沥青路面早期病害成因分析与养护对策—春季道路预防性养护

沥青路面早期病害成因分析与养护对策—春季道路预防性养护大理公路管理总段王军摘要：云南大理山区公路沥青路面最常见的早期病害有裂缝、水破坏、松散等，这些病害基本上也是公路养护工程的质量通病，对公路的正常使用造成了严重的威胁，对公路养护提出了更加严峻的挑战。

本文就沥青路面早期破坏的成因进行分析并结合大理总段预防性养护实际提出相应的预防性养护措施。

关键词：沥青路面早期病害成因分析预防性养护措施一、前言云南省大理白族自治州地处云南省中部偏西，云贵高原与横断山脉结合部位，地势西北高、东南低，海拔2090以上米，东邻楚雄州，南靠普洱市、临沧市，西与保山市、怒江州相连，北接丽江市。

地跨东经98°52′～101°03′，北纬24°41′～26°42′之间，国土总面积29459平方公里。

山区面积占总面积的83.7%，坝区面积占16.3%。

大理公路管理总段管养着大理州境内1877.499公里公路，共有29条线路，其中国道2条400公里，省道10条1208.418公里，县道17条269.081公里。

道路等级：一级公路95.158公里，二级公路582.315公里，三级公路732.276公里，四级公路382.75公里，等外公路85公里。

路面结构类型：沥青路面1737.615公里,水泥混凝土路面44.884公里，弹石路面32.156公里，砂石路面62.844公里。

养护里程绝大部分为二、三、四级低等级沥青路面，路线大多分布在山区，多为急弯陡坡的越岭线和傍山临河的沿河线。

境内以老君山—点苍山—哀牢山一线的地质构造大断裂带为界，分成两大部分。

东部属扬子准地台区，西部属藏滇地槽褶皱区(又称三江区)。

其东部扬子准地台区，西以洱海—红河深(大)断裂为界，往东延入楚雄州境，为扬子准地台西缘的一部分，地质破碎。

全年降雨量冬半年(11月至次年4月)干季仅占5～15%，夏半年(5～10月)雨季降雨量占全年的85～95%，昼夜温差大，垂直差异显著，单点暴雨频发，分布不均。

沥青路面常因水损害和温度应力破坏，早期表现为裂缝类路面病害，最常见的沥青路面病害有裂缝、水破坏、松散等，进而发展到坑槽、沉陷等严重病害。

因此，云南大理春季道路养护工作重点是根据山区道路沥青路面早期破坏（主要表现为水损害和温度应力破坏）的特点进行沥青路面预防性养护，以较小的投资延长沥青路面使用周期而获得较大的经济和社会效益。

二、沥青路面早期破坏成因分析造成沥青路面早期病害的因素很多，但综合起来主要有路面结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入运营后超载超限车辆管理不严、气候条件影响等四个方面。

下面就最常见的沥青路面早期病害成因进行分析。

(一) 裂缝沥青路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。

纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的，尤其是云南大理山区公路半挖半填路基断面形式占绝大部分，由于填挖结合部于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严，尤其在有表面水渗入和地下水侵蚀的情况下，这些地段往往是纵向裂缝的高发区。

和纵向裂缝一样，横向裂缝也是不可避免的。

横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。

这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，温度裂缝也随之增加。

尤其是云南大理山区昼夜温差大、垂直差异显著的特点加剧了横向裂缝的发展，面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变，同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。

(二) 水破坏所谓水破坏即地表水透入或地下水侵入路面结构层后造成路面早期破坏的现象，它是大理总段沥青路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害，最直观最常见的为山区越岭线下坡车道由于刹车淋水的影响，沥青路面修复率明显多于上坡车道。

水破坏的主要破坏形式有：网裂、坑槽、唧浆、辙槽等。

水破坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。

山区越岭线纵坡大为了获得较大的路面表面粗糙度而采用半开式沥青路面表面层时，产生的水破坏尤为严重。

由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上，因此在长期行车荷载作用下，沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展，随着下部大量碎石上的沥青剥落，沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。

在行车荷载作用下，特别在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂会逐渐松散，松散的石料被车轮甩出形成坑槽。

由于沥青混凝土的不均匀性，坑槽总是先在沥青混凝土空隙率较大处产生，随着时间推移，将会造成路面大面积破损。

当水透入沥青面层并滞留在半刚性基层顶面时，在大量高速行驶车辆的荷载作用下，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浆，灰浆又被行车压唧，通过各种形状不一的裂缝（纵、横、斜裂缝及网裂）到路表面形成唧浆。

在灰浆数量大的情况下，可能很快形成更为严重的裂缝，在数量小的情况下，可使路面形成网裂或形变。

某处一旦有灰浆唧出，该处很快就会产生网裂和形变，随后的降水就更容易透入，并形成恶性循环，最终导致路面严重破坏。

自由水进入面层后，使沥青与碎石的粘结力减弱。

在行车荷载作用下，滞留在面层下部的水使矿料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，使沥青混凝土的强度逐渐降低，直至完全松散。

在行车轮迹下向两侧（特别向外侧）挤出，使轮迹带下陷，同时使其两侧鼓起，形成严重车辙。

形成车辙后，降雨过程和雨后车辙就会变成积水槽，致使水有更长的时间透入沥青面层形成更加严重的水破坏。

形成水破坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大有关外，还与沥青和碎石间的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。

尤其是云南大理山区降雨量大，垂直差异显著，单点暴雨频发，分布不均的气候特点，以及山区公路坡陡弯急需要较大的路面粗糙度的特点，加剧了沥青路面水破坏。

近年来公路建设开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面，虽然产生水破坏的数量和速度有所改观，但只要沥青路面不均匀，自由水能够进入并滞留的地方就会不同程度的产生了水破坏。

大理公路公路养护也开始探索使用橡胶沥青缓减水破坏。

(三) 松散松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。

集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。

可能导致松散的情况还有：1、集料颗粒被足够厚的粉尘包裹，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。

这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。

2、表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触，但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。

随时间增长，沥青会老化，沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱，孔隙中的水冻结会破坏粘结力，或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。

3、沥青面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实度不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。

三、沥青路面早期破坏预防处治措施沥青路面早期破坏预防处治除了在工程建设期通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防，在公路养护管理中要加强超载超限车辆管理，加强预防性养护，从而延长沥青路面的使用寿命，现结合大理总段沥青路面预防性养护实际谈谈沥青路面预防性养护措施。

预防性养护是指道路没有发生结构性破坏之前，为更好的保持道路的良好运营状态，延缓道路未来的破坏，获取道路使用周期内的最大效益，在不增加结构承载力的前提下，针对道路出现或可能出现的病害，在适当时机积极采取路基维护、路面维修、桥涵维修加固、附属设施维护等相应的综合技术措施，防止各类道路病害的发生和扩大，进而改善道路系统的总体功能延长使用寿命，提升道路服务水平。

它与传统的道路养护遵循的“坏了才修、不坏不修”的原则截然不同，强调预防性，是处治路面早期轻微病害的养护措施。

大理总段沥青路面预防性养护主要是在公路轻微病害尚示破损之前，采取前瞻性、预见性的对策和切实可行的防范措施，即以预防路面“水损害”为中心，紧紧围绕“六防”（防路面渗水、防路基冲刷、防水沟涵洞淤阻、防桥涵构造物冲刷、防边坡坍塌、防路面路肩积水）、“六加强”（加强宣传学习、加强制度管理、加强预防落实、加强规范养护、加强养护、加强生态养护）实施养护作业项目，并突出“防水、防裂、勤防、早防”的工作要求，采用碎石同步封层、稀浆封层、沥青热拌冷补、刮油帖布罩面、桶压式沥青灌缝、道路贴缝带等养护工艺，辅以路基桥涵构造物预防性养护，把公路病害及造成病害的因素了现在先，处治在前，防止病害发展，最大限度的延长公路的使用寿命，提高养护资金的使用效益。

(一)同步碎石封层1.概述同步碎石封层是用同步碎石封层车将碎石和粘接剂（热沥青、改性沥青、乳化沥青）同步撒铺在路面上，通过碾压（胶轮压路机、光轮压路机）形成沥青碎石磨耗层。

此项技术主要作为沥青路面表处层使用，可延长沥青路面的使用周期。

由于同步碎石封层将碎石撒铺与沥青洒布同时完成，使沥青均匀裹覆碎石颗粒，铺撒均匀，使碎石与沥青形成较好的粘接。

因此，沥青碎石同步封层具有以下特点：能增加路面抗裂性，治愈路面龟网裂，减少路面反射裂缝，提高路面防渗水性能，还具有高度的耐磨性、抗滑性，而且同步碎石封层施工工艺简单，施工进度快，可及时迅速开放交通，耗能低，节约成本，具有良好的应用前景。

2.施工准备工作(1)原路面的修补处治由于碎石同步封层车是碎石和沥青同步无余铺撒，没有对原路面进行找平的功能，双层类型的表处层厚度仅为1.6～2.0㎝，所以碎石同步封层只能处理沥青路面早期破坏。

施工前应对原路面进行认真处理，采用层铺法对车辙、坑槽、平整度和横坡、超高不适路段进行调型处理，软基路段先采用手摆块石或水泥稳定碎石处理基层，再用层铺法修补平整，铲平拥包，对较宽型裂缝先进行填充，然后用热沥青灌补，为实施同步碎石封层打下良好的基础。

(2)施工要素的确定及施工材料、机械设备的准备为保证同步碎石封层的施工质量及效果，沥青选用了90号沥青，沥青出厂温度控制在160～180℃，达到施工现场铺筑时喷洒热沥青的温度控制在160～170℃；碎石选用联破石灰石，且第一层碎石粒径规格为1～20㎜，第二层碎石粒径规格为5～10㎜；为了能更好地配合同步碎石封层车施工作业，选择50装载机一台，10T光轮压路机一台，20T胶轮压路机一台，吹风机两台作为辅助施工机械。

3.施工准备注意事项1、施工路段内设臵道路施工安全标志，并安排专人配备对讲机指挥、控制交通；2、沥青、碎石、配套机具及各项工作准备就绪，确定同步碎石封层车技术状况良好，设定参数，确定试验路段长度；3、清扫施工路段，封闭交通后用吹风机将路面灰尘和杂物清除，确保预铺筑路面干燥洁净。