瀝青混凝土路面常見(jiàn)病害的防治

引言

　　瀝青作為路用結(jié)合料，在世界各國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，成為公路建設(shè)長(zhǎng)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(jì)和施工水平的影響，瀝青路面常常出現(xiàn)開(kāi)裂、泛油、松散、擁包、推移、坑槽等常見(jiàn)病害，這些病害的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了行車(chē)速度、行車(chē)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(shì)

　　多年來(lái)，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(jiàn)病害十分突出，許多問(wèn)題涉及到高等級(jí)路面，如京石高速公路保定南至正定東半幅，1994 年通車(chē)，1995 年就出現(xiàn)局部路段路面開(kāi)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(chē)，1997 年發(fā)現(xiàn)大量擁包；北京至福州104 國(guó)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(jí)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(gè)方面。

瀝青質(zhì)量問(wèn)題

　　由于近幾年交通基礎(chǔ)設(shè)施作為國(guó)家重點(diǎn)投資，全國(guó)各地高速公路、一級(jí)路、二級(jí)路、城市道路開(kāi)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(jì)、材料的采用均本著經(jīng)濟(jì)適用的原則，而對(duì)交通量的變化和使用年限并沒(méi)有重點(diǎn)研究。像高等級(jí)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(guó)產(chǎn)瀝青，有的項(xiàng)目干脆全部選用國(guó)產(chǎn)瀝青。就國(guó)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(mǎn)足國(guó)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(lái)考慮只能勉強(qiáng)采取這一方法。

設(shè)計(jì)規(guī)范存在一定的問(wèn)題

　　目前，柔性路面國(guó)家設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù)，使用年限采用累計(jì)折合成標(biāo)準(zhǔn)荷載次數(shù)作為控制指標(biāo)，而對(duì)重型車(chē)，特別是超重型車(chē)輛對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響卻沒(méi)有過(guò)多過(guò)細(xì)的理論保證，規(guī)范中的折算系數(shù)并沒(méi)有考慮路面承載極限能力。雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多路面方面的專(zhuān)家也在探討這一問(wèn)題，并有專(zhuān)家寫(xiě)文章進(jìn)行論述，但國(guó)家規(guī)范并沒(méi)有修改，設(shè)計(jì)時(shí)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(kāi)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(jí)路面上，超重型車(chē)輛，特重型車(chē)輛隨處可見(jiàn)，因此對(duì)國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行修改很有必要。

透層油、粘層油對(duì)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(jí)道路大部分采用二灰碎石或水泥穩(wěn)定級(jí)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(jì)一般要求1.0～1.2kg/m2，沒(méi)有考慮粘層油對(duì)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(duì)路面質(zhì)量是至關(guān)重要的，瀝青多了會(huì)產(chǎn)生路面發(fā)軟，出現(xiàn)擁包，產(chǎn)生推移；瀝青少了會(huì)產(chǎn)生脫渣、松散或坑槽。

瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

　　瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)按規(guī)范要求應(yīng)經(jīng)過(guò)四個(gè)階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)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(shí)，有的單位壓縮兩至三個(gè)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(lái)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(guó)家現(xiàn)狀所致，高速公路工期較短加上標(biāo)價(jià)偏低，碎石料場(chǎng)不規(guī)范，大多材料都由個(gè)體企業(yè)承擔(dān)，料場(chǎng)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(kāi)工前都取樣做了篩分分析符合要求，在施工過(guò)程中也檢測(cè)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(jí)配都在發(fā)生變化，這是導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些常見(jiàn)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(duì)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(gè)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(shí)高時(shí)低很不穩(wěn)定。有的瀝青混凝土到場(chǎng)溫度近180℃，而有時(shí)不足110℃，溫度過(guò)高

可能導(dǎo)致瀝青變質(zhì)、沒(méi)有粘性，使瀝青混凝土松散；溫度過(guò)低，瀝青混合料拌和不勻，影響級(jí)配，這些也是導(dǎo)致瀝青路面有時(shí)局部松散或其它病害的一個(gè)原因。

瀝青混凝土路面病害的防治

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

設(shè)計(jì)規(guī)范的修改

　　從目前的設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)看，在車(chē)輛荷載等級(jí)換算方面可能有較大的偏差，特別是應(yīng)考慮特大車(chē)輛荷載對(duì)路基路面所產(chǎn)生的影響，其換算關(guān)系不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系。高等級(jí)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(jì)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(qián)用國(guó)產(chǎn)瀝青替代進(jìn)口瀝青，另一方面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)偏薄，路面基層、底基層滿(mǎn)足不了行車(chē)荷載的作用。從綜合效益來(lái)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(jí)配設(shè)計(jì)

　　AC220I 合成級(jí)配設(shè)計(jì)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(chē)轍性能，級(jí)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(jí)配基本走其下限，屬于懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，抗車(chē)轍能力差。A C 2 2 0 I 合成級(jí)配與Superpave19 比較發(fā)現(xiàn)其合成級(jí)配設(shè)計(jì)基本走0.45 次方最大級(jí)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(jí)嵌擠密集配設(shè)計(jì)方法，即將粗集料(大于最大公稱(chēng)尺寸的0.22 倍的部分) 形成的嵌擠狀態(tài)，使細(xì)集料逐級(jí)依次填充從而形成多級(jí)嵌擠的集(礦)料級(jí)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(dòng)式基準(zhǔn)梁來(lái)控制攤鋪厚度與縱斷面高程，并隨時(shí)用水準(zhǔn)儀跟蹤檢測(cè)松鋪高程及壓實(shí)后的高程，同時(shí)每間隔10m

左右對(duì)松鋪厚度進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)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?cái)備?。根?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(gè)初始松鋪系數(shù)為1.1、1.15、1.2，在試驗(yàn)段中通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(shí)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(guò)程中盡可能地連續(xù)運(yùn)行，根據(jù)各個(gè)層次的設(shè)計(jì)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(shí)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(chǎng)跟蹤檢測(cè)碾壓組合與瀝青混合料的密實(shí)度關(guān)系見(jiàn)表1。

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

結(jié) 論

　　現(xiàn)場(chǎng)取樣和鉆芯檢測(cè)表明，瀝青混合料的級(jí)配、瀝青用量以及壓實(shí)度、現(xiàn)場(chǎng)空隙率均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)瀝青混凝土路面級(jí)配設(shè)計(jì)的研究，分析了不同混合料的高溫性能，借鑒不同的設(shè)計(jì)方法優(yōu)化瀝青混合料的礦料級(jí)配，改善瀝青面層的抗車(chē)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。