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摘要：沥青混凝土路面近年来被广泛运用于高等级公路，但其在使用前期极易出现裂缝和轻微病害，本文在分析沥青路面早期病害的形成原因与机理，围绕预防性养护这一主动性的养护策略，深入探讨如何采用科学合理的路面预防性养护措施，减少养护成本，延长路面的使用寿命。
关键词：沥青混凝土；路面；病害；对策；养护
一、我国高速公路沥青路面存在的主要问题
虽然我国公路发展非常迅速,但同发达国家相比,我国的公路建设起步晚,技术力量储备少,经济基础薄弱,同时环境气候恶劣,交通量逐年增大,车辆超载严重。正是由于这些原因,在我国公路建设飞速发展的同时,沥青路面普遍出现了早期病害的现象,病害特征集中表现为局部沉降、纵横裂缝、泛油、车辙、坑槽、面层松散以及功能性破坏等等,不得不进行大修处理,不仅对社会、交通造成了很坏的影响,而且在经济上也造成了很大的损失。
从全国范围看,公路沥青路面早期破損问题,已经成为需要重点解决的问题,有着很多共性,主要表现为损坏时间早、达不到设计寿命,损坏范围广,几乎各条公路都存在着不同程度的病害;甚至在维修时需要对基层进行较大面积、较长路段的挖补重建。
二、沥青混凝土路面病害分析
（一）内部因素
1、材料选择不当
（1）沥青
沥青的选择依据不仅有气候因素，还同交通荷载、路面结构设计、混合料类型、水文地质条件及设计寿命密切相关。
（2）矿料
按技术规范要求，矿料必须干净，各种矿料必须达到规范要求，强度通过压碎值试验检测，尺寸规格通过筛分试验检测。
（3）沥青混合料
沥青混合料必须具有高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性、抗疲劳性能、耐久性和表面服务功能等。
2、设计不合理
现阶段,设计工作相对滞后,具体表现在:
（1）设计参数
路面结构在行车荷载作用下主要表现为动态加载效应,国外在近几年有采用动态模量反映沥青混合料设计参数的趋势,并研制了相应的仪器设备。而我国目前仍以静态回弹模量作为设计参数。
（2）设计方法
设计不合理，一方面设计部门在进行路面设计时，普遍采用项目工程可行性研究时进行的交通量调查和远景交通量预测成果，以规范规定的BZZ-100进行轴载换算和路面结构厚度计算，而不是根据实际轴载进行设计，采用的累计轴载次数往往比实际轴载折算的低几倍。
（3）参数取值
路面设计的另一个非常重要的内容是结构层混合料设计,设计单位真正通过室内外材料试验确定材料设计参数的很少,多数参数取值采用了规范推荐取值范围的中值进行设计。
3、施工工艺缺陷
施工缺陷形成常见路面病害:
（1）压实度
早期破坏与路基施工质量有关,特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑压实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。
（2）养生不充分
我国公路建设的现状表明,公路分期修筑,沥青面层较薄,有相当比例的半刚性基层养生不充分,铺筑后不久便开裂了。也有不少半刚性基层铺完后来不及铺筑沥青表面层便过冬,无法保证冬天不裂。还有的半刚性基层施工不好,或者习惯于用较多的含水量,或者仍有过高的细料土比例, 还有的片面追求强度, 水泥剂量较高。在这样的半刚性基层的沥青面层上, 半刚性基层收缩裂缝的反射将不可避免地产生。
（3）施工中沥青混凝土配合比设计
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。
（4）沥青混凝土拌合温度的控制
沥青混凝土拌和控制不好混合料拌和时温度过高、拌合时间过长使沥青老化,失去了应有的粘结力,在行车作用下松散、坑槽等病害。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它病害的原因。
（5）沥青混凝土的摊铺
施工机械设备陈旧、不配套,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。
（6）施工碾压温度过高。
（二）外部因素
1、水损坏
沥青路面水损害问题所涉及的因素是十分复杂的。通常水损害产生的原因有以下4种：
(1)路面排水系统不健全；
(2)路面压实度不足：
(3)路面离析；
(4)其他：集料表面粉尘太多。水通过沥青面层的空隙或缝隙，或者由分隔带或路肩渗入到路面结构内，若不能及时予以排除，就会浸湿结构层材料甚至路基土，使其强度下降，变形增加，承载力降低，使用寿命缩短。更为严重的是，进入路面结构层之间的空隙中的水分，在行车荷载作用下，会成为高孔隙水压力和高流速的水流，冲刷层面材料并产生唧泥现象，促使沥青面层出现剥落、松散等病害，从而使整个路面结构的使用性能迅速破坏。
2、气候影响
沥青混凝土作为道路工程材料的主要缺点是其强度和变形性能与温度有很大关系。温度升高时，沥青混凝土中沥青的粘滞度降低，矿物颗粒之间的粘结力随着削弱，这就导致强度的降低。当抗压强度和刚度不足时，就会出现推移、车辙、拥抱为特征的路面剪切变形和塑性累积变形。当温度下降时，沥青的粘滞度增高，强度和刚度都提高了，但抵抗变形的能力却大为降低。要因地制宜综合考虑选定沥青、沥青混凝土的结构形式。
3、超载影响
车辆超载引起的危害，应当引起有关部门的重视，充分认识超重车辆对道路和桥梁的严重破坏，必须采取限载措施，并提出具体政策促进落实。改进交通管理措施，将车辆吨位利用率控制在合理范围内。
4、养护管理不当
公路沥青混凝土路面在一定的运营阶段采用预防性养护措施，及时把路面病害及造成病害的因素处理在萌芽状态，才能有效延长公路的中修、大修期，可降低路面养护费用，延长路面使用寿命，充分发挥养护资金的最大效益。沥青路面在行车作用下出现小面积松散，个别坑槽后，未及时进行养护，特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治，初期及时养护更为重要。有些养护人员，在混凝土路面上采取人工喷油（或洒布机喷油）、人工洒料方法进行养护，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、推拥、松散等病害。
三、防止公路沥青路面发生早期破坏的对策
（一）提高设计技术
设计合理的沥青混合料。尽量减小材料的空隙率，减小了空隙率意味着减小了路面的透水性，提高了路面强度和耐久性，也减小了雨水进入路面并滞留其中的可能性，从而就减少沥青在路面中迁移的可能性。从当前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配沥青混凝土(如AC-16I、AC-25I)的高温抗永久性变形能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能。SMA路面的广泛应用是最好的例证。科学的选用混合料的最大粒径，增强材料的均匀性，则可以减少混合料从拌和到摊铺整个过程中的离析。设计合理的路面结构组合，不同的路面结构组合使得路面不同结构层的受力大小不同。对于一定的交通而言，尤其是交通比较繁重时，确保沥青层满足一定的厚度要求是必要的，否则沥青层很难与下面的基层形成一个整体而长期共同发挥作用，难以保证路面的长期使用性能。半刚性基层的使用，大大增强了路面结构的整体抗变形能力，结构层底面的弯拉应力在很大程度上也变得微不足道。
(二)提高施工质量
在施工过程严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率。设法加强沥青面层间黏结力也是有效防治水破坏的措施之一。加强路面基层施工质量，提高基层平整度也可以有效防治病害的产生。
(三)加強养护管理，提高养护管理水平
经验表明，科学有效的养护不但保证了公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。
道路裂缝治理的目的主要是防治不让雨雪水灌入缝内，将裂缝封住，通常叫做灌缝。通过及时有效地治理，防治其发展到路面龟裂，出现坑槽以及碎裂等严重病害。
路面裂缝在每年3月份即将解冻前明显扩大，此时是封堵裂缝的最佳时机，这样可防止冻融积水的渗入影响基层的承载力。恰当的裂缝处置工艺对封堵裂缝的寿命有重大影响，主要考虑的因素有：施工气温；裂缝是否做清洁、干燥处理等。灌缝多采用SBS改性沥青，以期全面封堵裂缝。
对于在高温季节全部或大部分可以愈合的轻微裂缝，可不加处理。对于在高温季节不能愈合的缝宽5mm以内的轻微裂缝，可用不同性质的沥青灌缝，目的是防止由于雨水、冰雪通过裂缝向下渗入而继续扩大，这些裂缝的处理属于预防性养护范畴。在处理时先清除裂缝处的杂物，有不要用高压气泵从裂缝一端开始慢慢吹至另一端，确保风内干净，灌注沥青后将干净的石屑撒到缝中并捣实。
当缝宽在5mm以上时，通常需要进行扩缝处理，先准备好开槽机、清缝设备和灌缝机，根据路面裂缝的具体情况，确定裂缝封堵方案。根据裂缝宽度、种类确定开槽尺寸，用高压清缝设备清除缝内的碎石粉末，并用钢丝刷沿凹槽边缘清除松动的部分，灌入改性沥青、封堵胶等封堵材料，撒布碎石，冷却15min后即可开放交通。
对于较宽的纵向裂缝，可以用热拌沥青混合料填封，即清除已经松动的裂缝边缘，用热拌沥青混合料填入缝中并捣实，其施工步骤类似于修补坑槽。
不论采取什么样的预防处置措施，主要的是要达到预防病害扩散扩展的效果，将路养好，让它一直处于良好的技术状态，为社会提供安全、高效的通行服务。加强沥青路面预防性养护技术的引进、改造与推广应用，应该是一条必由之路。
四、结语
以上对沥青混凝土路面早期病害的表现特征、损坏原因、养护措施及施工要点进行了研究，作了大致的论述，养护施工一定要针对病害特点实地考察，研究分析才能作出结论。沥青路面的早期病害消除，必须坚持以预防为主，防治结合的方针。在以后的沥青面层养护过程中，应针对路面损坏原因按照规范施工，做到公路路面通畅、平整，病害处理彻底，确保沥青路面的质量，延长道路的使用寿命。
关键词：沥青混凝土；路面；病害；对策；养护
一、我国高速公路沥青路面存在的主要问题
虽然我国公路发展非常迅速,但同发达国家相比,我国的公路建设起步晚,技术力量储备少,经济基础薄弱,同时环境气候恶劣,交通量逐年增大,车辆超载严重。正是由于这些原因,在我国公路建设飞速发展的同时,沥青路面普遍出现了早期病害的现象,病害特征集中表现为局部沉降、纵横裂缝、泛油、车辙、坑槽、面层松散以及功能性破坏等等,不得不进行大修处理,不仅对社会、交通造成了很坏的影响,而且在经济上也造成了很大的损失。
从全国范围看,公路沥青路面早期破損问题,已经成为需要重点解决的问题,有着很多共性,主要表现为损坏时间早、达不到设计寿命,损坏范围广,几乎各条公路都存在着不同程度的病害;甚至在维修时需要对基层进行较大面积、较长路段的挖补重建。
二、沥青混凝土路面病害分析
（一）内部因素
1、材料选择不当
（1）沥青
沥青的选择依据不仅有气候因素，还同交通荷载、路面结构设计、混合料类型、水文地质条件及设计寿命密切相关。
（2）矿料
按技术规范要求，矿料必须干净，各种矿料必须达到规范要求，强度通过压碎值试验检测，尺寸规格通过筛分试验检测。
（3）沥青混合料
沥青混合料必须具有高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性、抗疲劳性能、耐久性和表面服务功能等。
2、设计不合理
现阶段,设计工作相对滞后,具体表现在:
（1）设计参数
路面结构在行车荷载作用下主要表现为动态加载效应,国外在近几年有采用动态模量反映沥青混合料设计参数的趋势,并研制了相应的仪器设备。而我国目前仍以静态回弹模量作为设计参数。
（2）设计方法
设计不合理，一方面设计部门在进行路面设计时，普遍采用项目工程可行性研究时进行的交通量调查和远景交通量预测成果，以规范规定的BZZ-100进行轴载换算和路面结构厚度计算，而不是根据实际轴载进行设计，采用的累计轴载次数往往比实际轴载折算的低几倍。
（3）参数取值
路面设计的另一个非常重要的内容是结构层混合料设计,设计单位真正通过室内外材料试验确定材料设计参数的很少,多数参数取值采用了规范推荐取值范围的中值进行设计。
3、施工工艺缺陷
施工缺陷形成常见路面病害:
（1）压实度
早期破坏与路基施工质量有关,特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑压实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。
（2）养生不充分
我国公路建设的现状表明,公路分期修筑,沥青面层较薄,有相当比例的半刚性基层养生不充分,铺筑后不久便开裂了。也有不少半刚性基层铺完后来不及铺筑沥青表面层便过冬,无法保证冬天不裂。还有的半刚性基层施工不好,或者习惯于用较多的含水量,或者仍有过高的细料土比例, 还有的片面追求强度, 水泥剂量较高。在这样的半刚性基层的沥青面层上, 半刚性基层收缩裂缝的反射将不可避免地产生。
（3）施工中沥青混凝土配合比设计
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。
（4）沥青混凝土拌合温度的控制
沥青混凝土拌和控制不好混合料拌和时温度过高、拌合时间过长使沥青老化,失去了应有的粘结力,在行车作用下松散、坑槽等病害。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它病害的原因。
（5）沥青混凝土的摊铺
施工机械设备陈旧、不配套,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。
（6）施工碾压温度过高。
（二）外部因素
1、水损坏
沥青路面水损害问题所涉及的因素是十分复杂的。通常水损害产生的原因有以下4种：
(1)路面排水系统不健全；
(2)路面压实度不足：
(3)路面离析；
(4)其他：集料表面粉尘太多。水通过沥青面层的空隙或缝隙，或者由分隔带或路肩渗入到路面结构内，若不能及时予以排除，就会浸湿结构层材料甚至路基土，使其强度下降，变形增加，承载力降低，使用寿命缩短。更为严重的是，进入路面结构层之间的空隙中的水分，在行车荷载作用下，会成为高孔隙水压力和高流速的水流，冲刷层面材料并产生唧泥现象，促使沥青面层出现剥落、松散等病害，从而使整个路面结构的使用性能迅速破坏。
2、气候影响
沥青混凝土作为道路工程材料的主要缺点是其强度和变形性能与温度有很大关系。温度升高时，沥青混凝土中沥青的粘滞度降低，矿物颗粒之间的粘结力随着削弱，这就导致强度的降低。当抗压强度和刚度不足时，就会出现推移、车辙、拥抱为特征的路面剪切变形和塑性累积变形。当温度下降时，沥青的粘滞度增高，强度和刚度都提高了，但抵抗变形的能力却大为降低。要因地制宜综合考虑选定沥青、沥青混凝土的结构形式。
3、超载影响
车辆超载引起的危害，应当引起有关部门的重视，充分认识超重车辆对道路和桥梁的严重破坏，必须采取限载措施，并提出具体政策促进落实。改进交通管理措施，将车辆吨位利用率控制在合理范围内。
4、养护管理不当
公路沥青混凝土路面在一定的运营阶段采用预防性养护措施，及时把路面病害及造成病害的因素处理在萌芽状态，才能有效延长公路的中修、大修期，可降低路面养护费用，延长路面使用寿命，充分发挥养护资金的最大效益。沥青路面在行车作用下出现小面积松散，个别坑槽后，未及时进行养护，特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治，初期及时养护更为重要。有些养护人员，在混凝土路面上采取人工喷油（或洒布机喷油）、人工洒料方法进行养护，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、推拥、松散等病害。
三、防止公路沥青路面发生早期破坏的对策
（一）提高设计技术
设计合理的沥青混合料。尽量减小材料的空隙率，减小了空隙率意味着减小了路面的透水性，提高了路面强度和耐久性，也减小了雨水进入路面并滞留其中的可能性，从而就减少沥青在路面中迁移的可能性。从当前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配沥青混凝土(如AC-16I、AC-25I)的高温抗永久性变形能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能。SMA路面的广泛应用是最好的例证。科学的选用混合料的最大粒径，增强材料的均匀性，则可以减少混合料从拌和到摊铺整个过程中的离析。设计合理的路面结构组合，不同的路面结构组合使得路面不同结构层的受力大小不同。对于一定的交通而言，尤其是交通比较繁重时，确保沥青层满足一定的厚度要求是必要的，否则沥青层很难与下面的基层形成一个整体而长期共同发挥作用，难以保证路面的长期使用性能。半刚性基层的使用，大大增强了路面结构的整体抗变形能力，结构层底面的弯拉应力在很大程度上也变得微不足道。
(二)提高施工质量
在施工过程严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度，尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率。设法加强沥青面层间黏结力也是有效防治水破坏的措施之一。加强路面基层施工质量，提高基层平整度也可以有效防治病害的产生。
(三)加強养护管理，提高养护管理水平
经验表明，科学有效的养护不但保证了公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。
道路裂缝治理的目的主要是防治不让雨雪水灌入缝内，将裂缝封住，通常叫做灌缝。通过及时有效地治理，防治其发展到路面龟裂，出现坑槽以及碎裂等严重病害。
路面裂缝在每年3月份即将解冻前明显扩大，此时是封堵裂缝的最佳时机，这样可防止冻融积水的渗入影响基层的承载力。恰当的裂缝处置工艺对封堵裂缝的寿命有重大影响，主要考虑的因素有：施工气温；裂缝是否做清洁、干燥处理等。灌缝多采用SBS改性沥青，以期全面封堵裂缝。
对于在高温季节全部或大部分可以愈合的轻微裂缝，可不加处理。对于在高温季节不能愈合的缝宽5mm以内的轻微裂缝，可用不同性质的沥青灌缝，目的是防止由于雨水、冰雪通过裂缝向下渗入而继续扩大，这些裂缝的处理属于预防性养护范畴。在处理时先清除裂缝处的杂物，有不要用高压气泵从裂缝一端开始慢慢吹至另一端，确保风内干净，灌注沥青后将干净的石屑撒到缝中并捣实。
当缝宽在5mm以上时，通常需要进行扩缝处理，先准备好开槽机、清缝设备和灌缝机，根据路面裂缝的具体情况，确定裂缝封堵方案。根据裂缝宽度、种类确定开槽尺寸，用高压清缝设备清除缝内的碎石粉末，并用钢丝刷沿凹槽边缘清除松动的部分，灌入改性沥青、封堵胶等封堵材料，撒布碎石，冷却15min后即可开放交通。
对于较宽的纵向裂缝，可以用热拌沥青混合料填封，即清除已经松动的裂缝边缘，用热拌沥青混合料填入缝中并捣实，其施工步骤类似于修补坑槽。
不论采取什么样的预防处置措施，主要的是要达到预防病害扩散扩展的效果，将路养好，让它一直处于良好的技术状态，为社会提供安全、高效的通行服务。加强沥青路面预防性养护技术的引进、改造与推广应用，应该是一条必由之路。
四、结语
以上对沥青混凝土路面早期病害的表现特征、损坏原因、养护措施及施工要点进行了研究，作了大致的论述，养护施工一定要针对病害特点实地考察，研究分析才能作出结论。沥青路面的早期病害消除，必须坚持以预防为主，防治结合的方针。在以后的沥青面层养护过程中，应针对路面损坏原因按照规范施工，做到公路路面通畅、平整，病害处理彻底，确保沥青路面的质量，延长道路的使用寿命。