沥青混凝土路面病害的成因和防治措施
2015-06-03
沥青路面竣工通车后，经过一段时间的运营，不少路段出现了一些病害，而且是多种多样的。沥青路面病害，原养护规范分类主要是结构性破坏类和表现破坏两大类，新的现行《公路沥青路面养护技术规范》(JrJ 073.2-2001)规定分成裂缝类、松散类，变形类和其他类。其中裂缝类分为龟裂、不规则裂缝、纵缝、横缝，松散类分为坑槽和松散・变形类分为沉陷、车辙、波浪拥包。其它类分为泛油和修补损坏。
一、龟裂
龟裂有轻、中、重三个层次，轻的缝细无散落，无变形；中的裂块明显，缝较宽，轻度变形・重的裂块破碎，缝宽，变形明显。龟裂都是由轻到重变化的。
1.产生的原因。产生的原因是多方面的，但主要有以下几点：
(1)路基的强度不足，如变形、下沉。
(2)基层局部强度不足，如胶结料偏少，集料离析，压实度不足等。
(3)面层强度不足，空隙率过大，造成渗水，唧浆，矿料的离析也能使面层模量变小，在重车作用下面层拉断成裂缝，变形成为龟裂。
2.龟裂的危害。龟裂对路面产生很大危害，特别是渗水后在基层和面层形成滞留水，造成基层唧浆，面层产生动水压力。冲刷油石界面，久而久之使油石分离而松散。滞留水对基层和面层都产生冻融，加剧裂缝的发展，使基层和面层遭到严重破坏。
二、不规裂裂缝
1.产生原因
(1)路基的不均匀下沉和变形造成路面变形，出现不规则裂缝。
(2)基层施工时含水量偏大，施工后的干缩，加上冬季低温时的温缩。两者合起来，肯定会更大，再加超载车的作用，会产生不规则的裂缝。
(3)基层的集料组成设计不佳，细料和粉料偏多，拉力不足，在干缩和温缩下产生不规则裂缝，特别是局部胶结料偏少时，形成强度不足，在超载车的作用下变形，造成面层的不规则裂缝。
(4)沥青路面沥青的老化和沥青质量不佳，在冬季低温时引起裂缝，而且是不规则的。
2.施工控制措施
(1)材料选择上要符合规范要求，如沥青的标号和品种要满足当地气候需要，因为沥青路面在抗冻稳定度方面沥青的贡献率最大，可占89％。所以沥青质量不但要满足规范，在数量上也不能少。如果按设计要求减少0.5％，路面的寿命减少一半，其减少的原因就是提前老化，从而使路面损坏，因此，沥青的数量不但满足形成沥青膜与矿料进行物理吸附和化学吸附，还应在矿料和缝隙中存有一定数量的自由沥青，以抵抗过早老化。在基层材料的选择上其规格和质量也应符合规范要求，在组成设计时要综合考虑，尽量做到在满足强度要求的情况下，少用细料和粉料以及胶结材料，以便减少干缩和温缩。
(2)粒料基层含水量控制。水泥稳定级配碎石施工时，不少人员控制含水量比最佳含水量高I％～2％，还有人主张提高3％。水稳碎石试验室的含水量一般是5％-6％，若提高2％或3％，肯定会造成含水量过大，含水量过大后会造成很多弊端，特别是在拌和机内一次加水过多后，粉料和水泥成团，拌合不均匀产生离析；压实时永膜过厚，产生滑动，集料形不成嵌挤，影响压实度，同时碾压中产生推移影响了平整度・危害最大的是加大了基层的裂缝，特别是千缩裂缝，因为水泥在硬化过程中只吸收水泥重量20％左右的水份，虽然硬化时也增加一定体积，但比失去水份的体积要小的多。这是产生干缩裂缝的主要原因。为防止以上弊端发生，施工时最好控制在最佳含水量内。要想法减少施工中的水分消耗，如采取翻斗运料车盖贴布、据天气情况适当缩短施工路段长度，在下承层上洒水等措施。其含水量最多不要超过1％为好，当天气干燥时也可在水分消失快的表面适量洒水，以保证表面湿润，便于成型。
(3)养生。养生不但要做到及时，还要全面的、不留死角的进行，不论是下基层的二灰碎石，还是上基层的水稳碎石都要保证表面湿润。(4)适当提高粒料基层主骨料的粒径和数量，以此增加基层的抗拉强度，减小温缩和干缩变形。同时在摊铺中要跟机进行检查，对于细料过多的路块要挖掉，更换标准的混合料。
三、纵裂
1.产生的原因
(1)旧路加宽路基连接不牢，压实度不足，也可能是路基的局部路段沉陷。
(2)基层施工和面层施工时纵向接缝不佳。
2.施工预防措施
(1)路基加宽施工时，新旧路基之间可铺上一层塑料格栅，加强新旧路基连接，防止产生纵向裂缝。
(2)不论是基层还是面层分两次以上摊铺，又是两台摊铺机梯型作业时，中间的接缝都要错开50cm-100cm，两台摊铺机的距离错开10m-20m，前幅的混合料压实时不要到边，留有15cm左右，待第二台摊铺机摊铺过后一起碾压，碾压要从未压实部分逐渐以15cm的错动碾压到新铺层，使纵向接缝连接牢固。上面层路幅不太宽时，尽量用一台摊铺机进行摊铺，这样可避免纵缝。
四、横缝
横缝是最普便最严重的一种病害，不论是水稳碎石还是二灰碎石都存在横缝，水稳碎石有局部横缝也有全幅长的横缝，一般在第二年就开始出现，二灰碎石大部分有全幅的横缝，也有半幅或局部的横缝，大都在二年或三年以后出现。两种结构相比二灰碎石横缝较轻些。
1.产生的原因
(1)不论是二灰碎石还是水稳碎石，按规范要求的细料和粉料大都偏多，都在35％~40％10以上，细料和粉料多了以后使主骨料形不成嵌挤，而成了悬浮结构，所以抗拉强度很低，细料和粉料过多后还要加大含水量和水泥用量，更加剧了千缩裂缝。
(2)规范要求的7天水稳碎石强度偏高(3～5MPa)，28天的强度达到8~9MPa，如果胶结料水泥出现偏差时，水泥偏高的路块将接近10MPa，强度越高，温缩和干缩系数越大，裂缝增加。
(3)路基低，含水量又较高时，再加上冬季温度很低时，路基的收缩裂缝，影响到了路面的收缩裂缝。
(4)面层收缩，特别是温缩引起面层裂缝。如沥青混合料的收缩系数是25×10-6~40×10-6，可到冬季气温骤降时所产生的抗应变能在300×10-6~500×10-6，远远超过了沥青混合料的极限抗拉应变能力，这样在比较薄弱的位置就会拉断成裂缝。
(5)路面基层和面层施工时的横向接缝不佳也容易引起横向裂缝。
沥青路面的横向裂缝主要还是基层裂缝引起的比较普遍和严重，特别干缩和温缩两种应力叠加后最容易引起横向裂缝。
2.横缝的预防
(1)粒料基层要增加粗骨料数量，适量减少细料和粉料数量，在7天的无侧限抗压强度方面不要超过3MPa，28天强度不超过6MPa，当强度达不到要求时，要改变组成设计，尽量使水泥用量不大于5.5％，(2)探索性的基层粒料结构。就像沥青混合料中的矿料进行断级配设计一样，在最大料径加大到40mm后，骨料也相应增加，二灰碎石用二灰和细料填充空隙，水稳碎石用水泥和细料填充空隙，使粗骨料形成完整的骨架结构，用大吨位的压路机碾压使其紧密的嵌锁在一起，其干缩和温缩自然就大大地减小了。
(3)路基低时，要加深边沟，加强排水设施，防止冬季时路基含水量过高。
(4)沥青路面的施工要选用合适的沥青，或是改性沥青，也尽量采用断级配的骨架型密实结构，提高抗变形能力。施工中加强矿料级配和沥青含量均匀性的检测，使其受力均匀。为全部满足矿料级配均匀性的要求，要加强检测，每台拌台站每半天至少检测一次，取样可在未碾压的铺层上，傲马歇尔试验和抽提试验，油石比不超过土0.3％(高速、一级公路)，二级及二级以下公路可放宽。
综上分析，沥青混凝土路面病害产生原因，不单纯是为了知道而已，关键是知道沥青混凝土路面病害产生的原因后，在今后的沥青混凝土路面施工过程中，根据原因分析如何进一步提高施工质量，防止继续出现相同病害，从而达到不断提高施工人员的素质，开拓进取，与时俱进，不断创出优质工程。
