沥青混凝土路面早期损害原因分析

1） 前言

目前我国公路工程沥青路面的主要类型有沥青混凝土、沥青碎石、沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料和乳化沥青混合料路面等，沥青路面的早期损害是指：沥青混凝土路面往往在建成通车后1~2年甚至更短的时间内就产生严重的破坏,沥青路面早期损害的现象有：泛油、波浪、壅包、滑溜、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等几种现象。

目前路沥青路面早期损害的原因主要有１、水损害，２、超载运输，３、施工质量差异等。

2） 从设计角度分析沥青砼路面早期损害产生的原因

2.1 沥青集料选择不适当

根据沥青使用要求，沥青面层不但要满足车辆形式的需要，还要满足防水的需要，所以，在保证沥青强度的前提下，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。两者是要兼顾的，不能因为渗水就极力采用小级配集料，也不能应为满足强度要求而仅限于选择大级配粒料。

2.2 结构层设计不合理

根据规范要求，高等级公路基层虽然可采用高强、少裂、稳定性（含水稳性）好的白灰稳定粒料类半刚性基层，但是由于这种材料的抗拉强度较低和抗冲刷能力较差，收缩性也比较大。另外，它的冰冻稳定性较差，在过分潮湿情况下，难于成型和发展高的强度，所以不适宜做高级路面的基层（可以用做底层基），尤其是潮湿地区更不能采用。实践证明，在冰冻地区的潮湿和过分潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段，不宜采用石灰土做基层。在只能做基层时，应采用措施防止水分侵入基层。同时，集料的级配，强度和塑性指数等选用不当都会影响沥青路面的使用质量。一些地方性材料在干燥时强度符合规范要求，实验时各项指标都满足要求，但受水浸泡时强度立刻下降，引起沥青路面的早期破坏。

2.3 路面厚度设计问题

路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次，设计单位为了计算方便，一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量，然后将确定车型的非标准车的轴次，换算成标准车轴载的当量轴次，最后用设计年限内的当量轴次，计算路面设计弯沉及结构厚度。笔者经过大量上路观察认为：在非标准车向标准车轴载换算过程中，实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载，尤其是非标准车的轴载，车辆的实际轴载远大于设计轴载（货运车辆绝大多数为超载运输），而由当量轴次的计算公式知，当量轴次与轴载比的4.35次方成正比例。由此得知设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。即现阶段新建路面早期破坏情况较多的症结之一所在——公路在短期内（如1-2年）已达到设计年限内的累计当量轴次。

3）从施工角度分析沥青砼路面早期损害产生的原因

（1）压实度不足，沥青面层空隙率过大，受水浸入而产生破坏。

由沥青面层本身的原因引起的路面早期破坏有沥青面层松散、坑洞、泛油、麻面等。实践证明，沥青面层破坏的一个很重要的原因是水引起的。沥青面层中水的来源有地表水和地下水，但主要是地表水渗到沥青面层中时，在汽车荷载及温度变化作用下，沥青面层产生早期破坏。因此，为了减少水对沥青路面面层的早期破坏，应提高沥青面层压实标准。在沥青混合料中加入抗剥落剂，以防沥青与石料的剥离。

（2）颗粒离析。沥青面层集料大小颗粒离析致使局部粗集料偏多，细集料偏少，不易压实。导致矿料与沥青的粘和力偏小，抗剪强度降低，容易使沥青路面出现松散。局部细集料偏多，粗集料偏少，是沥青路面热稳定性差，在高温季节容易出现车辙，拥包等病害。其主要原因有以下几个方面：①集料颗粒组成不均匀。部分沥青混合料所用集料规格不稳定，造成了集料颗粒组成均匀性太差。②矿粉的细度对沥青混合料质量至关重要，矿粉粒度小，比表面积大，其比表面积在沥青混合料中约占矿料比表面积的80%。在沥青混合料中沥青与矿粉的相互作用影响沥青混合料的抗剪刀强度。据相关资料表明，当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大1倍时，则矿粉比表面积是原比表面积的1/4。这样，就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面相互作用形成结构沥青，而是形成了较多的自由沥青，降低了沥青与矿料之间的粘结力，高温季节在行车荷载的作用下会形成泛油，因此在沥青混合料拌制中控制矿粉的质量十分重要。③运输和摊铺过程中造成粗细颗粒离析。沥青混合料从拌和机向运料汽车上放料时，由于落差大，会出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时，将会再次出现离析。当运料汽车倒完一车料开走后，摊铺机受料斗两翼板上积料含粗集料较多，细集料较少，所以受料斗两翼应及早翻动，使积存料与较多的混合料混合，减少混合料离析。

4） 养护管理及其它原因

（1）超限运输

引起沥青路面早期破坏的后天原因中最普遍，最主要的原因是超限运输。超限运输也被称为公路“杀手”。据有关资料表明：核定载重为8吨的车辆，如果每超载1倍的话，则该车辆对路面的作用次数相当于正常装载车辆的16倍。而且超限车辆的增加对公路路面的破坏程度以几何级数增长，使沥青路面的使用年限缩短50～60%。

（2）排水设施排水不畅

混合交通量的公路一般都是穿村过镇，村镇街道大多排水不畅，每次降雨，都使大量的地表水积聚在公路路面及路基范围内，使公路成为了排水沟，导致大量水进入路面结构层和路基中，使路面结构和路基处于潮湿或过分潮湿状态，在行车荷载作用下，致使沥青路面早期破坏。

总之，避免沥青路面早期破坏的现象，延长沥青路面使用年限，提高投资效益，需要设计、施工、养护管理各方主体共同努力，按照行业规范和标准，结合工程所处的地理位置，环境和沿线的水文地质及沿线筑路材料情况，严格履行各自职能。