浅谈沥青路面的早期病害及预防措施

浅谈沥青路面的早期病害及预防措施

梁文斌

梁文斌

广东冠粤路桥有限公司

摘要：本文结合已通车的高速公路沥青路面项目出现的一些常见的早期病害，调查分析出现病害的原因，提出施工过程中解决和预防的方法和处理措施。

关键词：高速公路、沥青路面、早期病害、预防措施、处理方法

随着我国国民经济的快速发展，国家对高速公路建设投资力度加大，我国的高速公路建设十分迅速。随着一条条高速公路的建成并投入运营，交通量日益增大，车辆迅速大型化且超载严重等原因造成新建路面的早期病害现象越来越严重，也引起业内人士的普遍关注。本文通过广东省高速公路的完工通车项目的调查，分析出现车辙、泛油、坑槽等病害的原因，提出对应的防治措施。

沥青路面早期病害的调查与产生原因的分析

沥青路面早期病害表现的形式是多种多样，这主要是因为导致路面损坏的原因也是多方面的，不仅有行车荷载因素，如交通量、重载超限车辆等，还有环境因素，如温度、湿度变化和冰冻作用等。同一种影响因素可以引起不同程度的损坏，同一种病害形式也可以由不同的影响因素共同造成，因此工程技术人员应对早期病害现象加以重视，通过调查分析，提出相应的预防措施以保证工程的质量。下面对已往通车项目的路面质量病害进行的调查分析。

1.广州南绕城高速公路

1.1通车一年后路面的主要病害:该路段病害主要损坏型式为车辙、泛油和坑槽。车辙较严重，双幅均有车辙；轮迹带泛油，车辙并带两侧伴有明显推移；极少量坑槽，坑槽较浅且多发生在上面层。

1.2路面主要病害原因分析

（1）车辙原因分析；a）.路面车辙主要是流动型车辙，同时伴有少量的压密变形，主要发生在上面层和中面层。b).沥青面层0.075mm通过率偏高，部分路段上面层沥青混合料级配整体偏细，中面层车辙路段油石比大大偏高且油石比波动较大，直接导致沥青混合料高温稳定性下降。c).现有路面结构与材料在极端温度条件下（比如路面温度大于70℃）高温稳定性储备严重不足。根据对全省多条高速公路路表温度观测发现，一般情况下，路面温度在气温35℃时就可以达到61℃，如果气温达到38℃，路面温度将超过64℃，且由于热量积累，路表以下一定深度温度会更高。

（2）泛油病害原因分析；泛油路段中、上沥青面层沥青混合料沥青用量偏高，空隙率偏小，沥青饱和度偏高，导致高温稳定性欠佳。而过高的沥青用量意味着更多自由沥青的存在，在高温及荷载作用下，沥青材料受热软化，向上迁移，进而形成泛油。

（3）坑槽病害原因分析:坑槽主要发生在路面的上面层。坑槽路段上面层早期空隙率偏大，上面层和中面层抗水损坏能力偏低，是导致路面产生坑槽的重要原因。

二、沥青路面的早期病害的预防措施

（一）原材料的质量控制

1、沥青：（1）普通重交沥青：目前对重交沥青的评价缺乏有效的评价体系与方法。规范执行的重交沥青评价体系对于质量差别较大的沥青，可以进行区分与评价，但目前进口或国产重交沥青一般情况下都能达标，这就导致采用目前的评价体系难以对现有的沥青高温性能进行明显的区分。应用传统方法按粘度和针入度分级做的沥青规范，可能把具有不同温度和性能特点的沥青划分为同一等级。而美国的superpave技术是沥青胶结料采用PG等级评定沥青，选择沥青时可直接根据当地的气候条件和交通量的大小来全面选择具有可靠度的沥青。根据广东省多条高速公路路表温度观测发现，一般情况下，路面温度在气温35℃时就可以达到61℃，如果气温达到38℃，路面温度将超过64℃，且热量积累路表以下一定深度的温度可能更高。所以广东省高速公路路面沥青等级应选择PG70以上才能确保路面的高温性能。（2）改性沥青：要准确评价SBS改性沥青的高温性能，应具体分析是何种改性沥青,采用的是什么样的改性技术,使用的是什么基质沥青等。将这些综合因素考虑后，才能根据软化点、PG分级或车辙试验结果对改性沥青的路用抗车辙能力进行评价。在改性沥青的质量控制指标上，重点要评价其老化后延度。此外为了保证改性沥青的路用性能，应该尽量控制离析试验指标。

2、集料：粗集料母岩的选择应根据当地的地材条件选用。上面层应该选用优质玄武岩、辉绿岩、闪长岩等，中下面层可以在当地选用其它岩类做为结构层用料。集料的加工应选用鄂式破碎机-圆锥式破碎机-反击式破碎机（整型机）三级破碎设备生产。生产时反击破碎和振动筛采用真空吸尘装置，有条件时可采用水洗法。反击板和板锤的距离经生产调试后不得随意改变。细集料振筛系统处加装干式布袋除尘器，除尘设备不能时开时停，引风机不能时大时小影响细集料的质量。沥青成品混合料的离析与所使用的粗、细集料的稳定性有很大的关系，而控制的关键技术是准确地选定筛孔组合和准确调试反击板与板锤之间的间隙。别外要求原材料必须出自固定料场、固定的加工机械和加工工艺。原材料的堆放也要层层堆码，减少骨料搬移产生离析。

(二)沥青混合料的质量控制

影响沥青混凝土质量的主要因素：沥青混合料的高温稳定性，低温抗裂性和水稳定性。

1、沥青混凝土高温稳定性影响因素及改善措施：

（1）影响沥青混合料高温稳定性的因素：沥青混合料是一种黏弹性材料，其强度和模量都随着温度的变化而变化。当温度升高时沥青黏滞性降低，矿料之间的黏结力削弱，导致强度降低。主要表现在夏季路面，特别是气温在35℃以上时，沥青混凝土路面达到60℃以上，在车辆荷载的作用下最容易造成的车辙。

（2）提高高温稳定性的措施：a.沥青路面应采用黏度比较高、针入度较小、软化点比较高、含蜡量低的沥青。b.掺加适量外掺剂的改性沥青（比如橡胶、聚合物、树脂等改性剂）。

（3）在确定中、下面层沥青混合料的沥青用量时，南方高温地区可采用略小于最佳沥青用量的方法，来提高高温稳定性。

（4）粗、细集料应选用较好的当地原材料，与沥青的粘附性好；并严格控制碎石针片状含量和0.075mm以下的粉尘含量。

（5）沥青各面层应选用骨架密实型的“S”型级配。“S”型级配特点是将最粗的粗集料数量及最细的细集料数量均适当减少，使空隙率得到明显改善，同时具有良好的动稳定度，基本达到“致密、嵌挤”的设计目的，对于抵抗水损害，提高路用寿命具有重要意义。

（6）关注沥青路面施工工艺，施工过程中要确保压实度，用现场的实测密度和真空法测得的最大理论密度来双控制压实度和现场空隙率。

2、低温抗裂性：沥青路面在低温条件下其强度与刚度均有所增大，但变形能力却下降。广东属于南亚热带季风海洋性气候，湿温多雨，年平均气温较高，低温影响较小。

3、水稳定性：沥青混合料在浸水的条件下，由于沥青与石料的黏附性降低，导致沥青混合料的物理力学性能降低。当沥青面层各结构层中的水无法排出时，混合料在饱水状态下，受交通荷载和温度胀缩的反复作用，沥青膜渐渐从集料表面剥离，并导致集料之间的黏结力丧失而发生破坏。主要表现为坑槽、网裂、松散、剥离现象。应重视混合料“粉胶比”，粉胶比过大易造成混合料松散，路面很容易出现坑槽。要求沥青混合料在生产过程中严格控制胶结料的质量，确保混和料的粉胶比，增加沥青膜的厚度，促使集料表面更加湿润，从而使沥青与集料之间的黏结力增加，确保沥青路面的耐久性。

结束语：

加强对原材料（沥青、碎石、矿料等）的质量控制，生产水平的提高，从源头上控制是预防路面早期病害出现的根本保证。

对于沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性的控制，是对沥青面层质量控制的关键。

施工过程中，对原材料、混合料及施工的均匀性、稳定性的监控是沥青路面施工必须关注的重点。

参考文献：

⑴中华人民共和国交通部标准《公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）》

⑵中华人民共和国交通部标准《公路沥青路面养护技术规范（JTJ073.2-2001）》

（3）孙凌,杨扬.沥青路面车辙产生的原因及防治措施[J].交通科技与经济,2003(1)