甘肃省沥青混凝土路面病害成因及防治.pdf

第 4 8 卷第 1 0期 2 0 1 2年 l O月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA NS U WAT E R R E S O URc E S AN D H D | L OP OWE R T EC B NOL OGY Vo 1 4 8 No 1 0 Oc t ， 2 01 2 设计与研究 甘肃省沥青混凝土路面病害成因及防治 马 健 ( 甘肃省 交通厅 工程处， 甘肃 兰州7 3 0 0 0 0 ) 摘要： 从甘肃省现有沥青混凝土路 面病害调查入手， 在进行大量现场调查、 实地勘察、 资料查阅的基础上， 对沥青混 凝土路面病害进行 了分析及归类， 分析了产生这些病害的原因， 提 出了从面层材料选择、 机械化施工质量控制和加 强路面养护等方面预防这些病害出现的措施。 关键词： 公路； 沥青路面； 机械化施工； 病害； 防治 中图分 类号 ： U 4 1 6 2 1 7 文 献标 志码 ： B 文章编号 ： 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 2 ) 1 0 0 0 5 3 0 3 沥青混凝土路面是指使用沥青混凝土作面层的 路面， 由于具有足够的强度 、 一定 的变形能力、 防水 性能好、 表面平整、 坚实 、 无接缝 、 无扬尘 、 不反光 、 对 汽车的冲击力有缓 冲作用 、 减少噪音 、 减 少机件磨 损 、 运输费用低及便于机械化施工 ， 因此被广泛应用 于公 路 建设 。我 国 1 9 3 5年在 南 京 附 近使 用 进 口沥 青建成了沥青路面试验路段以后 。 公路建设得到迅 猛发展。同时 ， 随着沥青混凝土技术 的发展 ， 沥青混 凝土路面所 占的比重将越来越大。但随着交通荷载 日益重型化 ， 交通量大幅度增长， 现有的许多沥青混 凝土路面都不 同程度地发生了损坏 造成较 为严重 的经济损失和不 良的社会影响。通过对甘肃省部分 沥青混凝土公路使用情况调查 ， 提 出沥青混 凝土公 路机械化施工的路面病害的防治对策 ， 以期对后续 的施工提供参考。 1 甘 肃省 部分 沥青 混凝土 路面 病害 调查 1 1 甘肃 省公 路发展 现 状 建 国以后 。 甘肃 的公路 建设 经历 了从无 到有 ， 特 别是改革 开放以来 ， 公路建设快速发展。已形成了 以兰州为 中心的公路运输 网络。截至 2 0 0 8年底 。 全 省公路通车总里程达到 1 O 5 6万 k m， 其 中二级以上 公路 6 5 3 9 k m， 高速公路 1 3 1 6 k m。根据 甘肃省公 路运输发展规划 ， 在“ 十二五” 末实现公路通车里程 1 3万 k m以上 ， 新建高速公路 1 6 0 0 k in以上 ， 实现高 速公路通车里程 3 6 0 0 k m 以上。按照 甘肃 省高速 公 路 网规戈 4 ， 到 2 0 3 0年 ， 甘肃省将建 成高速公路 4 7 5 0 k m， 其 中 ， 国家高速公路 3 7 5 3 k m， 地方高速 公路 9 9 7 k m。到 2 0 2 0年底高速公路总里程预计达 到 4 0 0 0 k m， 全省所有市( 州 ) 政府驻地基本 以高速 公路连接 。 兰州绕城高速建成 ， 去新疆 、 四川出 口路 高速化， 高速公路基本实现网络化 ， “ 西干东网” 基础 骨干路 网全部建成 ， 形成外联周边省( 区) 、 内通市 ( 州) 、 协调发展的高速公路网络体系， 为甘肃全面建 设小康社会提供 良好的交通运输条件。到 2 0 3 O年， 全面建成省域高速公路网。 以国家高速公路为依托， 根据实际需要以联络线或支线对甘肃省域高速公路 网进行完善，全面实现甘肃省高速公路网规划总体 目标 全省高速公路总里程预计达到 4 7 5 0 k m。 外联 周边省( 区) 、 内通市 ( 州) 、 重要工矿 区和旅游胜地的 布局合理、 功能完善 、 协调发展 的省域高速公路网络 体系全面建立 ，为甘肃实现公路交通现代化打好基 础 。 1 2甘肃省沥青混凝土路面病害情况 根据交通养护主管部门统计 ，甘肃省高等级公 路沥青路面出现早期病害已有 3 0 0多公里。为了解 沥青路面的早期病害， 作者对甘肃省境内的 1 6条公 路进行了调查 ， 其中高速公路 1 2条 ， 一级公路 2条， 二级公路 2条。通过对现场调查成果的分析表明： 裂缝 特别是横向裂缝是甘肃省公路沥青路面 的主要病害之一 。 在 白兰高速、 蜿柳高速、 兰临高速、 永古高速 、 机场高速等公路中， 横向裂缝表现最为突 出， 最严重的路段每 1 0 I n左右就有一条裂缝。蜿柳 高速的横向裂缝基本上贯穿整个路面。 车辙是甘肃省公路沥青路面第二大病害。在柳 忠高速、永古高速 、山临高速等高速路面中多为常 见 。 通常是裂缝伴随着车辙。 坑槽是甘肃省公路路面的第三大病害。白兰高 速 、 柳忠高速、 罗汉洞至长庆桥高速公路路面以大量 收稿 日期 l 2 0 1 2 0 9 2 0 作者简介 ： 马， 健( 1 9 8 1 一 ) ， 男 ， 甘肃兰州人 ， 工程师 ， 学士 ， 主要从事高速公路运行管理。 5 3 2 0 1 2年第 1 0期 甘肃水 利水 电技术 第 4 8卷 沉陷为主。 在调查 中同时发现 不同的 自然气候 区出现的 公路病害有所不同。在陇东、 陇西等黄土高原 区公 路病害表现为以横向裂缝为主 ， 伴随坑槽和车辙 ， 而 在河西荒漠区公路病害以车辙为主 ， 伴随裂缝和沉 陷。 2病害成因分析 路 面早期病害产生的原 因很复杂 。 既有个别原 因也有共性原因 ， 既有技术问题也有管理问题 ， 既有 外 因也有 内因。在病害发展 的各个阶段 ， 造成各种 病害的原因也各不相同 但其主要影响因素有气候、 交通、 设计、 施工、 养护等方面。 2 1 环 境 因素 公路修筑受地形地貌影响显著 。由于甘肃省地 处黄土、 青藏和蒙古三大高原交汇地带 ， 地形复杂 ， 山脉纵横交错 ， 海拔相差悬殊 ， 高山、 盆地 、 平川 、 沙 漠和戈壁等兼而有之。不同地貌地基基础不 同， 对 施工工艺、 施工标准均有不同， 局部路基和基层不均 匀沉降引起路面破坏 。 均对路面病害产生直接的影 响 ， 产生坑槽 、 麻面、 脱皮、 啃边、 松散等公路病害。 2 2 气 候 因素 甘肃省 从东 南到 西北包 括 了北亚热 带湿 润 区到 高寒区、 干旱区的各种气候类型。特别是早晚、 冬夏 等 季节 和昼 夜 温差 交替 变化 路 面长期 处 于 膨胀 一 收缩的变化过程 中。 使材料内部结构发生变化， 出现 脆性破坏 ， 这是出现各类裂缝 的主要原因。 2 3施工 因素 各级公 路在 施工 过程 中必须 严格按 照施 工规 范 进行 ， 但 由于施 工 中往 往会 出现一 些 因 为施 工误 差 出现 的路 面病 害 。如 沥青 面层 分 段摊 铺 时 ， 两 幅接 茬处未处理好 ， 在车辆荷载与大气 因素作用下逐渐 开裂或者由于路基压实度不均匀形成 的各类裂缝 面层与基层之间存在不稳定的夹层从而形成车辙等 病害 。 2 4材料 因素 沥青混凝土路面材料主要是沥青混合料 。 是后 期形成公路病害的主要因素 。沥青受温度 、 湿度等 因素影响 ， 容易产生离析， 离析程度与材料中最大粒 径与层厚关系密切 ， 一般而言， 材料中的最大粒径与 层厚的比值越大越容易出现离析。因此 ， J T J 0 3 2 9 4 公路沥青路面施工技术规范 规定 ： 上面层沥青混 合料的集料最大直径( 指公称最大粒径) 不宜超过层 厚 的 1 2 ， 中 、 下 层及 联 结层 的 集料 公称 最 大粒 径不 宜超过 2 3层厚。 但在实际施工过程中， 由于原材料 把关 不严 ， 往往 容易导 致材 料均匀 度不合 格 ， 从而导 54 致后期病害发生频繁。如天定高速出现的大量坑槽 病害， 经专家认定， 出现路面病害的主要原因是进场 原材 料把关 不严 ，路 面用碎 石含 泥量 及针 片状含量 超标 ， 沥青混合料部分筛孔超出规范控制范围， 特别 是沥青混合料中小于 0 0 7 5 mm的细料超标 ， 为路面 出现坑槽埋下隐患。 3防治对策 根 据 沥青混 凝 土路 面 的主要 病害 类 型及成 因分 析 ，并结合对甘肃省部分沥青混凝土路面病害的调 查 ， 认为应该从以下几个方面对路面病害进行防治。 3 1严 把材料 关 首先要根据不 同的地区温差 、地基基础等因素 选择不同标号的沥青避免因 日间温差和季节变化 引起的温缩裂缝。特别是对同一条线路经过不同的 气候区。 所选择的沥青标号要不同， 通常情况下建议 采用改性沥青，可以提高沥青 的粘结度和其他材料 的粘结力。同时要严格控制沥青的用量。其次要严 格选择矿料 ， 严格控制矿料中的含泥量 ， 提高矿料的 强度和刚度。最后 ， 使用纤维等添加剂 ， 均可有效减 少裂缝。 目前 ， 沥青玛蹄脂碎石混合料面层 ( S MA) 是 当前 国际上公认 ( 使用较多 ) 的一种抗变形能力强 、 耐久性较好的沥青面层混合料 ，被广泛应用与公路 建 设 。 3 2精 心设 计 设计是工程的灵魂 ， 设计质量的好坏 ， 直接决定 了路面使用质量。沥青混凝土路面的精心设计是指 严格按照我国现行行业标准 J 1 G D 5 0 2 0 o 6 公路沥 青路面设计规范及相关标准进行设计 。重点是把 好结构形式和配合 比设计两个环节。路面结构形式 其 实 质就是 路面 中各结 构层 的汇 总 要 正确设 计 出 结构形式 ，设计的关键在于要深刻理解路面的上面 层 、 中面层 、 下 面层 和基 层 的功 能 。 这 样 的设 计 才具 有强的针对性。而沥青混凝土配合 比设计是决定沥 青路面好坏的一个重要环节 ， 设计的合理与否 ， 直接 影响到路面的运营状况和使用寿命。 3 3规 范施 工 施工中必须严格按照 J T J 0 3 2 9 4 公路沥青路 面施工技术规范 及相关规范标准进行 ， 但在甘肃省 这种气候跨度区域大、 地形变化复杂的环境下施工 ， 也要充分考虑特殊的地理环境和气候环境对施工的 影响。 由于沥青受温度变化影响显著，是甘肃省公路 路面后期行成路面裂缝 、 车辙、 坑槽等病害的关键性 因素 ， 因此 ， 在施工 中必须严格控制沥青混合料出场 温度 、 摊铺温度 、 碾压温度、 保证规范规定 的范围进 第 l O期 马健 ： 甘肃 省沥青混凝土路面病害成因及 防治 第 4 8 卷 行 ， 合理安排工期 ， 避开不利天气施工。 公路 施 工 中的上 面层 、 中面层 、 下 面层均 有不 同 的功能。要保证各层的厚度 ， 确保层间连接 良好 ， 减 少沥青层间的施工污染 。 以增强粘结性。 3 4科学管养 ( 1 ) 及时修补维护。 为了提高路面的行车质量 ， 对路面发生的各种病害要及 时进行修补养护 特别 是对各种裂缝 ， 极容易渗水 ， 造成各层之间的分离和 集料之间的相互离析， 是形成车辙、 坑槽 、 泛油等公路 病害， 要及时进行修补维护， 避免病害的进一步发展。 ( 2 ) 治理超限超载车辆。 超限、 超载车辆对路面 的破坏程度无法估量 如果不得到及时处置 ， 对沥青 路面将是最大的破坏因素。因此管理部 门要按照相 关法规 ， 采取必要 的强制措施 ， 加大治超治限力度 ， 减少 路 面破 坏 。 ( 3 ) 加 强 预 防性 养护 。要 加强 对路 面 基本 情 况 的监 控 ， 定期 开展 路 面状况 调查 ， 建立 动态 的路 面状 况数据库。做好 日常的维护工作 。 重点做好 防水排 水工作 ， 及 时对破损进行修补。加强对边坡地下水 和地 表水 的截 流 、 疏导 ， 重 点放在 疏导 地表水 上 。对 边坡 的裂 隙 ， 要及 时填 缝 ， 防止 雨 水侵 蚀 ， 导 致 坍 方 或滑坡 。同时 。 对边坡设置挡土墙和加 固边坡 内部 也是防止边坡坍塌的一个重要手段。经常清理排水 沟 ， 清疏 涵洞 ， 疏通桥 梁 泄水孔 。 4结 语 沥青混凝土公路路面的病害导致交通事故发生 率提高、 行车速度降低 ， 道路通行能力达不到设计要 求 。 给行车带来安全隐患 ， 造成较为严重的经济损失 和不 良的社会影 响。在该类路面的机械化施工中， 从路面面层材料的选择 、 精心设计 、 施工质量控制以 及加强路面的养护等方面可以避免 路面病 害的发 生 。 参 考文献 ： 1 沙庆林高等级公路半刚性基层沥青路面E M 北京： 人民 交通出版社， 1 9 9 9 2 沈金安 沥青及沥青混合料路用性能 M j 匕 京： 人民交通 出版社 ， 2 0 0 1 3 邵明建 沥青路面施工机械化施工技术与质量控制 M 北京： 人民交通出版社 ， 2 0 0 1 4 唐业清， 万墨林 建筑物改造与病害处理E M 北京 ： 中国 建筑工业出版社， 2 0 0 3 5 J T J F 4 0 2 0 0 4 ， 公路沥青路面施工技术规范I S 6 J T G D 5 0 - 2 0 0 6 ， 公路沥青路面设计规范 S 7 袁得豪甘肃省沥青路面早期破坏调查研究 D 西安： 长 安大学 ， 2 0 0 7 8 袁得豪 甘肃河西地区沥青路面车辙病害的处治 J 中 国公路， 2 0 1 2 ， 1 9 ( 1 4 ) ： 1 2 0 1 2 2 定西市安定 区“ 国家水土保持生态文明区” 通过专 家评 审 1 O月 l O 一 1 1日， 定 西市安定区“ 国家水土保持生态文明 区” 通过水利部组织 的专 家评审。 水利部总 工程 师汪洪 担任专 家组组 长 ， 中国科学 院院士傅伯杰担任专 家组 副组长 ， 水利部水土保持司巡视员 张新玉 主持评 审会 ， 省水 利厅 副厅长何 春三出席并致辞。 安定区位于甘肃省中部 ， 自然条件严酷 ， 是全国水土流失最为严重的县( 区) 之一。安定区委、 区政府高度重视水土保持工作， 制定了“ 水 保立区” 的发展战略， 提出了“ 大水保、 大生态、 大战略” 的工作理念， 将水土保持生态建设工作纳入国民经济和社会发展规划， 并列入重要议 事议程和各级政府考核 目 标 ， 坚持不懈 ， 取得了显著的生态效益、 经济效益和社会效益。 安定区水土保持生态建设指导思想正确， 目标明确， 机构健全， 制度完善， 责任到位。建立了“ 政府导演、 水保搭台、 部门联动、 同台唱戏、 群众 广泛参与” 的水土保持工作机制。 注重科学规划、 技术支撑和示范推广， 建立了一支有力的水土保持工作队伍， 形成了产学研协作的支撑体系， 以 小流域为单元， 创立了“ 山顶造林戴帽子、 山坡种草披褂子、 山腰梯田系带子、 山下建棚围裙子、 沟底打坝穿靴子” 的“ 五子登科” 治理模式， 形成了 从上游到下游， 从粱峁到沟道， 分层设防， 综合利用的水土流失防治体系， 对我国黄土高原地区生态环境建设具有良好示范带动作用。 经过近几十年的生态治理， 区内禁垦坡度以上坡耕地全部采取了水土保持措施， 陡坡开荒全面禁止， 8 3 9 的坡耕地得到治理， 林草保存 面积占宜林宜草面积的 8 4 9 ， 治理度 8 0 以上的小流域面积 占 县域应治理小流域总面积的5 3 8 ， 水土流失综合治理程度达到7 3 7 ， 土壤 侵蚀量减少 5 9 O 。严格落实水土保持“ 三同时” 制度， 水土保持方案申报率、 实施率均达到 1 0 0 o 4 ， 验收率达到9 6 8 在开展水土保持生态建设过程中， 安定区注重梯田开发利用， 并与改善农业生产和农村生活条件相结合， 培育了马铃薯特色产业和“ 草 畜沼肥” 循环经济模式， 增加了农民收入 ， 提高了社会公众的水土保持意识， 为安定区经济社会可持续发展奠定了坚实基础。 与会专家先后考察了安定区水土保持科技展览馆、 大坪村综合治理及产业发展、 庙坪流域综合治理工程、 响河流域综合治理工程， 观看 了专题片， 听取了安定区关于创建国家水土保持生态文明区的汇报。 专家组认为， 安定区水土保持生态工程建设机制健全， 管护责任落实， 基 础工作规范， 档案材料齐全， 水土保持生态文明建设工作达到了国家水土保持生态文明区( 县) 考评标准， 建议评定为“ 国家水土保持生态文 明区” 。 水利部水土保持司、 中国科学院、 国际泥沙研究培训中心、 水利部水土保持植物开发管理中心、 水利部水土保持生态工程技术研究中心、 水利部水土保持监测中心、 水利部黄河水利委员会黄河上中游管理局、 水利部黄河水利委员会黄河水利科学研究院、 甘肃省林业厅、 甘肃农 业大学、 甘肃省水土保持科学研究所等单位和部门的专家参加考察评审。 ( 来源 ： 甘肃水利 网站2 0 1 2 1 0 1 2 ) 5 5