沥青路面泛油病害研究

沥青路面泛油病害研究

冯水仙

鄂尔多斯市东方路桥集团股份有限公司 内蒙古自治区鄂尔多斯市 017000

摘要：沥青路面泛油是在温度和行车荷载等因素作用下沥青向路表面迁移的现象。沥青在一般使用情况下表现出来的是非牛顿体特性，在高温作用下黏度降低，出现剪切变稀、爬杆及挤出胀大等现象，这是沥青路面泛油的流变学及材料学机理。根据泛油机理对路面施工过程中的孔隙率、压实度等进行控制，对沥青进行改性，增加其黏度及弹性模量来解决沥青路面泛油问题。

关键词：沥青路面；泛油；病害分析；解决方法

引言

沥青路面泛油是沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，致使路面表层单位路段内出现局部性甚至整体性沥青过多现象，也称沥青迁移，会导致路面滑溜，特别是雨天，对行车安全构成严重威胁。沥青往上面层迁移，直接损害中、下面层的低温抗裂性能、抗疲劳性能。中下面层空隙率的增大往往伴随着负压的产生及空隙的连通，路面的雨水极容易透过微观裂纹或面层空隙进入基层，甚至击穿上面层，形成水损害。

1公路沥青路面病害分析

1.1裂缝

裂缝是公路沥青路面常见病害问题，其主要表现为沥青路面不完整，存在横向、纵向或者网状裂缝，进而对于公路实用性能产生威胁。如果该类裂缝病害得不到及时治理，不仅仅会出现裂缝扩大现象，还极有可能在雨水下渗或者其他威胁因素干扰下，造成公路沥青路面整体结构受损，出现结构性破损问题。从裂缝病害的具体形成原因来看，往往受到了多方面因素影响，比如路基结构承载力不足或者是均匀性不达标，就容易对路面结构产生影响，造成路面结构形成纵向裂缝；而沥青混合料的性能不佳，温度控制不达标，也会因为温度应力的出现以及材料自身的老化损伤，造成公路沥青路面中出现横向裂缝；在公路沥青路面施工建设过程中，因为受到外界作用力冲击，自身结构完整度必然受损，同样也会出现一些不规则网状裂缝。

1.2沉陷

公路沥青路面中沉陷病害同样不容忽视，该类病害最终形成的后果更为恶劣，不仅仅影响公路通行舒适度，还很可能增加行驶风险。公路沥青路面中的沉陷病害往往面积相对较大，且深度也比较深，进而也就会造成整个公路结构受损。从公路沥青路面沉陷病害的成因上来看，首先受到了路基结构的影响，因为路基稳定性不足，在施工完成后出现了不均匀沉降，随之也就会致使路面结构产生沉降趋势，最终逐步形成沉陷病害；从沥青路面自身结构来看，因为其稳定性同样不足，强度没有达到应有标准，进而也就可能出现疲劳破坏，逐步出现沉陷病害；当然，如果公路沥青路面遭遇外界强力冲击，也会形成沉陷病害。

1.3泛油

公路沥青路面泛油主要表现为沥青路面层出现迁移，表面出现泛油现象，而底部则表现较为松散，进而逐步影响通行功能，容易带来较为恶劣的影响和危害。从公路沥青路面泛油病害的形成原因来看，首先和沥青混合料存在直接关联，因为配比不准确，添加沥青量远远超过标准值，所用细料严重不足，骨料相对较粗，进而也就容易在后续逐步出现上浮现象，形成泛油病害；沥青混合料的搅拌不够充分，无法形成理想均匀性，也会在后续应用中出现泛油病害；在公路沥青路面摊铺作业中，因为摊铺机运用不规范，或者摊铺均匀性控制不当，都会致使沥青路面出现离析现象，最终也会演变为泛油病害；在后续公路长期通行过程中，因为受到雨水的冲刷影响，在逐步下渗的过程中，同样也会致使沥青路面结构出现损伤，沥青膜容易出现剥落现象，进而逐步上浮，形成泛油病害。

2沥青路面泛油主要影响因素

2.1温度

温度很低时，沥青表现为弹性体，温度高时，沥青为牛顿流体；当路面温度在沥青软化点附近时，沥青会表现出明显的法向力效应等非牛顿体流变学行为特征。沥青在较高的路面使用温度下软化，导致上层的集料压入下一层路面。这会将沥青向上推，导致出油。TAESOON对在利用现场热再生技术的再生层上摊铺一层25mm覆盖层的路面出现严重泛油病害进行研究，发现过高沥青含量的表面层是路面泛油的主要原因。

2.2荷载大小及作用频率

根据流变学原理，剪应力和剪应变速率越大，沥青的黏度降低的也越大，因此，重载高速行驶车辆越多的沥青路面，往往越容易发生车辙和泛油现象。HAMED等利用X射线CT系统来获取试样高度上的空隙分布。试验结果表明，车速（负载持续时间）对交流应变的影响非常明显。较高的速度（较高的频率）产生较低的应变。

2.3级配

混合料级配是影响沥青混合料空隙率大小的直接因素，空隙分布及空隙率大小与泛油有着紧密的联系。HAMED等通过检测低温、中等温度及高温情况下不同沥青混合料级配在车辆荷载作用时的空隙率变化情况，发现较细的级配或过级配的混合料更容易受到永久变形的影响，随着空隙的减少，重交通荷载下的路面更容易泛油。

3沥青路面泛油的解决措施

3.1路面施工过程控制措施

3.1.1控制空隙率、保证足够压实度

严格检测相关材料的热涨性变系数，同时采取科学的路面养护维修管理，减少沥青路面在高温下发生膨胀性泛油。严格控制施工集料的性能选择，提高路面结构的空隙率稳定性。同时实行施工过程中的在线监测，保证压实强度。

3.1.2布置路面排水

保障路面结构空隙率弹性形变稳定性值域，布置防水、排水设施，避免自然雨水在路面积水侵入沥青结构内部形成水损害。

3.2改善沥青材料性能

3.2.1提高沥青黏度和弹性模量

使沥青接近弹性体是减轻沥青迁移可行的材料学方法。邓文广在基质沥青中加入相容剂、聚合物改性剂、特种增黏剂、稳定剂等制备了一种高黏高弹改性沥青。高黏高弹沥青抗剪性能及变形恢复能力均表现良好，特别是高温时的抗剪性能明显优于普通沥青。SPSC改性剂的由热塑性橡胶、增黏剂、增塑剂、胶连剂等按比例组合而成。刘永伟等发现当SPSC改性剂的掺量＞3%时，改性沥青的软化点＞90℃，满足高黏度改性沥青的特征标准，同时，样本沥青的60℃动力黏度在SPSC改性剂的含量水平增加情况下迅速增大，说明经SPSC改性后的样本沥青高温稳定性较好，而且强度较高，产生永久变形概率较小。高模量沥青混凝土与普通的沥青混凝土路面或改性沥青路面相比，具有模量高、空隙率小、高温稳定性和抗疲劳性好等优点，可以有效提高沥青路面的抗泛油性。王超对添加了PRMODULE高模量添加剂提高了沥青混合料的抗永久变形能力，对改善沥青混合料的高温稳定性具有显著作用。

3.2.2硅藻土改性沥青

高温时，硅藻土能够吸附较多沥青，防止路面泛油；同时硅藻土改性沥青路面具有隔热和阻热的特性，在高温条件下，可阻止路面温度升温过高，对防止路面产生车辙和泛油具有较好的作用。

结束语

（1）根据泛油范围的不同可以将沥青路面泛油病害分为传统泛油及新型泛油。（2）泛油病害导致路面摩擦力系数下降，具有较大的安全隐患，同时沥青迁移会降低中、下面层的低温抗裂性能、抗疲劳性能，还会造成水路面的水损害。（3）空隙率过小、压实度不足、动压水作用及施工不当是泛油产生的原因，可以从流变学角度分析泛油产生的原因。（4）提高沥青胶结料的黏度和弹性模量，加入含有大量的SiO2成分硅藻土，可以提高路面抗泛油性能。

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.

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