行業(yè)資訊
瀝青路面病害有效控制方法
一、瀝青路面病害類型及成因分析
（一）瀝青路面病害的類型及其特征
通過對國內大量高速公路的瀝青路面進行調查分析后發(fā)現(xiàn)，瀝青路面比較常見的病害有以下幾種類型：裂縫類、松散類、變形類等等。
1.裂縫類。此類病害又可分為龜裂、不規(guī)則裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫。由于裂縫的種類不同，其外觀特征也大不相同。如龜裂在初期時，裂縫比較細，并且無明顯變形，到了后期裂縫會逐漸變寬，散落情況也會加重，同時會出現(xiàn)非常明顯的變形，此時必須進行相應的處理。
2.松散類。這類病害比較典型的有以下幾種：坑槽、麻面、脫皮、啃邊等等。其中脫皮是最為嚴重的一種，出現(xiàn)脫皮時路面面層會大面積脫落，極不利于行車安全。
3.變形類。常見的變類型包括沉陷、車轍、波浪、擁包等。其中較深的沉陷會使行車感到非常明顯的顛簸，是此類病害中較為嚴重的情況之一。
4.其它。除以上三類病害之外，瀝青路面的病害還有以下幾種：泛油、磨光、凍脹、翻漿、水損害等等。
（二）瀝青路面病害的主要成因分析
由于瀝青路面病害的種類較多，每種病害的成因也大不相同，為此，下面本文僅對瀝青路面中最為常見的病害成因進行分析。
1.瀝青路面裂縫的成因。裂縫是瀝青路面最為普遍的病害之一，在路面建成初期，便會出現(xiàn)各種不同形式的裂縫，此時的裂縫一般不會對瀝青路面的使用功能造成太大影響，然而，隨著表面雨水的不斷侵入以及車輛荷載作用，便會對路面的整體結構產生破壞，在這一過程中，裂縫也隨之不斷發(fā)展，寬度、深度和數(shù)量都會增大，此時便會嚴重影響路面的整體結構。大體上可將引起路面裂縫的原因分為兩種，一種是荷載裂縫，主要是由行車荷載作用造成的裂縫，如龜裂、網狀裂縫等等；另一種則是非荷載裂縫，這種裂縫形成的原因基本與車輛荷載無關，主要是由于溫度應力導致的，如橫向裂縫就是其中比較典型的一種。還有瀝青質量問題也會引起瀝青路面非荷載裂縫；目前道路瀝青最大的問題就是質量波動大，無論是進口瀝青還是國產瀝青，均無法保證其質量，不同批次的瀝青質量相差很大；在中國所用的重交瀝青品牌種類多，質量良莠不齊，很多差的瀝青也能滿足現(xiàn)有的重交通道路瀝青技術要求；現(xiàn)有的重交瀝青技術指標很多情況下已經不能對瀝青質量的好壞進行區(qū)分，導致大量質量較差的瀝青因價低得到廣泛使用，而質量較好的瀝青由于價格稍高而無法中標使用，造成在瀝青市場上出現(xiàn)劣幣驅良幣的現(xiàn)象；由于使用了較差的瀝青，導致路面出現(xiàn)了各種早期損壞。除了溫度應力影響和瀝青質量問題之外，面層厚度、路基等因素也都有可能引起非荷載裂縫。
2.路面車轍。這也是瀝青路面病害的主要問題之一，通常可將車轍分為兩類，一類是結構性車轍，產生的原因是荷載作用大于路面各層所能承受的極限強度；另一類是流動性車轍，形成原因是車輛渠道化形式，或是重載車輛及輪胎壓力增大所致。
3.水損害。所謂的水損害具體是指在瀝青路面上有水分存在的前提下，經過交通荷載以及溫度脹縮的反復作用，水分逐步從瀝青與集料的界面滲入，從而導致瀝青膜從集料表面剝離，并造成集料粘結力下降或是喪失，最終引起路面破壞。引起水損害的原因主要是為了防止車轍產生而在混合料當中使用了質地比較堅硬的石料，或是采用比較粗的粒徑減少瀝青用量等措施，導致瀝青與石料之間的粘結力不足，從而導致瀝青路面水穩(wěn)定性較差。隨著水損害的程度不斷加劇，最終便會使路面形成坑槽。
4.路面沉陷。導致路面沉陷最主要的原因是路基土體的壓實度不足，尤其是在一些高填方路段，碾壓機一般很難達到需要壓實的位置，這樣一來便會導致路堤下部無法完全壓實，從而引起沉陷。同時，有的橋臺后部填土壓實度不夠，還會引起橋頭跳車的現(xiàn)象，這非常容易造成交通事故。
二、治理瀝青路面病害的有效措施
（一）路面裂縫的治理措施
在對瀝青路面進行治理的過程中，可以從設計與施工兩個方面著手：
1.設計方面。應當盡可能選用抗沖刷性能好、干縮和溫縮系數(shù)相對較小且抗拉強度高的半剛性材料作為基層，而面層則應當選擇優(yōu)質的瀝青；優(yōu)質路用瀝青應該是化學組分比例適當，蠟含量少，化學結構環(huán)數(shù)多，特別是芳環(huán)多，烷側鏈少，膠體結構是溶凝膠結構。
2.施工方面。在對瀝青路面進行設計施工的過程中，瀝青混凝土混合料面層宜采用雙層或三層式結構，建議其中有一層是I型密級配瀝青混凝土混合料；多雨潮濕地區(qū)的高速公路和一級公路的上面層宜采用抗滑表層混合料；上面層瀝青混合料的集料最大公稱粒徑不宜超過厚度的1/2，中下面層及聯(lián)結層的集料的最大公稱粒徑不宜超過厚度的2/3。
（二）防止車轍的措施
1.瀝青化學組分中的瀝青質含量多，蠟含量少，則感溫性低，用感性低的瀝青修筑路面不易發(fā)生車轍，推移和裂縫。采用聚合物對瀝青進行改性，如SBS、PE、SBR等等，這樣能夠有效改善瀝青混凝土的使用性能，從而使其滿足設計使用期限內的交通運行條件要求，減少車轍的產生。同時，還可以對結合料和礦料粘結強度進行改善，當聚合物摻入到瀝青中以后，會使瀝青變得更加粘稠，隨著瀝青本身粘度的增加會使溫度敏感性降低，這樣便可以達到減少永久變形的目的，彈性聚合物的適量加入，還能使總變形中的彈性變形模量增大，這樣有助于減少粘滯變形量，從而使瀝青混凝土的柔性獲得有效改善。 2.采用粘性高的瀝青能夠使瀝青混合料高溫穩(wěn)定性好，穩(wěn)定度顯著提高，不易發(fā)生過大的永久變形；但低溫天氣環(huán)境下易開裂，所以粘度應適當。瀝青含蠟量少，地瀝青質少，脆點低的瀝青路面不易出現(xiàn)低溫裂縫。耐久性好的瀝青，路面的使用壽命長，不易出老化損壞。
3.瀝青混合料的組合應遵循以下原則：應綜合考慮耐久性、抗車轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑能力等多方面要求，根據施工機械、工程造價等實際情況選擇混合料的種類。比如SMA是一種粗集料斷級配的瀝青混凝土，在其集料組成中，大小顆粒并不是以連續(xù)的方式存在的，足夠的粗集料形成空間骨架，部分細集料便會填充于骨架間的空隙當中，這樣混合料的密實度便會提高，從而形成一種骨架密實結構，該結構最大的特點是內摩阻力和粘結力較高，具有良好的抗車轍能力。
（三）預防水損害的措施
1.預防瀝青路面水損害最為有效的措施就是不讓水進入到混合料的內部，這樣水分便不會侵入到瀝青與集料的界面當中。而想要做到這一點，就必須對瀝青混合料的級配進行嚴格控制，特別是要注意減小空隙率。
2.可以通過提高瀝青與集料的粘附性來增強集料之間的粘結力，同時也可以通過提高壓實標準，來達到建減小空隙率的目的。
3.加強排水設計能夠有效防止水損害，具體可在路面結構設置排水層或是結構層，借此來阻止水滲入路面內部。
（四）路面沉陷的治理措施
為了防止因路面沉陷引起橋頭跳車的情況發(fā)生，一方面應當消除地基沉降，另一方面則應當消除橋頭填土的固結變形。由于橋頭填土本身的高度較大，壓路機很像對正常路堤一樣進行碾壓，為此，橋頭填土的壓實度一般都會比路堤的壓實度小很多，為進一步減少橋頭沉降，可在橋臺臺背填土采用水泥土或是石灰土，也可以通過橋頭搭板的方法來防止跳車的情況發(fā)生。
結論
總而言之，想要使瀝青路面的各種病害得到有效的控制，就必須始終貫徹預防為主、防治結合的方針，并有針對性地采取合理可行的病害治理措施，從根本上消除各類隱患，發(fā)現(xiàn)問題及時補救，以免病害不斷擴大，引起更嚴重的后果。在未來一段時期應當重點加大對瀝青路面病害治理方法的研究力度，并在現(xiàn)有的基礎上對各種措施進行改進和完善，這對于延長瀝青路面的使用壽命具有非常重要的現(xiàn)實意義。
（一）瀝青路面病害的類型及其特征
通過對國內大量高速公路的瀝青路面進行調查分析后發(fā)現(xiàn)，瀝青路面比較常見的病害有以下幾種類型：裂縫類、松散類、變形類等等。
1.裂縫類。此類病害又可分為龜裂、不規(guī)則裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫。由于裂縫的種類不同，其外觀特征也大不相同。如龜裂在初期時，裂縫比較細，并且無明顯變形，到了后期裂縫會逐漸變寬，散落情況也會加重，同時會出現(xiàn)非常明顯的變形，此時必須進行相應的處理。
2.松散類。這類病害比較典型的有以下幾種：坑槽、麻面、脫皮、啃邊等等。其中脫皮是最為嚴重的一種，出現(xiàn)脫皮時路面面層會大面積脫落，極不利于行車安全。
3.變形類。常見的變類型包括沉陷、車轍、波浪、擁包等。其中較深的沉陷會使行車感到非常明顯的顛簸，是此類病害中較為嚴重的情況之一。
4.其它。除以上三類病害之外，瀝青路面的病害還有以下幾種：泛油、磨光、凍脹、翻漿、水損害等等。
（二）瀝青路面病害的主要成因分析
由于瀝青路面病害的種類較多，每種病害的成因也大不相同，為此，下面本文僅對瀝青路面中最為常見的病害成因進行分析。
1.瀝青路面裂縫的成因。裂縫是瀝青路面最為普遍的病害之一，在路面建成初期，便會出現(xiàn)各種不同形式的裂縫，此時的裂縫一般不會對瀝青路面的使用功能造成太大影響，然而，隨著表面雨水的不斷侵入以及車輛荷載作用，便會對路面的整體結構產生破壞，在這一過程中，裂縫也隨之不斷發(fā)展，寬度、深度和數(shù)量都會增大，此時便會嚴重影響路面的整體結構。大體上可將引起路面裂縫的原因分為兩種，一種是荷載裂縫，主要是由行車荷載作用造成的裂縫，如龜裂、網狀裂縫等等；另一種則是非荷載裂縫，這種裂縫形成的原因基本與車輛荷載無關，主要是由于溫度應力導致的，如橫向裂縫就是其中比較典型的一種。還有瀝青質量問題也會引起瀝青路面非荷載裂縫；目前道路瀝青最大的問題就是質量波動大，無論是進口瀝青還是國產瀝青，均無法保證其質量，不同批次的瀝青質量相差很大；在中國所用的重交瀝青品牌種類多，質量良莠不齊，很多差的瀝青也能滿足現(xiàn)有的重交通道路瀝青技術要求；現(xiàn)有的重交瀝青技術指標很多情況下已經不能對瀝青質量的好壞進行區(qū)分，導致大量質量較差的瀝青因價低得到廣泛使用，而質量較好的瀝青由于價格稍高而無法中標使用，造成在瀝青市場上出現(xiàn)劣幣驅良幣的現(xiàn)象；由于使用了較差的瀝青，導致路面出現(xiàn)了各種早期損壞。除了溫度應力影響和瀝青質量問題之外，面層厚度、路基等因素也都有可能引起非荷載裂縫。
2.路面車轍。這也是瀝青路面病害的主要問題之一，通常可將車轍分為兩類，一類是結構性車轍，產生的原因是荷載作用大于路面各層所能承受的極限強度；另一類是流動性車轍，形成原因是車輛渠道化形式，或是重載車輛及輪胎壓力增大所致。
3.水損害。所謂的水損害具體是指在瀝青路面上有水分存在的前提下，經過交通荷載以及溫度脹縮的反復作用，水分逐步從瀝青與集料的界面滲入，從而導致瀝青膜從集料表面剝離，并造成集料粘結力下降或是喪失，最終引起路面破壞。引起水損害的原因主要是為了防止車轍產生而在混合料當中使用了質地比較堅硬的石料，或是采用比較粗的粒徑減少瀝青用量等措施，導致瀝青與石料之間的粘結力不足，從而導致瀝青路面水穩(wěn)定性較差。隨著水損害的程度不斷加劇，最終便會使路面形成坑槽。
4.路面沉陷。導致路面沉陷最主要的原因是路基土體的壓實度不足，尤其是在一些高填方路段，碾壓機一般很難達到需要壓實的位置，這樣一來便會導致路堤下部無法完全壓實，從而引起沉陷。同時，有的橋臺后部填土壓實度不夠，還會引起橋頭跳車的現(xiàn)象，這非常容易造成交通事故。
二、治理瀝青路面病害的有效措施
（一）路面裂縫的治理措施
在對瀝青路面進行治理的過程中，可以從設計與施工兩個方面著手：
1.設計方面。應當盡可能選用抗沖刷性能好、干縮和溫縮系數(shù)相對較小且抗拉強度高的半剛性材料作為基層，而面層則應當選擇優(yōu)質的瀝青；優(yōu)質路用瀝青應該是化學組分比例適當，蠟含量少，化學結構環(huán)數(shù)多，特別是芳環(huán)多，烷側鏈少，膠體結構是溶凝膠結構。
2.施工方面。在對瀝青路面進行設計施工的過程中，瀝青混凝土混合料面層宜采用雙層或三層式結構，建議其中有一層是I型密級配瀝青混凝土混合料；多雨潮濕地區(qū)的高速公路和一級公路的上面層宜采用抗滑表層混合料；上面層瀝青混合料的集料最大公稱粒徑不宜超過厚度的1/2，中下面層及聯(lián)結層的集料的最大公稱粒徑不宜超過厚度的2/3。
（二）防止車轍的措施
1.瀝青化學組分中的瀝青質含量多，蠟含量少，則感溫性低，用感性低的瀝青修筑路面不易發(fā)生車轍，推移和裂縫。采用聚合物對瀝青進行改性，如SBS、PE、SBR等等，這樣能夠有效改善瀝青混凝土的使用性能，從而使其滿足設計使用期限內的交通運行條件要求，減少車轍的產生。同時，還可以對結合料和礦料粘結強度進行改善，當聚合物摻入到瀝青中以后，會使瀝青變得更加粘稠，隨著瀝青本身粘度的增加會使溫度敏感性降低，這樣便可以達到減少永久變形的目的，彈性聚合物的適量加入，還能使總變形中的彈性變形模量增大，這樣有助于減少粘滯變形量，從而使瀝青混凝土的柔性獲得有效改善。 2.采用粘性高的瀝青能夠使瀝青混合料高溫穩(wěn)定性好，穩(wěn)定度顯著提高，不易發(fā)生過大的永久變形；但低溫天氣環(huán)境下易開裂，所以粘度應適當。瀝青含蠟量少，地瀝青質少，脆點低的瀝青路面不易出現(xiàn)低溫裂縫。耐久性好的瀝青，路面的使用壽命長，不易出老化損壞。
3.瀝青混合料的組合應遵循以下原則：應綜合考慮耐久性、抗車轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑能力等多方面要求，根據施工機械、工程造價等實際情況選擇混合料的種類。比如SMA是一種粗集料斷級配的瀝青混凝土，在其集料組成中，大小顆粒并不是以連續(xù)的方式存在的，足夠的粗集料形成空間骨架，部分細集料便會填充于骨架間的空隙當中，這樣混合料的密實度便會提高，從而形成一種骨架密實結構，該結構最大的特點是內摩阻力和粘結力較高，具有良好的抗車轍能力。
（三）預防水損害的措施
1.預防瀝青路面水損害最為有效的措施就是不讓水進入到混合料的內部，這樣水分便不會侵入到瀝青與集料的界面當中。而想要做到這一點，就必須對瀝青混合料的級配進行嚴格控制，特別是要注意減小空隙率。
2.可以通過提高瀝青與集料的粘附性來增強集料之間的粘結力，同時也可以通過提高壓實標準，來達到建減小空隙率的目的。
3.加強排水設計能夠有效防止水損害，具體可在路面結構設置排水層或是結構層，借此來阻止水滲入路面內部。
（四）路面沉陷的治理措施
為了防止因路面沉陷引起橋頭跳車的情況發(fā)生，一方面應當消除地基沉降，另一方面則應當消除橋頭填土的固結變形。由于橋頭填土本身的高度較大，壓路機很像對正常路堤一樣進行碾壓，為此，橋頭填土的壓實度一般都會比路堤的壓實度小很多，為進一步減少橋頭沉降，可在橋臺臺背填土采用水泥土或是石灰土，也可以通過橋頭搭板的方法來防止跳車的情況發(fā)生。
結論
總而言之，想要使瀝青路面的各種病害得到有效的控制，就必須始終貫徹預防為主、防治結合的方針，并有針對性地采取合理可行的病害治理措施，從根本上消除各類隱患，發(fā)現(xiàn)問題及時補救，以免病害不斷擴大，引起更嚴重的后果。在未來一段時期應當重點加大對瀝青路面病害治理方法的研究力度，并在現(xiàn)有的基礎上對各種措施進行改進和完善，這對于延長瀝青路面的使用壽命具有非常重要的現(xiàn)實意義。
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