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摘 要：沥青路面病害是公路工程的常见病害之一,沥青路面的病害直接影响着公路的性能以及行车的安全性。因此, 要重视沥青路面病害的防治,保证路面的质量,提高公路的使用性能, 确保行车安全。本文对从科学选择沥青材料、路面设计、控制施工质量和加强路面养护等四个方面着手,提出了防治沥青路面病害的措施。
关键词：沥青路面；病害；成因；防治
Abstract: Asphalt pavement diseases is one of the highway engineering common diseases, diseases of asphalt pavement directly affects the performance of highway and traffic safety. Therefore, attention should be paid to the prevention and control of the diseases of asphalt pavement, ensure the quality, improve the service performance of the road, to ensure the safety of the vehicle. In this paper, the selection of materials, the asphalt pavement design, construction quality control and strengthening of road maintenance and so on four aspects from the science, puts forward the prevention measures of asphalt pavement disease.
Key words: asphalt pavement; disease; causes; prevention
中图分类号：U416.2
沥青路面因为具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点而被广泛采用。但是,随着交通量日益增大,使沥青路面容易遭到破坏, 产生各种病害如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,如不及时处理将会影响道路的使用性能,直接影响了车辆的运行。因此,沥青病害的防治已经成为社会关注的热点。本文结合自身工作体会,对沥青路面病害原因及防治进行了粗浅的探讨。
1 沥青路面常见的病害
沥青混凝土作为一种路用结合料,在公路工程中得到了广泛的应用,不管城市道路还是乡村道路,不管是高速公路还是三级公路均被得到采用,成为道路建设路面长久使用的一种材料,但由于沥青混凝土材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽、波浪、车辙、局部沉陷、脱皮、啃边等病害,这些病害的出现严重降低了公路的质量,影响了道路行车的舒适性和安全性,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命。因此,应该对沥青路面病害产生原因进行分析,从而进行及时的防治,提高沥青路面的性能,保证行车的安全性。
2 沥青路面病害出现原因分析
2.1 沥青质量因素
沥青的稠度、感温性和含蜡量等指标直接影响沥青与矿料的粘结力,并由此影响沥青路面的强度和沥青混合料路用性能。但是,在公路工程建设中由于建设资金限制,在道路结构层的厚度设计、材料的使用上本着经济适用的原则,而对交通量的变化,使用年限并没有重点研究,很多沥青路并没有根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号,没有使用优质的沥青,施工时原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不准确, 导致了路面出现了车辙、路面开裂等病害, 导致路面有较好的抗疲劳破坏能力受损 。
2.2 路面设计因素
目前,对沥青混凝土面层应采用容许回弹弯沉、弯拉应力和剪应力三项指标设计; 在交通量小的支路上铺筑沥青时,可仅用容许弯沉值设计;对沥青碎石面层采用容许回弹弯沉和剪应力两项指标设计。但是, 在路面设计的过程中,设计单位并未能按照三项指标进行设计,使得设计弯沉值偏大,基层、低基层的拉应力偏小,造成路面整体刚度不足,导致路面提前破坏。
2.3 施工人员操作因素
在施工过程中,施工人员不能根据公路工程实际情况,没有充分考虑工程当地的气候条件和实际情况,不因地制便宜,而盲目地控制投资额,未能严格按照施工标准来规范施工行为。例如,在土基施工时天气干燥,施工过程中又不能严格把握施工标准,局部路堤填料土块粉碎不足,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够,或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,这样就很容易导致沥青路面出现各种病害。
2.4 气候的影响
1）低温裂缝。
沥青材料在较高温度条件下具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受到约束的，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂，产生裂缝。由于沥青路面宽度有限，收缩路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。
2）温度疲劳裂缝。
这种裂缝主要发生在日温差大的地区。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变（或劲度模量）变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。沥青路面具有高温软化特性，尽管设计及施工中尽可能降低油石比，最大限度地利用骨料级配增大高温稳定性，但在车辆长期作用下仍要产生车辙。泛油一般出现在高温天气，由于气温升高而导致沥青软化点的不适应。
2.5 沥青混凝土配合比设计存在的问题
沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段对要达到的目的都有明确的要求，在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工。因此，从理论和实践来讲存在较大的偏差，从而导致沥青混凝土内在质量存在先天不足。另一方面，由于现状所致，政绩工程工期较短，加上低价中标，碎石料场不规范，大多地材都由个体企业承担，料场分散，设备落后，材料的均质性、稳定性均有较大的差别。虽然大部分单位在开工前都作了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予以调整配合比，但由于差异性大，不可能做到十分准确，导致路面出现一些常见病害。
2.6 沥青混凝土拌合温度的控制
石油沥青拌合出场温度要求在120～165C，而实际上有些施工单位由于设备和人员素质等原因，在拌合温度控制方面时高时低很不稳定。温度过高可能导致沥青变质，没有黏性使沥青混凝土松散；温度过低，沥青混和料拌合不匀，影响级配，这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的原因。在瀝青混合料拌制完成后，从拌合厂向摊铺现场运输的过程中，空气与混合料之间的温差一般大于120C.加上因速度形成的相对风速较高，会导致混合料温度在到达现场前有较大的下降。降温幅度由表及里逐渐减少，最严重的降温区发生在料堆表面和马槽的接触面。降温严重程度取决于运输时间、速度、气温、保温措施等因素。
2.7 沥青混凝土的摊铺
现在摊铺设备断面加宽，沥青混合料从中间通过胶轮输送到两侧，由于距离大，必然产生离析，这种离析改变了沥青混凝土生产配合比；其次，由于烫平板从机心向两侧悬臂较长，随着摊铺次数的增加，产生变形，对路面横坡的控制也有较大影响。
另外，在混合料从运输车向摊铺机喂料斗卸料到刮料板输料的过程中，接触面表层料，特别是两侧车厢接触面的表层料，在每车料中最后被刮料板送到螺旋布料器，即每一车料降温幅度最大的表层“冷”料是集中被铺出的，表面料降温幅度较大、在正常的碾压过程中压实度难以达到要求，是路面发生松散、坑槽和渗水破坏的原因。
3 沥青路面常见病害的防治对策
3.1 要根据工程实际情况科学选择沥青材料
要根据公路工程实际的地貌和气温情况,在沥青路面施工时要做到科学地选择沥青材料,具体可以从以下几方面着手:(1)根据沥青面层类型用不同标号沥青材料,同时还要考虑施工重要条件、气候条件、施工季节和矿料性质与尺寸等因素。(2)为了防止沥青面层低温开裂,混合料中的沥青含量偏多些。(3)采用密实沥青混料时, 注意矿粉与沥青用量的比例。(4)为了提高沥青路用性能,可对沥青改性,在沥青中掺入丁苯橡胶等高分子聚合物,以提高沥青低温时的柔性。(5)为了减少沥青面层的低温度开裂隙应尽量用延度大稠度较低即低温变形能力大,不太脆硬的温度敏感性低的沥青。
3.2 规范路面设计
设计因素也是导致沥青路面病害产生的因素。因此,要规范设计工作,在设计中根据公路工程大概的通车量和实际环境情况,注意沥青路面防水设计、弯沉值、基层、低基层的拉应力等,使路面的设计合符工程要求。同时,在设计时要充分考虑沥青路面强度和承载能力,特别要考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响,确保路面的使用性能。
3.3 严格控制现场施工质量
科学施工则是高质量的保证,施工质量控制不严,早期破损必然出现。因此,在沥青路面施工过程重要,要严格控制现场施工工作,可以从以下几方面进行控制:(1)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超過压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。(2)半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。(3)透层或封层完成后,应尽快铺筑沥青面层。沥青的选用十分关键, 要挑选符合各项规范要求的沥青,特别是沥青针人度、延度指标必须严格把关。(4)沥青砼施工期间,交通管制必须有专人负责,禁止非施工车辆上路,防止上路机械漏油,保持路面干净整洁。(5)要现场施工监理,监理单位或者监理人员要严格按照执行规范和标准进行施工,严格按照设计要求和施工标准,监督施工人员的施工操作,坚决杜绝偷工减料和违规施工,提高沥青路面的施工质量。
3.4 加强沥青路面养护管理
在预防沥青路面病害做好养护工作是关键,科学有效的养护不但保证了城市道路沥青路面的服务性能,也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。因此,我们要注重沥青路面的养护工作,加强路面养护队伍的建设,提高施工、维修人员的养护技术,制定科学合理的养护方法,更新养护设备,做到当路面刚出现病害先兆时,及时对路面进行养护要比发生大的病害后处理简单;要保证养护资金,才可及时对沥青路面出现的病害进行补救工作,尽量减少路基、路面少受损伤,保证路面的质量和延长沥青路面的使用质量。
4 结语
综上所述，沥青路面的病害直接影响着公路的性能以及行车的安全性。因此, 要重视沥青路面病害的防治,保证路面的质量,提高公路的使用性能, 确保行车安全。
参考文献：
[1] 王宁,曹佩芝. 沥青路面病害的成因及防治[J]. 科技致富向导. 2010(27)
[2] 张小冬,李延永,郭朝阳. 浅谈沥青路面病害产生原因和处治方法[J]. 科技信息(科学教研). 2007(22)
[3] 苗世才,赵国辉. 浅谈公路沥青路面病害的成因与防治措施[J]. 黑龙江科技信息. 2009(34)
[4] 陈庭锋,陈小丽. 高速公路沥青路面早期病害及防治浅析[J]. 广东科技. 2006(09)
关键词：沥青路面；病害；成因；防治
Abstract: Asphalt pavement diseases is one of the highway engineering common diseases, diseases of asphalt pavement directly affects the performance of highway and traffic safety. Therefore, attention should be paid to the prevention and control of the diseases of asphalt pavement, ensure the quality, improve the service performance of the road, to ensure the safety of the vehicle. In this paper, the selection of materials, the asphalt pavement design, construction quality control and strengthening of road maintenance and so on four aspects from the science, puts forward the prevention measures of asphalt pavement disease.
Key words: asphalt pavement; disease; causes; prevention
中图分类号：U416.2
沥青路面因为具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点而被广泛采用。但是,随着交通量日益增大,使沥青路面容易遭到破坏, 产生各种病害如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,如不及时处理将会影响道路的使用性能,直接影响了车辆的运行。因此,沥青病害的防治已经成为社会关注的热点。本文结合自身工作体会,对沥青路面病害原因及防治进行了粗浅的探讨。
1 沥青路面常见的病害
沥青混凝土作为一种路用结合料,在公路工程中得到了广泛的应用,不管城市道路还是乡村道路,不管是高速公路还是三级公路均被得到采用,成为道路建设路面长久使用的一种材料,但由于沥青混凝土材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽、波浪、车辙、局部沉陷、脱皮、啃边等病害,这些病害的出现严重降低了公路的质量,影响了道路行车的舒适性和安全性,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命。因此,应该对沥青路面病害产生原因进行分析,从而进行及时的防治,提高沥青路面的性能,保证行车的安全性。
2 沥青路面病害出现原因分析
2.1 沥青质量因素
沥青的稠度、感温性和含蜡量等指标直接影响沥青与矿料的粘结力,并由此影响沥青路面的强度和沥青混合料路用性能。但是,在公路工程建设中由于建设资金限制,在道路结构层的厚度设计、材料的使用上本着经济适用的原则,而对交通量的变化,使用年限并没有重点研究,很多沥青路并没有根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号,没有使用优质的沥青,施工时原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不准确, 导致了路面出现了车辙、路面开裂等病害, 导致路面有较好的抗疲劳破坏能力受损 。
2.2 路面设计因素
目前,对沥青混凝土面层应采用容许回弹弯沉、弯拉应力和剪应力三项指标设计; 在交通量小的支路上铺筑沥青时,可仅用容许弯沉值设计;对沥青碎石面层采用容许回弹弯沉和剪应力两项指标设计。但是, 在路面设计的过程中,设计单位并未能按照三项指标进行设计,使得设计弯沉值偏大,基层、低基层的拉应力偏小,造成路面整体刚度不足,导致路面提前破坏。
2.3 施工人员操作因素
在施工过程中,施工人员不能根据公路工程实际情况,没有充分考虑工程当地的气候条件和实际情况,不因地制便宜,而盲目地控制投资额,未能严格按照施工标准来规范施工行为。例如,在土基施工时天气干燥,施工过程中又不能严格把握施工标准,局部路堤填料土块粉碎不足,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够,或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,这样就很容易导致沥青路面出现各种病害。
2.4 气候的影响
1）低温裂缝。
沥青材料在较高温度条件下具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受到约束的，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂，产生裂缝。由于沥青路面宽度有限，收缩路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。
2）温度疲劳裂缝。
这种裂缝主要发生在日温差大的地区。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变（或劲度模量）变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。沥青路面具有高温软化特性，尽管设计及施工中尽可能降低油石比，最大限度地利用骨料级配增大高温稳定性，但在车辆长期作用下仍要产生车辙。泛油一般出现在高温天气，由于气温升高而导致沥青软化点的不适应。
2.5 沥青混凝土配合比设计存在的问题
沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段对要达到的目的都有明确的要求，在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工。因此，从理论和实践来讲存在较大的偏差，从而导致沥青混凝土内在质量存在先天不足。另一方面，由于现状所致，政绩工程工期较短，加上低价中标，碎石料场不规范，大多地材都由个体企业承担，料场分散，设备落后，材料的均质性、稳定性均有较大的差别。虽然大部分单位在开工前都作了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予以调整配合比，但由于差异性大，不可能做到十分准确，导致路面出现一些常见病害。
2.6 沥青混凝土拌合温度的控制
石油沥青拌合出场温度要求在120～165C，而实际上有些施工单位由于设备和人员素质等原因，在拌合温度控制方面时高时低很不稳定。温度过高可能导致沥青变质，没有黏性使沥青混凝土松散；温度过低，沥青混和料拌合不匀，影响级配，这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的原因。在瀝青混合料拌制完成后，从拌合厂向摊铺现场运输的过程中，空气与混合料之间的温差一般大于120C.加上因速度形成的相对风速较高，会导致混合料温度在到达现场前有较大的下降。降温幅度由表及里逐渐减少，最严重的降温区发生在料堆表面和马槽的接触面。降温严重程度取决于运输时间、速度、气温、保温措施等因素。
2.7 沥青混凝土的摊铺
现在摊铺设备断面加宽，沥青混合料从中间通过胶轮输送到两侧，由于距离大，必然产生离析，这种离析改变了沥青混凝土生产配合比；其次，由于烫平板从机心向两侧悬臂较长，随着摊铺次数的增加，产生变形，对路面横坡的控制也有较大影响。
另外，在混合料从运输车向摊铺机喂料斗卸料到刮料板输料的过程中，接触面表层料，特别是两侧车厢接触面的表层料，在每车料中最后被刮料板送到螺旋布料器，即每一车料降温幅度最大的表层“冷”料是集中被铺出的，表面料降温幅度较大、在正常的碾压过程中压实度难以达到要求，是路面发生松散、坑槽和渗水破坏的原因。
3 沥青路面常见病害的防治对策
3.1 要根据工程实际情况科学选择沥青材料
要根据公路工程实际的地貌和气温情况,在沥青路面施工时要做到科学地选择沥青材料,具体可以从以下几方面着手:(1)根据沥青面层类型用不同标号沥青材料,同时还要考虑施工重要条件、气候条件、施工季节和矿料性质与尺寸等因素。(2)为了防止沥青面层低温开裂,混合料中的沥青含量偏多些。(3)采用密实沥青混料时, 注意矿粉与沥青用量的比例。(4)为了提高沥青路用性能,可对沥青改性,在沥青中掺入丁苯橡胶等高分子聚合物,以提高沥青低温时的柔性。(5)为了减少沥青面层的低温度开裂隙应尽量用延度大稠度较低即低温变形能力大,不太脆硬的温度敏感性低的沥青。
3.2 规范路面设计
设计因素也是导致沥青路面病害产生的因素。因此,要规范设计工作,在设计中根据公路工程大概的通车量和实际环境情况,注意沥青路面防水设计、弯沉值、基层、低基层的拉应力等,使路面的设计合符工程要求。同时,在设计时要充分考虑沥青路面强度和承载能力,特别要考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响,确保路面的使用性能。
3.3 严格控制现场施工质量
科学施工则是高质量的保证,施工质量控制不严,早期破损必然出现。因此,在沥青路面施工过程重要,要严格控制现场施工工作,可以从以下几方面进行控制:(1)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超過压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。(2)半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。(3)透层或封层完成后,应尽快铺筑沥青面层。沥青的选用十分关键, 要挑选符合各项规范要求的沥青,特别是沥青针人度、延度指标必须严格把关。(4)沥青砼施工期间,交通管制必须有专人负责,禁止非施工车辆上路,防止上路机械漏油,保持路面干净整洁。(5)要现场施工监理,监理单位或者监理人员要严格按照执行规范和标准进行施工,严格按照设计要求和施工标准,监督施工人员的施工操作,坚决杜绝偷工减料和违规施工,提高沥青路面的施工质量。
3.4 加强沥青路面养护管理
在预防沥青路面病害做好养护工作是关键,科学有效的养护不但保证了城市道路沥青路面的服务性能,也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。因此,我们要注重沥青路面的养护工作,加强路面养护队伍的建设,提高施工、维修人员的养护技术,制定科学合理的养护方法,更新养护设备,做到当路面刚出现病害先兆时,及时对路面进行养护要比发生大的病害后处理简单;要保证养护资金,才可及时对沥青路面出现的病害进行补救工作,尽量减少路基、路面少受损伤,保证路面的质量和延长沥青路面的使用质量。
4 结语
综上所述，沥青路面的病害直接影响着公路的性能以及行车的安全性。因此, 要重视沥青路面病害的防治,保证路面的质量,提高公路的使用性能, 确保行车安全。
参考文献：
[1] 王宁,曹佩芝. 沥青路面病害的成因及防治[J]. 科技致富向导. 2010(27)
[2] 张小冬,李延永,郭朝阳. 浅谈沥青路面病害产生原因和处治方法[J]. 科技信息(科学教研). 2007(22)
[3] 苗世才,赵国辉. 浅谈公路沥青路面病害的成因与防治措施[J]. 黑龙江科技信息. 2009(34)
[4] 陈庭锋,陈小丽. 高速公路沥青路面早期病害及防治浅析[J]. 广东科技. 2006(09)