沥青路面损坏现象原因及其防治措施

沥青路面损坏现象原因及其防治措施

李汇春 王振宁

山东高速股份有限公司潍莱运管中心 山东青岛 266700

摘要：本文在分析沥青路面损坏的现象及原因方面进行了总结，重点介绍了路面水损害形成原因及防止路面水损害的防治措施。

关键词: 沥青路面；水损害；防治

1、前言

我国的高速公路近几年取得了引人注目的成就，山东省的高速公路更是发展迅猛，但随着交通量的不断增加和轴载的明显增大，沥青路面出现了不同程度的早期破坏，严重影响了路面的使用功能和寿命，因此目前需对沥青路面的损坏现象，应结合实际特点，并提出不同的防治措施，来延长道路的使用寿命和周期。

从我省沥青路面的破坏现象分析，主要存在四类破坏：（1）纵向或横向的永久变形，夏季高温期在重载车的作用下造成流动性车辙；（2）冬季沥青路面的横向开裂（3）雨季或春融季节出现的坑槽，即水损害破坏；（4）沥青路面由于泛油、石料磨光引起的表面功能降低或丧失。

2、沥青路面的车辙

在四类破坏现象中，车辙问题尤其重要。它除了影响行车舒适外，还对行车安全有直接影响。

在正常情况下，沥青路面的车辙有三种类型：

2.1于荷载作用超过路面各层的强度，发生在沥青面层以下包括路基在内各结构层的变形，

叫做结构性车辙。这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成V字形（凹形）。

2.2青混凝土的侧向流动变形。在高温条件下，车轮碾压的反复作用，荷载应力超过沥青

混合料的流动性车辙或失稳性车辙。一方面是车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起，在弯道处还明显向外推挤，车道线及停车线因此可能成为变形的曲线。无疑这部分车辙将主要取决于沥青混合料的流动特性。这种车辙一般都有两侧隆起现象，对主要行驶双轮车的路段，车辙断面成W形，对主要行车宽幅单轮车的路段，车辙成非对称形状。它尤其容易发生在上坡路段、交叉口附近，即车速慢、轮胎接地产生的横向应力大的地方。

2.3季埋钉轮胎形成的磨损性车辙。在我国，由于基层基本上是半刚性基层，车辙基本上

都属于沥青混合料的流动性车辙。对这种车辙，可以说没有有效的维修方法，只有采用新的材料或将原材料再生改造以更换车辙的层次。

通常情况下，沥青路面的车辙防治都是指流动性车辙。为防治车辙，必须从开发抗车辙能力强的沥青混合料和改进施工工艺两方面入手。

2.3.1沥青混合料的影响

提高沥青混合料的抗车辙能力是防治车辙的途径。沥青混合料是一种粘弹性材料，对密级配

沥青混凝土来说，尤其在较高路面温度条件下，它可以看成是一种单纯的热流变形材料，完成适用于沥青的流变学原理。对密级配沥青混凝土来，提高沥青高温粘度是防治车辙最有效的措施。提高沥青高温粘度有两条途经。

其一是选用高粘度的沥青；其二是在沥青中掺加各种类型的改性剂。选择好的原油，采用合理的工艺则对抗车辙能力和抗裂性能都将产生很好的效果。在选用重交通道路沥青时，除了软化点和含石蜡量外，还必须重视沥青的粘度指标。选用低针入度、高软化点、低含蜡量的高粘度沥青对减小车辙显然是非常有效的，感温性好的沥青抗车辙能力也强。

2.3.2适当增大粉胶比

在沥青数量一定时，矿粉用量对矿粉的表面影响最大，因而直接影响沥青膜厚度，矿料之间的滑动变形将因粉胶比增大而减少。一般认为，粉胶比不小于1—1.2。另一方面，适当增加矿料在混合料中体积百分数，减少沥青用量，亦是重要的。沥青用量过多，超过最佳用量的0.3%--0.5%以上对车辙将会有很大影响，所以施工时必须控制在规范允许的限度以内。

2.3.3合理调整级配

为了充分发挥粗集料的嵌挤作用，可用SMA间断级配。基层做大粒径沥青混合料（LSAM），对密级配沥青混合土而言，增大集料粒径对提高抗车辙能力有一定效果，但同时必须保证有较好的级配，以增大密度。实验室数据证明，空隙率对车辙的影响非常大，增大混合料中粗集料的粒径和数量后，如果级配不好，空隙率增大，将同样使混合料变得不稳定，容易造成车辙。

2.3.4关于沥青面得厚度

很显然，沥青层厚度是影响车辙的重要因素。

2.3.5交通条件和环境条件

交通量、轴载、轮胎气压是影响车辙的重要因素，气候特点对车辙也有重要影响。

2.3.6超重车辆对沥青路面的影响

从目前营运情况来分析，超重车辆对沥青路面的车辙、水动力破坏扩散影响最大。

3、沥青路面的水损害

所谓沥青路面的水损害破坏，是指沥青路面在水分的条件下，经受交通荷载和温度膨缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的表面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。沥青路面的水损害破坏的机理和特征，可以从破坏的发展历程看出：

3.1在开始阶段，水分侵入沥青与集料的界面，以水膜或水气的形式存在，影响沥青与集料的粘附性。

3.2在反复荷载的情况下，沥青膜与集料开始剥离；

3.3渐渐的集料开始松散、掉粒。

3.4最后形成坑槽。

应该注意的是，水损害破坏有可能是从沥青面层的下面层开始的，由于水分进入沥青路面，滞

留在基层上面，沥青面层的下面层又往往是空隙率较大的沥青碎石或II型沥青混合料，空隙中充满水分，给水损害造成了潜在的威胁。所以在集料与沥青膜剥离、发生松散后，沥青混合料不再成一整体。集料在载荷再作用下对基层表面产生撞击，基层的粉质部分如水泥、石灰、粉煤灰以及土质部分便成为稀浆，通过路面的缝隙向上拥出，在沥青路面上可以见到白色唧浆，面层可见局部的龟甲状网状裂缝，这是水损害最明显的标志，当路面上出现一块块泛白的网状裂缝区的时候，实际上下面层已成为沥青膜完全脱落的松散集料，坑槽几乎是不可避免的。

既然沥青路面的水损坏是来源于沥青膜从集料表面的剥离，其条件是水分介入到沥青与集料界

面上，改变了沥青、集料与水分的关系所造成的。那么，预防水损坏的关键就是要通过两个途径来解决：

3.4.1防止或减少水分进入沥青混合料内部，不致侵入到沥青与集料的界面中去。

3.4.2提高沥青与集料的粘附性，提高集料之间的粘结力。

对第一个途径，沥青混合料的级配是最主要的因素，尤其是减少空隙率。但是它是有一定限度的。对普通的密级配沥青混凝土来说，粗集料基本上是悬浮在沥青砂浆中的，空隙率小于极限空隙率（一般为2%--4%）时，沥青在夏季受热膨胀时无适当得空隙可去，便容易上浮（泛油），混合料产生推移、车辙等流动性变形。

第二个方面，随着高速公路的建设，沥青路面对集料的要求越来越高，尤其是表面层集料的来源更是困难。在通常情况下，石灰岩等碱性石料，与沥青的粘附性很好，但耐磨性能很差，不能适应沥青路面表面层抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰岩石料铺筑的沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）路面，所期望的石料之间的嵌挤能力不能很好的形成。

3.5结构层厚度

3.5.1基层与底基层的合理厚度

结构层厚度的确定，设计时考虑最多的是层厚是否满足强度的要求，设计大厚度以18CM（即4+7+8）为易。

3.5.2面层厚度与集料粒径的确定

一般来说，沥青混合料的最大粒径与层厚的比值越大越容易出现离析，而且越不容易碾压密实，通常层厚取最大粒径的2.5倍左右、公称最大粒径的3倍左右。

3.6层间连接

目前，习惯上对层间连接没有引起足够的重视。路面裂缝处出现唧浆，主要是层间连接不紧密，有缝隙可供水浸入，或者说层间夹有浮灰或松散颗粒，水进入层间缝隙后，缝隙中的水在行车荷载重复作用下，对裂缝产生重复冲刷，形成唧浆，使裂缝处结构层强度响应降低，以致形成空洞，造成路面破坏。

参考文献:

1<<高等级公路沥青混凝土路面新技术>. 人民交通出版社

2<<公路工程养护规范>>.人民交通出版社

3<<沥青混凝土路面施工技术规范>>.人民交通出版社