探讨公路施工中沥青路面早期破坏原因及其防治对策.doc

探讨公路施工中沥青路面早期破坏原因及其防治对策
摘要： 近年来，我国经济的快速发展，公路建设也取得了快速的发展。虽然公路工程施工技术的发展已比较成熟，但还是也存在许多问题。本文主要对公路沥青路面早期遭受破坏形态和原因的分析，并根据经验总结出一些防治沥青路面早期破坏的有效对策。
关键词：沥青路面；早期破坏；原因；防止对策
abstract: in recent years, the rapid economic development of our country, highway construction also achieved rapid development. although the highway engineering construction technical development has more mature, but also there are many problems. this paper focuses on the highway asphalt pavement damage to form and cause early analysis, and according to experience the paper summarizes some prevention and cure of the asphalt pavement early destruction effective countermeasures.
key words: the asphalt pavement; early destruction; reason; countermeasures to prevent
中图分类号： u416.217 文献标识码：a 文章编号：
当前，沥青路面施工中，路面构造基本都是采用强基薄面的形式。虽然其施工都是按照规范进行设计施工的，但由于近年来交通量的剧增，超载严重，公路路面相继出现程度不同的坑槽、沉陷、网裂、泛油、拥包、推移和车辙等早期损坏现象，它不仅直接影响了公路的使用寿命,还增加了后期处理的物力人力、财力。因此，防治公路沥青路面的早期破坏问题不容忽视！
一、沥青路面早期破坏的主要类型:
沥青路面早期破坏形式主要表现为：车辙、裂缝、松散、坑槽、波浪等。
（1）车辙：表现为沿行车带出现横向高差。根据形成原因不同可以分为三种形式：失稳型车辙；结构型车辙；磨耗型车辙。
（2）松散、坑槽：由于沥青从矿料表面脱落，在车辆作用下沥青面层出现松散状态，是水损害的主要表现形式。
（3）裂缝：裂缝是沥青路面最主要的破损形式，按其成因又分为：横向、纵向和网状三种裂缝形式。
（4）波浪：路面组成材料设计不合理或施工质量差导致路面不足以抵抗车轮水平力的作用，在纵坡段，高温或重载车辆慢行也会引起波浪。
（5）疲劳开裂：疲劳开裂是指路面在正常使用情况下，路表无显著永久变形而出现的裂缝。其特征是初期为沿轮迹带产生较短较细的纵向平行裂缝，继而随着行车荷载进一步作用逐渐发展为网状裂缝，开裂面积、裂缝宽度不断扩大。产生疲劳裂缝的原因主要是：沥青面层受行车荷载的反复弯曲作用，当结构层产生的拉应力超过材料的疲劳强度时，底面便开裂，并逐渐向表面发展。
二、沥青路面早期破坏原因分析
沥青路面早期破坏的成因不仅有设计环节、施工环节的原因，而且也有通车后使用及养护管理方面的原因。沥青路面早期破坏的直接原因一般都与水有关，破坏大多发生在雨季，一场大雨或是连阴雨过后，路面先是出现小面积网裂、冒浆，进而翻浆松散或坑槽，行车道特别是车辆轮迹处破损面积较多，程度较重，可见与车辆超重超载有关；破坏常发生在路面透水严重而又排水不畅的路段，可见与面层施工的不均匀性及通车后养护排水不及时有关。下面就一些主要原因进行分析。
2.1 路面结构设计原因
我国沥青路面的开发、研究及大规模设计、施工是近十年来伴随高速公路建设发展起来的，还有不少设计问题值得研究。《公路沥青路面设计规范》（jtj014-97）有待结合工程实践不断完善，各地区也有待根据当地气候、水文、材料情况对路面结构设计和配合比进行试验研究及铺筑试验路，以便积累经验。路面结构设计不合理主要体现在面层、基层、底基层设计及材料选择不当等方面。
（1）面层设计问题
在进行面层设计时，面层材料的选择和设计不合理，使面层的耐久性和抗裂性较差，容易导致水破坏、车辙、松散、泛油、裂缝等早期破坏现象。由于面层直接与车轮和大气接触，要承受较大的行车荷载的垂直压力、水平剪力和冲击力的作用，同时还受到大气降水和温度变化的强烈影响。因此要求路面面层具有足够的强度和抗变形能力，较好的温度和水稳定性，表面应具有较强的耐磨能力和较好的抗滑性能，但这些要求都是相对的，是相对一定的气候、交通等条件而言的。
（2）基层质量问题
基层质量存在缺陷易使基层发生早期结构性破坏，进而影响到面层，使面层出现轮迹带、下陷变形、唧浆、坑洞等早期破坏现象。从半刚性基层裂缝形成的机理和发展的过程分析，在外界温度和湿度发生变化时，半刚性基层由于不设置接缝，温度裂缝和干缩裂缝是不可能避免的，而这种裂缝是基层裂缝的主要形式。裂缝形成后，因基层材料在车辆荷载作用下基
本是不可压缩的，其横向变形也受到约束，在不发生较大的垂直变形的情况下，裂缝的宽度是有限的，而面层材料的抗裂应变要较基层大，半刚性基层的裂缝对面层裂缝形成的影响应是十分有限的。
（3）底基层设计和材料选择问题
底基层设计和材料选择不当引发的路面破坏形式主要是下沉变形、坑槽等。底基层材料强度低、水稳定性差，易造成半刚性基层底部局部拉应力超过其抗拉强度而产生过多裂缝，基层的整体性遭到破坏，基层材料被部分挤入底基层而引起较大垂直变形、承载力下降，进而造成路面结构发生早期破坏。
（4）土基回弹模量取值问题
土基回弹模量取值偏小易造成路面结构出现局部沉陷、纵向裂缝等破坏现象。由于土基回弹模量在路面结构设计中是一重要的参数，其取值直接影响路面结构设计参数的确定，进而影响其使用性能和寿命。我国确定土基回弹模量常用的方法有现场实测法、查表法、室内试验法、换算法等4种。
（5）路基施工问题
路基材料设计不合适、压实控制指标选择不当、压实度不足易使路面结构出现局部沉陷、纵向裂缝等破坏现象。根据现有的施工机具和施工水平，对于一般土料，如果施工控制参数控制合适、施工工艺合理，到达设计要求的压实度并不困难。由路基材料设计和施工控制指标引起的路面结构发生破坏，其主要原因是路基材料的cbr和压实度与路面结构的设计参数确定没有直接的关系，而只是材料选择和施工质量控制的指标；而且现有的标准和规范要求各种路基填料压实含水量在其重型击实试验的最佳含水量的±2%以内，但已有的研究成果证明，对一些特殊的土类，如膨胀土，在重型击实试验的最佳含水量的±2%以内进行压实后，其cbr并非最大，其水稳定性也不是最好，当采用类似材料作为路基填料时，其填筑控制指标还按照目前规范所规定的范围和标准执行已不合适。
2．2施工和养护管理方面
（1）施工方面：原材料质量和配合比控制不到位；混合料的拌和、摊铺和压实不符合要求。混合料的拌和、摊铺和压实，在沥青路面早期破坏现象中，几乎都能找到与之有关的因素。

（2）养护与管理方面：路面早期养护措施不及时、不完善等也是沥青路面产生早期破坏的原因，对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。
2．3外部作用
（1）交通量大、超载现象严重，是路面产生结构性破坏的直接原因。路面破坏是一个累积的过程，与作用荷载的强度有直接关系，超载现象严重缩短了路面的使用年限。
（2）全球性气候变暖，特别是持续高温时间过长。
（3）水对路面结构的破坏。路面各种裂缝是水渗入路面结构的重要途径，雨水通过裂缝渗入两侧的路面结构层，特别是裂缝附近土基的含水量加大，甚至饱和。
三、沥青路面早期破坏的主要防止对策
提高路面多层组合体系的结构承载力和耐久性，以及抗水害侵袭能力，是防止沥青路面早期破坏的考虑方向。在这里，从设计和施工的角度提几点看法：
(1)在沥青混凝土面层内铺设土工合成材料，如在面层下部或底面合理采用适合的土工合成材料，既可提高面层的抗裂、防渗性能，还可对基层或路基承载能力的提高发挥作用，从而使面层抗疲劳强度获得提高，抗车辙及抗鼓包能力增强，同时还可降低弯沉值。
(2)加强路面的层间结合，使用高性能的粘结材料作粘层，既可提高路面的整体强度，又具有较好的防水性能。对于高速公路，有条件时可考虑采用橡胶乳液预处理等新技术或改性沥青。
(3)加强路面结构的防渗和排水设计，防止水损坏。雨水透入沥青面层是不可避免的，雨水透入后，如何将其及时排出路面结构层而不滞留在内，是十分重要的，特别是在多雨潮湿地区更是如此。除在结构层中设防水层，以及在各层间设置粘油层，半刚性基层顶面设置封层，以利层间粘结和防水外，在面层和半刚性基层间设级配碎石排水层是有必要的。
(4)根据沥青混合料路面的特点对施工工艺的各道工序进行控制,加强管理,从原材料,配合比制作,设备状态加以控制。使沥青混合料路面真正达到行车舒适、坚韧抗滑、抗渗以及良好的耐久性。
(5) 成立专门的路面设计和研究机构,逐步建立本地区的设计技术手册,开展一些路面研究工作和工程实践总结,在现有规范的基础上能针对本地区的气候、材料、交通情况,提出具有地方特色的设计指南,并逐步完善。指导本地区的路面设计、现场技术服务,定期对路面的路用性能进行观测、分析,不断提高和完善设计。
(6) 为了提高沥青混凝土面层的不透水性，应尽可能提高沥青面层的压实度，严格控制沥青混合料的空隙率。
(7)加强施工质量控制。特别是应加强和改进原材料检验和混合料配合比试验，沥青混合料拌和、摊铺、压实工艺也应进一步提高。
(8)加强超限、超载运输管理，严格限制超载、超限车驶入高速公路。
四、结束语:
当前沥青施工工艺在公路工程建设中的应用已非常普及,而且各项施工工艺都比较娴熟,但还是存在许多的问题。造成高速公路沥青路面早期损坏的原因是多方面的,我们必须根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工, 有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门, 层层监管，从根本上减少沥青路面早期破损现象的发生。
参考文献：
[1]沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[m]．北京：人民交通出版社，2001．
[2]张国祥．高速公路沥青路面早期破坏研究[j].公路交通技术,2009(1):36-38