沥青路面的早期损坏与防护
摘 要: 针对沥青混凝土路面的早期破坏的情况 ,简单分析了沥青路面的早期破坏现象和产生原因，并提出了预防措施。
关键词:高速公路 沥青路面 早期损坏 防护 前 言
随着我国公路工程不断网化，沥青混凝土路面以其较好的耐久性和行车舒适性占有了我国公路的较大比重。沥青混凝土路面有较好的力学性能。并且坚韧，平整，有良好的抗滑、抗渗和耐疲劳的性能。沥青混凝土路面有较好的温度稳定性，可以抵抗温差大而产生的路面开裂。但是由于各种原因,沥青混凝土路面早期破坏时有发生,有的产生横、纵向裂缝，有的局部拥包，有的产生路面汲浆，路面边部断裂，局部的沥青混凝土层剥落等。不仅影响了工程的观感质量，也影响了路面的整体性和行车的安全性。加之雨水的浸入渗透，使路面基层，路基遭到侵蚀，破坏和变行，沥青混凝土的抗温度裂缝能力、抗疲劳破坏能力、抗水破坏和抗松散能力逐渐减弱，沥青面层的破坏现象逐渐增多，此时要采取养护措施来改善和恢复路面应有的使用性能。
1 高速公路沥青路面早期损坏情况 1.1 几种主要路面早期损坏现象
1.1.1软土地基继续沉降产生的路面(含桥头)沉陷
花高价进行处理的软土地基未得到应有效果的主要原因在于:采取处理措施后到铺筑路面前允许软土地基固结沉降的时间太短。我国高速公路
除在构造物头上采用粉喷桩、搅拌桩、石灰粉煤灰土桩和碎石桩等桩基处理措施外，通常都采用袋装砂井或塑料排水板与砂垫层、加载预压相结合的排水固结法处理措施。即使是打穿软土层的排水固结法，也需要有较长的时间供软土层固结基本完成。我国高速公路的计划施工期往往较短，而实际施工期则更短，导致不得不在软土地基继续明显沉降的情况下铺筑路面，这样就造成了上述后果。造成软土地段路面大量沉陷的另一个重要原因是，袋装砂井或塑料排水板或粉喷桩、搅拌桩等没有打穿软土层，致使砂井底、排水板下端以及桩尖下部仍有一个层厚不一的软土层。排水固结法不能使这个软土层中的水较快排出，在上层荷载作用下此层中的水需要更长的时间才能逐渐排出并使土体固结到稳定状态。未打穿软土层的各种桩实际是悬浮在软土层中，只能靠桩周的摩擦力起支撑其上的路面荷载的作用。桩下的软土层在上层荷载作用下，需要更长的时间才能逐渐固结稳定。当前的施工技术要将塑料排水板或袋装砂井打入深25m以上的软土层是困难的，粉喷桩的有效深度也只有约15m。
1.1.2路基压实度不够导致路面的早期损坏
路基路面局部沉陷变形、构造物相邻接的填土路堤压实度不够以及对原地基(介于软土地基和坚硬地基之间的地基)未做适当处理，使相邻构造物的路面明显下沉，产生了俗称的桥头跳车。
1.1.3基层质量不好造成的损坏
基层是沥青路面最重要的承重层，其质量优劣直接影响路面的早期破坏和寿命。半刚性材料层之间或半刚性层下部有一定厚度的素土夹层，素土夹层潮湿后使路面承载能力显著下降。载重卡车通过产生“弹簧”现象
的路段，容易产生块状裂缝。半刚性基层厚度不足，而底基层又不是半刚性材料层的路面结构，特别在土路基压实度不够和承载能力差的情况下，也会产生块状裂缝。这种块状裂缝的面积有时仅1m2左右。如果沥青混合料在间歇式拌和机中拌的时间过长、拌和温度过高或在贮料仓中贮存时间过长都会使沥青氧化变硬，使沥青对拉应变特别敏感，一旦拉应变超过沥青混凝土抗拉能力就会产生块状裂缝。在冰冻地区，特别在重冰冻地区由于低温作用会产生块状裂缝(长3～4m)。
1.1.4水损坏
沥青路面(含半刚性路面和刚性组合式路面)水损坏现象十分普遍，使用一年以上的高速公路都会产生程度不同的水损坏。差别仅在于有的严重、有的较轻。水损坏来得快，情况严重，因此它是路基路面的大敌。降水进入沥青面层后视水的滞留位置而异，在大量高速行驶车辆作用下，可能产生以下几种不同情况的水损坏现象。
1)表面层产生坑洞。即降雨过程中雨水会进入并滞留在表面层沥青混凝土的孔隙中，在大量快速行车的作用下，一次一次产生的动水压力(孔隙水压力)使沥青从碎石表面剥落下来，局部沥青混凝土变成松散，碎石被车轮甩出，路面产生坑洞。
2)表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变。降水过程中如自由水渗入并滞留在表面层和中面层内，大量快速行车使两层沥青混凝土部分碎石上的沥青剥落，导致表面产生网裂、形变(下陷)和向外侧推挤，或产生坑洞。
3)唧浆、网裂、坑洞同时发生。如水透过沥青面层(两层式或三层式)滞留在半刚性基层顶面，在大量快速行车作用下，自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料，形成灰白色浆，灰浆被行车压唧到路表面。沥青混凝土本身的空气率大、压实度不够和不均匀性是导致沥青面层产生水破坏的主要内因。
1.1.5辙槽
辙槽原定义为沥青路面轮迹带的凹陷(较轻的辙槽)，实际上严重辙槽处轮迹带产生凹陷的同时，其两侧的沥青混凝土常常臌起，此时的辙槽就是轮迹带的凹陷深度与其两侧臌起高度之和，造成高速公路沥青路辙槽的原因及影响因素有:一是车的数量及其轴重和轮胎压力。重载卡车的数量愈多、轴重和轮胎压力愈大，要求沥青混凝土的抗辙槽能力愈大;二为行车速度，承受慢速交通或有停车情况的路面与承受快速交通的路面相比较而言，前者要求沥青混凝土有较大的抗辙槽能力，即车速愈慢，要求沥青混凝土的抗辙槽能力愈大。因此，用于交叉路口、公共汽车停车站等的沥青混合料必须适应车辆的质量、速度和数量。同理，在山区高速公路的上坡路段上，特别是行驶重载和超重载车辆的情况下往往车速缓慢，容易产生较严重的辙槽。用于这种上坡路段上的沥青混凝土需要有较大的抗辙槽能力。
1.1.6泛油
沥青路面泛油是路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部，在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下，集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青，并在水的作用下被迫向上部迁移，从而导致面层上部泛油而底部松散的沥青迁移现象。路面泛油会造成三种直接后果：一是路面滑溜，对行车安全
构成严重威胁，特别是雨天。二是上面层混合料中的沥青含量愈来愈高，而中面层及下面层的沥青含量愈来愈低，直接损害中、下面层的低温抗裂性能、抗疲劳性能。三是沥青迁移造成路面空隙率的不利性改变，上面层空隙率愈来愈小而中、下层空隙率愈来愈大，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。其泛油现象分型为：
1）空隙率过小型泛油的现象特征是高温季节，整条路段地出现泛油现象，不管是轮迹带还是非轮迹带，只不过程度轻重不同而已。路表如镜面光滑，雨天车辆易打滑。钻心取样表明，空隙率过小型泛油的内部空隙充满了沥青，表面层厚度方向不存在明显沥青含量差异。
2）压密型泛油的表观特征是伴随有明显的车辙病害，泛油只发生在轮迹带，表面油膜分布较均匀。由于车辙的存在，车辆往往被迫变道行驶，而雨天容易形成积水，这些易对交通安全构成威胁。
3）动水作用型泛油有两种表观形式：一是点状的油斑，由小到大发展；二是沿轮迹带分布的带状泛油。点状油斑的发展过程是，首先在某段轮迹带上出现小块油斑，直径1～2cm左右；随后，轮迹带上的小块油斑逐渐增多、增大，油斑的直径增大到2～5cm不等，继续沿轮迹分布；油斑发展的最后阶段，油斑的直径、面积和爆发密度进一步增大，直至各块油斑逐渐联通成片。带状泛油现象是沿轮迹带分布的。外观考察和钻芯抽提试验发现此类泛油的路段沥青用量正常，不存在过量沥青。