥青路面病害

沥青路面的损坏所表现出的形式和特征是多种多样的。经总结分析，主要有以下几种常见病害。

1.1沥青路面的裂缝

沥青路面建成后，都会产生各种形式的裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响，但随着表面雨水的侵入，导致路面强度下降，在大量行车荷载作用下，使沥青路面产生结构性破坏。沥青路面裂缝的形式是多种多样的，裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。影响裂缝的主要因素有：沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和气候条件等。

1.2沥青路面的车辙

车辙是路面结构层在行车荷载重复作用下，以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。影响沥青路面车辙的因素是早期主要与路面空隙率有关而后期与内部材料结构及所受外部的荷载、气候有关。车辙产生的主要原因有：（1）沥青混合料高温稳定性差；（2）表面磨损过度：（3）高温重载；（4）由于面层与基层间黏结不稳定含夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙5）空隙率大雨水渗入沥青混凝土内部。

1.3沥青路面的水损害

沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用。沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏。沥青路面产生水损害的原因主要有材料、路面排水设计、施工、土基和基层、超载车辆等原因。

1.4沥青路面的冻胀和翻浆

沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期，因为水的侵入和路基土的水稳定性能差，由于冰冻的作用，路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。其中水、土、温度构成翻浆的三个自然因素，缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。

1.5沥青路面的沉陷

沉陷是路面变形中最普遍的一种，特点是面积大，涉及的结构层次深，主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是：（1）土质路堑排水不畅，路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降，引起路面局部下沉；（2）路面强度不能适应日益增长的交通量，易发生疲劳破坏：（3）路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致，在车辆荷载作用下，路基或基层结构遭破坏而引起沉陷；（4）桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。

2沥青路面出现裂缝的原因分析

2.1裂缝类型及成因

一般来说，沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型：一种是荷载型裂缝，即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，如果拉应力大于基层材料的抗拉强度，则基层底部很快开裂，直至影响到沥青面层；另一种是非荷载型裂缝，以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝；由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来。

（1）非荷载型裂缝产生的原因：①以非荷载型裂缝为主的温度裂缝主要是指低温开裂包括路面面层的低温开裂、路基冻胀及路面基层反射开裂，面层低温开裂是主要表现形式。沥青路面的低温缩裂与材料因温度下降而引起的体积收缩有关，由于材料受到约束，必然产生温度应力，在高温时，沥青混凝土可以被看作为粘弹性材料，温度降低所产生的温度应力会因应力松驰而消失；在低温范围内，沥青混凝土不具有弹性材料特性，所以，温度应力就不会消失，当该应力大于材料抗拉强度时就产生裂缝。随着温度反复升降，沥青的老化，随着路龄的增加裂缝会不断增加。②沥青的品种和等级也是影响沥青路面开裂的重要因素。沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准，低温抗变形能力较，在冬季气温骤降时，路面由于受温度变化，沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，便会产生开裂。③路基施工缺陷的影响，有些路段早期破坏与路基施工质量有关，特别是软土地段、桥涵两端。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑压实不足、路基填料的液限偏高、刚性的桥涵与半刚性的路面基层，都会导致路基不均匀沉降产生裂缝。④铺筑沥青面层采用分幅摊铺时，接缝处理不当，结合不良，对接缝处碾压不密实，造成路面渗水或面层压实未达到要求，在行车作用下形成裂缝。

（2）荷载型裂缝。荷载型裂缝即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝，其产生的原因有：①近年来我市作为煤焦出口型主要基地，交通量迅速增长和汽车载重明显增大，原有的路面强度日趋不足。在车轮荷载的作用下，半刚性基层底部产生的拉应力大于其抗拉强度时，底基层很快就会开裂，在荷载的反复作用下，底部裂缝会反映到路面，导致沥青路面过早产生疲劳破坏，造成开裂。②原结构设计不合理，未充分考虑到各种不利因素，施工质量不好，沥青路面面层厚度不足，（原307国道柳林段路面厚度不足7cm，而行车量却达到了重交通量的标准）。沥青路面原材料的品质不符合设计规范要求，路面强度明显不能满足行车要求。在行车作用下，特别是超大吨位车辆的频繁碾压，沥青路面很快开裂。

2.2防止措施

针对以上分析的沥青路面病害的原因，主要从施工材料、设计、施工、养护和交通管理等5个方面采取相应的预防措施。

（1）材料方面。合理确定沥青路面结构，沥青面层的裂缝主要由沥青面层本身的低温收缩引起的。选用低温劲度小、延度大、温度敏感性差、含蜡量低的优质沥青，精选矿料，准确级配沥青面层的矿料和合理配置沥青混合料配合比。配制出性能优良的沥青混合料，控制沥青用量，保证沥青混合料性能优良，均可有效减少裂缝。

（2）设计方面。要详细了解所在路段的地质情况，做好排水、软弱地基、，桥涵两端的设计工作减少路基不均匀沉降，使用合格填料填筑路基，或对填料进行处理后再填筑路基，确保路基有足够的强度和稳定性，以保证路面具有稳定的基础；选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层；选密实式粗集料段级配沥青混凝土为主要设计形式，此类路面具有良好的不透水性，高温抗永久性变形能力。

（3）施工方面。规范施工，选择先进施工工艺和机械设备，制定完善的施工方案，确保压实度达到规范要求，严格按设计要求进行软基处理，提高软基处理的施工质量，严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量，混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内；及时进行基层的碾压养生，防止其产生裂缝反射到表面层，保护混合料的含水量不受损失；养生结束后，应立即喷洒透层油，确保透层油很好渗透及与面层有效黏结，沥青面层铺筑要尽可能连续，尽量避免冷接缝。如不能避免，冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐，清除浮料，用新的热混合料敷贴到接缝部位，使冷料部位预热软化，清除敷贴料，向接缝壁涂刷0．3～0．6kg／m的粘层沥青，确保接缝压实度。

（4）养护方面。严格养护管理，加强路面保洁，确保排水性能良好。及时对裂缝的进行科学的处理，避免病害的进一步扩展。

（5）加强交通管理。加强交通管理，限制大型超载车通行；在夏季连续高温时段，运营管理单位可将重车安排在夜间、凌晨路表气温较低时段通过：禁止带钉轮胎对路面的过度磨损或者更加严厉地限制使用。

3结束语

沥青路面中的病害给道路交通带来各种各样的隐患，不论在施工中还是建成通车后对它都应该予以足够的重视，只有采取积极有效的措施，杜绝各种不利因素，严格规范施工，提倡预防养护，才能有效地解决好沥青混凝土路面的裂缝问题，提高沥青混凝土路面的工程质量，为行驶的车辆提供安全、可靠、美观、舒适的环境。