09年公路监理工程师工程系列考试辅导-高速公路沥青路面早期病害的成因分析

前言
    沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便，且适宜于分期修建等优点，因此得到了广泛的应用。尽管目前沥青路面设计方法是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计方法，沥青路面仍然存在着设计年限内由于各种原因而发生的早期破坏。高速公路沥青路面早期破损是指高速公路沥青路面在通车后1 -3 年内，呈现出开裂、泛油、剥落、车辙等早期破损，或者在通车当年即发生病害，正常维修期大大提前，公路行使质量降低，直接影响车辆运行。虽然造成沥青路面病害的因素很多，但综合起来主要有路面结构设计问题、现场施工质量控制、投入运营后超载车辆及养护管理不严等几个方面。
    1路面结构设计问题
    沥青面层结构选用以及混合料类型的选择是个很关键的问题，根据沥青路面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求，宜选用粒径较小，空隙也小的级配混合料，尽量采用小粒径沥青砼，以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面，必须在沥青面层下设下封层，防止雨水渗入。（注：水在路面中表现形式：空隙水、层间水、深层渗水。水对路面的损害：
    a.高温动水压力对沥青有剥离作用造成路面松散；
    b.层间水使沥青路面各层分开改变路面的受力状况，路面在动荷载的作用下弯拉应力成几何级数的增加；
    c.水的冲刷破坏路面材料结构；
    d.渗水是路基不均匀沉降的主要原因。）
    沥青混合料配合比设计也是关键问题，现行设计规范中可供设计者选择的路面结构单一，而且调配范围过宽，如AC、AK结构都具有很强的优缺点：AC结构具有良好的隔水性，但表面较细，抗滑指标难以保证，而且矿料组成中往往是粗骨料浮于细集料之中，在行车荷载作用下，容易出现材料重新分配，因此易出现车辙现象；AK结构是有很好的骨架，抗车辙能力强，粗糙的表面满足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水严重，极易产生水损坏。另一方面由于国家现状所致，公路建设工期较短加上标价偏低，碎石料场不规范，大多地材都由个体承担，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性均有较大的差别，尽管我们重视“目标配合比设计”与“生产配合比设计”的相符性，但是在实际生产过程中，使生产配合比与实验室配合比出入较大。这些因素都会影响集料的吸水性，更严重的会影响集料与沥青的瀚附能力，使生产的混合料质量大打折扣，不能有效满足生产要求，这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
    2现场施工质量控制问题
    路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。
    （1）对原材料、配合比、及摊铺温度等质量检验不严。
    对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等；施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响；沥青混合料拌合温度的控制，从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120～165℃，而实际上有些施工单位在拌合温度控制方面不是那么严格，时高时低很不稳定，有的沥青砼拉到工地量测将近180℃，而有时不足110℃，温度过高可能导致沥青老化、变质，没有粘性使沥青混合料松散，混合料就压不实，就会出现推移，发生微裂。温度过低，沥青混合料拌合不匀，影响级配。更有甚者有的地方片面追求平整度，进行低温碾压，降低压实度标准，容易造成空隙率增大，压实度不足，从而影响平整度。此外落后的摊铺机对路面影响也较大，纵横接缝处理问题也较多，特别是碾压受到限制，不容易控制在规范要求的碾压温度内完成全部碾压工序，沥青混合料压实度难以达到。

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