瀝青混凝土路面常見病害的防治

引言

　　瀝青作為路用結(jié)合料，在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用，成為公路建設(shè)長久使用不衰的一種材料。但由于瀝青材質(zhì)本身的差異，以及受設(shè)計和施工水平的影響，瀝青路面常常出現(xiàn)開裂、泛油、松散、擁包、推移、坑槽等常見病害，這些病害的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了行車速度、行車安全，縮短了瀝青路面使用壽命，增加了道路的維修成本，降低了道路投資效益。

瀝青路面發(fā)展趨勢

　　多年來，我們調(diào)查了華北地區(qū)部分道路，發(fā)現(xiàn)瀝青路面常見病害十分突出，許多問題涉及到高等級路面，如京石高速公路保定南至正定東半幅，1994 年通車，1995 年就出現(xiàn)局部路段路面開裂、泛油嚴(yán)重，特別在彎道處推擁成包、路面標(biāo)線扭曲變形；太舊高速公路河北段1995 年通車，1997 年發(fā)現(xiàn)大量擁包；北京至福州104 國道滄州路段，山東德州路段，天津市區(qū)許多市政道路，京津塘一級公路也均有上述病害出現(xiàn)。

產(chǎn)生病害原因及分析

　　瀝青路面病害出現(xiàn)的原因，我認(rèn)為有下列幾個方面。

瀝青質(zhì)量問題

　　由于近幾年交通基礎(chǔ)設(shè)施作為國家重點(diǎn)投資，全國各地高速公路、一級路、二級路、城市道路開工項(xiàng)目很多，而建設(shè)資金又有限，因此，在道路結(jié)構(gòu)層的厚度設(shè)計、材料的采用均本著經(jīng)濟(jì)適用的原則，而對交通量的變化和使用年限并沒有重點(diǎn)研究。像高等級瀝青路面，許多省市采用的是上面層使用進(jìn)口瀝青，而中面層、底面層則采用國產(chǎn)瀝青，有的項(xiàng)目干脆全部選用國產(chǎn)瀝青。就國產(chǎn)瀝青而言，能達(dá)到規(guī)范要求的廠家并不多，而且年產(chǎn)量十分有限，不可能滿足國內(nèi)大規(guī)模建設(shè)的需要。參建各方都十分清楚這一情況，但從節(jié)省資金的角度來考慮只能勉強(qiáng)采取這一方法。

設(shè)計規(guī)范存在一定的問題

　　目前，柔性路面國家設(shè)計規(guī)范仍然采用彎沉值控制，并以黃河JN-150 為標(biāo)準(zhǔn)荷載，作為設(shè)計參數(shù)，使用年限采用累計折合成標(biāo)準(zhǔn)荷載次數(shù)作為控制指標(biāo)，而對重型車，特別是超重型車輛對路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響卻沒有過多過細(xì)的理論保證，規(guī)范中的折算系數(shù)并沒有考慮路面承載極限能力。雖然現(xiàn)在國內(nèi)許多路面方面的專家也在探討這一問題，并有專家寫文章進(jìn)行論述，但國家規(guī)范并沒有修改，設(shè)計時仍然要使用目前頒布的規(guī)范，一次超出極限荷載的行駛將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷，促使路面開裂、推移和擁包，甚至局部下陷，導(dǎo)致路面破壞。而目前高等級路面上，超重型車輛，特重型車輛隨處可見，因此對國家設(shè)計規(guī)范進(jìn)行修改很有必要。

透層油、粘層油對路面的影響

為了使瀝青路面與路面基層以及瀝青混凝土本身層與層之間具有良好的結(jié)合性，灑一定數(shù)量的透層油和粘層油是十分必要的。然而，在施工當(dāng)中透層油一般按1.2kg/m2，由于目前高等級道路大部分采用二灰碎石或水泥穩(wěn)定級配碎石，滲透性能均比較差，加上局部擠壓平整度稍差，經(jīng)常有透層油窩積現(xiàn)象。此外，粘層油設(shè)計一般要求1.0～1.2kg/m2，沒有考慮粘層油對瀝青混凝土油石比的影響，由此導(dǎo)致最終瀝青路面瀝青含量不好控制，而瀝青含量對路面質(zhì)量是至關(guān)重要的，瀝青多了會產(chǎn)生路面發(fā)軟，出現(xiàn)擁包，產(chǎn)生推移；瀝青少了會產(chǎn)生脫渣、松散或坑槽。

瀝青混凝土配合比設(shè)計存在的問題

　　瀝青混凝土配合比設(shè)計按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過四個階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計階段，生產(chǎn)配合比設(shè)計階段，生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段和試拌試鋪階段，各階段要達(dá)到的目的都有明確的要求。在施工時，有的單位壓縮兩至三個階段，有的干脆憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，因此，從理論和實(shí)踐來講存

在較大的偏差，從而導(dǎo)致瀝青混凝土內(nèi)在質(zhì)量存在先天不足。另一方面，由于目前國家現(xiàn)狀所致，高速公路工期較短加上標(biāo)價偏低，碎石料場不規(guī)范，大多材料都由個體企業(yè)承擔(dān)，料場分散，設(shè)備落后，材料的均質(zhì)性、穩(wěn)定性均有較大的差別。雖然大部分單位在開工前都取樣做了篩分分析符合要求，在施工過程中也檢測并予調(diào)整配合比，但由于變化大、差異性大，不可能做到十分準(zhǔn)確，瀝青含量和級配都在發(fā)生變化，這是導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見病害的原因之一。

瀝青混凝土拌和溫度的影響

瀝青混凝土拌和溫度的控制，從規(guī)范角度控制比較嚴(yán)格，對石油瀝青拌和出廠溫度要求在120～160℃，而實(shí)際上有些施工單位和個別商品瀝青混凝土廠家，在拌和溫度控制方面不是那么嚴(yán)格，時高時低很不穩(wěn)定。有的瀝青混凝土到場溫度近180℃，而有時不足110℃，溫度過高

可能導(dǎo)致瀝青變質(zhì)、沒有粘性，使瀝青混凝土松散；溫度過低，瀝青混合料拌和不勻，影響級配，這些也是導(dǎo)致瀝青路面有時局部松散或其它病害的一個原因。

瀝青混凝土路面病害的防治

　　瀝青路面常見病害的防治應(yīng)從設(shè)計、施工和路面維護(hù)三個方面著手，只解決一個方面的問題是不夠的。

設(shè)計規(guī)范的修改

　　從目前的設(shè)計規(guī)范來看，在車輛荷載等級換算方面可能有較大的偏差，特別是應(yīng)考慮特大車輛荷載對路基路面所產(chǎn)生的影響，其換算關(guān)系不是簡單的倍數(shù)關(guān)系。高等級公路在選材方面應(yīng)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，路面結(jié)構(gòu)層承載能力應(yīng)適應(yīng)當(dāng)前和在設(shè)計年限內(nèi)交通發(fā)展的需要，不能片面追求路面的里程量，而降低路面標(biāo)準(zhǔn)。一方面是為了省錢用國產(chǎn)瀝青替代進(jìn)口瀝青，另一方面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計偏薄，路面基層、底基層滿足不了行車荷載的作用。從綜合效益來看，由于節(jié)省資金造成的路面破壞遠(yuǎn)比多修幾公里路所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益大得多。

優(yōu)化瀝青面層級配設(shè)計

　　AC220I 合成級配設(shè)計的指導(dǎo)思想是減少細(xì)料的用量,以提高瀝青混合料的抗車轍性能，級配曲線呈S 型，粗集料偏上限，細(xì)料緊貼下限，鉆芯取樣結(jié)果表明其嵌擠作用不明顯，粗集料呈懸浮狀。

　　AC220L 比AC220I 更細(xì)，合成級配基本走其下限，屬于懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，抗車轍能力差。A C 2 2 0 I 合成級配與Superpave19 比較發(fā)現(xiàn)其合成級配設(shè)計基本走0.45 次方最大級配線圖，并緊貼禁區(qū)下限，集料間空隙較少，集料的骨架作用難以充分發(fā)揮。

　　應(yīng)采用多級嵌擠密集配設(shè)計方法，即將粗集料(大于最大公稱尺寸的0.22 倍的部分) 形成的嵌擠狀態(tài)，使細(xì)集料逐級依次填充從而形成多級嵌擠的集(礦)料級配。

瀝青面層混合料的攤鋪施工與質(zhì)量控制

　　攤鋪瀝青混合料中面層采用走浮動式基準(zhǔn)梁來控制攤鋪厚度與縱斷面高程，并隨時用水準(zhǔn)儀跟蹤檢測松鋪高程及壓實(shí)后的高程，同時每間隔10m

左右對松鋪厚度進(jìn)行檢測，及時指導(dǎo)攤鋪機(jī)進(jìn)行調(diào)整以保證質(zhì)量。瀝青混合料必須勻速、連續(xù)不斷地攤鋪。根據(jù)所采用的瀝青拌和樓生產(chǎn)能力及瀝青攤鋪機(jī)的機(jī)械性能確定攤鋪機(jī)的攤鋪速度。

　　松鋪系數(shù)的確定:首先確定3 個初始松鋪系數(shù)為1.1、1.15、1.2，在試驗(yàn)段中通過現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)最終確定松鋪系數(shù)為1.15，松鋪厚度6.9cm。

　　結(jié)合路面施工的實(shí)際情況，經(jīng)分析比較，在正常工況下拌和機(jī)的最小生產(chǎn)能力可達(dá)到30t/h，同時可充分發(fā)揮保溫罐的作用；為保證拌和樓發(fā)揮最大效率，又兼顧到攤鋪機(jī)在施工過程中盡可能地連續(xù)運(yùn)行，根據(jù)各個層次的設(shè)計攤鋪寬度和壓實(shí)厚度，確定攤鋪機(jī)的速度為2～2.5m/min；在中面層試驗(yàn)段施工時采用了3 種壓實(shí)組合方式進(jìn)行碾壓，結(jié)果證明采用雙鋼輪弱振2 遍、強(qiáng)振壓2 遍→膠輪揉搓碾壓2 遍→雙鋼輪收光碾壓2 遍組合碾壓效果比較理想，經(jīng)現(xiàn)場跟蹤檢測碾壓組合與瀝青混合料的密實(shí)度關(guān)系見表1。

　　在攤鋪施工過程中要嚴(yán)把材料關(guān)與開工關(guān),做好施工的前場控制與后場控制,同時要特別注意施工過程中的信息反饋。

結(jié) 論

　　現(xiàn)場取樣和鉆芯檢測表明，瀝青混合料的級配、瀝青用量以及壓實(shí)度、現(xiàn)場空隙率均能達(dá)到設(shè)計要求。對瀝青混凝土路面級配設(shè)計的研究，分析了不同混合料的高溫性能，借鑒不同的設(shè)計方法優(yōu)化瀝青混合料的礦料級配，改善瀝青面層的抗車轍性能。

　　以拌和樓為中心，充分發(fā)揮拌和機(jī)的生產(chǎn)能力，按已經(jīng)取得的經(jīng)驗(yàn)和制訂的各工序機(jī)械設(shè)備協(xié)調(diào)配合措施，嚴(yán)密組織管理，確保各設(shè)備在最佳組合、最佳配合的狀態(tài)下運(yùn)行。