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浅谈公路沥青路面典型病害及预防措施

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：钱小波

[导读] 摘要：在已过去的30多年里，我国开展了世界上规模最大的公路建设，同时我国也实现了公路交通的跨越式发展，在这期间公路路面的结构形式也发生了重大改变，目前国内高速公路、国道、省道等路面大部分采用沥青路面，沥青路面的技术状况直接影响公路的使用寿命及服务质量。

        金华市交通规划设计院有限公司浙江金华 321000
        摘要：在已过去的30多年里，我国开展了世界上规模最大的公路建设，同时我国也实现了公路交通的跨越式发展，在这期间公路路面的结构形式也发生了重大改变，目前国内高速公路、国道、省道等路面大部分采用沥青路面，沥青路面的技术状况直接影响公路的使用寿命及服务质量。如何防治沥青混凝土路面常见病害，是公路建设部门一项长期而艰巨的任务，只有不断地研究，提出预防措施，才能在发展中不断提高公路建设水平。本文对公路沥青路面典型病害及预防措施进行了探讨。
        关键词：公路；沥青路面；典型病害、预防措施
        引言
        公路建设和养护是公路发展的两个重要方面，如何在建设过程中对路面常见典型病害进行预防，不但直接决定路面的服务质量，而且直接影响路面的使用寿命。在建设过程中，采取科学合理、可靠而具有操作性的病害预防措施将大大延长路面使用寿命，提高路面的运营水平和服务质量，更能够减少养护工作量，使得路面全寿命使用成本大大降低。
        1、公路沥青路面的典型病害
        沥青路面各种病害成因比较复杂，由于环境、地点、气候条件的不同，病害情况不一，主要有下面几种：
        1.1泛油
        是由粘结料或沥青浆溢出路面形成局部黑而光亮的斑面。由于混合料中沥青用量偏多，沥青稠度太低，粘结料过软，或者是高温时下层粘结料上溢等，都会引起泛油。
        1.2波浪拥包
        在沥青混凝土路面铺筑前，由于基层或下层沥青混凝土表面清扫不干净、透层油或粘层油洒布不均等造成基层跟沥青面层或沥青层之间粘结不牢。公路建成通车后，在车辆反复碾压作用下，沥青层之间或沥青面层与基层之间产生相对滑移，造成沥青路面产生波浪拥包。
        1.3车辙
        车辙主要原因有两种：结构性车辙是指路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成的车辙，这种变形主要由路基变形而产生。失稳性车辙是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，其内部材科的流动产生横向位移而形成，通常发生轮迹处，当沥青混合料的高温稳定性不足时，在外力作用下就会产生这类车辙，这种车辙一般都有剪切变形产生的两侧隆起现象，车辙断面成W型。
        1.4水破坏
        所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生破坏的现象，它是目前沥青混凝土路面病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。路面积水深入路面后在车载作用下形成较大水压力，造成路面结构层之间粘结破坏或者将沥青与骨料剥离，形成沥青路面破坏。水破坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。
        1.5裂缝
        公路沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝、横向裂缝。纵向裂缝主要是由于路基压沉降不均匀、施工接缝质量较差或结构承载力不足而引起的。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，温度裂缝也随之增加。
        1.6麻面
        麻面是由于沥青混凝土表面层中的细集料脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料与裹覆沥青之间丧失粘结力是麻面的主要原因。
        2、公路沥青路面病害分析
        2.1路基强度的影响
        填筑路基强度不足，均匀性差，填筑的路基产生不均匀沉降，导致路面产生破坏。从公路使用情况来看，特殊路基段和填方高度较大的路段，也是病害发生较为常见的路段；对于挖深浅或者填方过低的路段，容易受到地下水位或者地表水的影响，导致承载强度降低，发生路面的病害。
        2.2原材料的影响
        矿料选材不好，目前市场上供应水泥混凝土用或者建筑用集料多采用传统小型颚式破碎机生产，加工的碎石针片含量大，级配和材料均匀性差，采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。沥青选用的没有结合地区性气候影响，各地根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号，并使用优质的沥青，保证路面有较好的抗疲劳、抗车辙的能力。
        2.3车辆超载的影响
        随着地方经济的高速发展，交通量也是逐年增大，货运车辆的运载能力也在不断提高，一些重载车辆以及特种车辆在大经济背景下应运而生，但是货运车辆普遍超载较为严重，有些甚至远远超过原有的限定载重，这些超载的车辆行驶在公路上，是造成路面早期破坏的主要原因之一。
        2.4施工因素的影响
        首先是沥青混合料施工配合比不合理，比如，油石比重大，会使得路面产生拥包和泛油现象；油石比重过小，又会使得路面出现松散现象。选用集料的压碎值和石料的抗压强度太差而且细长扁平颗粒含量过高，使得路面混合料的稳定性下降，也容易引起路面病害。沥青混合料拌和温度的控制，过高的温度造成沥青老化。沥青摊铺过程压实度的控制，沥青混合料摊铺过程中，在适宜的温度下要及时进行碾压，如果碾压的频率、重量不能达到要求，后期对沥青的粘结度会有很大影响。

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        2.5后期养护的影响
        路面早期养护措施不及时，未能按照路面使用功能下降的评级标准，及时的进行养护，导致小病害发展成了大病害。道路养护要根据公路使用情况，有序的进行大、中修、预防性养护，以保证公路的正常使用。
        2.6设计方案的影响
        方案设计在实际施工及使用过程中起着决定性的作用，合理的设计方案可以有正对性的处理路面的病害，对结合车流量和投资计划制定切实可行的加铺方案。
        3、公路沥青路面典型病害的预防措施
        3.1调整工程建设理念，适当提高建设标准
        公路在建设过程中科学合理的利用资金，在前期工作中充分调查、预测交通量，使项目建设在不造成资金浪费情况下，尽可能提高路面设计标准，选用承载能力较强的路面结构，较为先进的工程材料和技术，不能片面追求公路建设的里程量。我国高等级公路建设已经持续了三十年以上，根据以往工程建设经验，部分项目在资金不充沛条件下进行了建设，但由于建设标准较低、路面材料选择受经济制约较大，造成高速公路路面在没有达到设计年限就已经出现了严重病害。
        3.2加强设计管理，提高设计质量
        设计是确保工程质量的前提。科学的设计方案、合理的材料应用将大大提高路面的使用寿命。比如正在逐年推广使用的大粒径透水性沥青混合料，完善的路面、路肩、中央分隔带排水系统，将使的路面结构的防、排水性能大大提高；SMA沥青玛蹄脂混合料的使用将大大提高路面的抗车辙能力；SBS等改性沥青的应用可以大大减缓沥青老化，从而减少裂缝、麻面等病害的产生。
        3.3严格控制材料质量
        材料质量是整个工程质量是否能够达到设计和相关规范要求的保障基础。沥青性能的好坏直接决定沥青混凝土的耐久性；集料的硬度和粘附性将直接影响沥青混凝土的耐久性，良好的矿粉将提高沥青与集料的粘附性，增强沥青混凝土的防水性能。
        3.4加强施工质量控制
        施工质量控制主要包含三个方面：沥青混凝土试验室质量控制、沥青拌合质量控制和沥青摊铺质量控制。
        试验室是沥青路面施工的质量控制中心，是保证沥青路面施工质量最重要的关键环节。主要包括原材料的检测、沥青混凝土配合比设计、生产中的配合比控制及质量检验工作。原材料检测重要性在以上材料质量控制中已经论述，施工中的配合比控制和质量检测，是试验室质量控制在施工质量控制中的最重要环节。
        公路使用的拌和设备应具有先进的电脑控制系统，拌和过程中可以逐盘控制各个料仓的材料温度、矿料用量、沥青用量等数据指标，利用它准确控制拌和过程中的计量及温度等参数，确保生产配合比设计的正确性。摊铺过程中除严格按《规范》要求施工外，还应着重控制铺摊温度、供料速度与前进速度相协调、防止离析等环节。碾压过程应遵循少量喷水，保持高温，梯形迭进的原则。决不能片面追求平整度，进行低温碾压，造成压实度不足、空隙率过大，使路面渗水，导致早期破坏。特别是使用改性沥青的路段，必须保证碾压终了的温度。但也不能不顾初压、复压和终压区的作业面限制，进行过渡碾压。
        特别指出的是要重视中下面层混合料配合比设计和施工。在考虑中下面层其他性能的同时，要考虑到中下面层的抗车辙和下面层抗疲劳性能。
        3.5加强施工管理工作
        科学合理的项目组织和管理将对工程质量起到关键性的控制作用。充分了解工程项目的基本情况、结构设计方案、工程项目特点及重点、难点等，推荐主要施工方案。确定工程质量目标、质量控制点，项目实施中的人、料、机、物等。在施工组织策划的基础上，项目部负责编制切实可行的实施性施工组织设计。对工程项目的进度、安全、质量有重大影响且一般常规施工方法无法解决的和技术复杂的分部分项工程，应编制专项施工方案、工艺，必要时组织专家评审。
        3.6加强日常养护
        公路养护人员要加大巡查力度，特别是雨季期间，及时排除路面积水，保持排水设施处于良好状态，最大限度地减少水损坏给路面带来的危害。
        目前我们在养护工作中比较重视沥青路名病害产生后的大中修工作，而较为忽视预防性养护，使得沥青路面病害不断产生、发展，达到需要大中修的程度后才进行维修，既造成了资源浪费也影响通行能力。对沥青路面的预防性养护是保证沥青路面良好技术状况，减缓沥青路面病害产生的另一项重要举措。
        3.7加强交通管理
        公路重载超载车辆迅猛增加是加速路面破坏的主要原因之一，建立自动化车辆信息采集系统，对严重超载车辆采取限制通行等手段，形成一种经济约束手段，最大限度地限制或消除超载运输现象。
        综上所述，为了最大限度的发挥道路交通作用，我们必须在建设过程中保证工程质量，同时及时的进行道路养护，科学管理，把建设，管理很好的结合起来，因地制宜的选择合理的材料，加强公路的养护，延长公路的寿命，降低公路整体使用成本，充分的发挥它的经济价值和社会价值。
        参考文献：
        [1]张晶晶.高速公路沥青路面破坏特征及常用预防性养护方法[J].交通世界，2019（26）：47-48.
        [2]吴彦铭.高速公路沥青路面病害类型及养护[J].交通世界，2019（15）：46-47，51.
        [3]覃学东.高速公路沥青路面常见病害及养护措施分析[J].西部交通科技，2018（10）：74-76.