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摘要：沥青路面因具有行车舒适性、养护方便等优点，而被广泛应用于市政道路建设中。但道路沥青路面往往会因为各种原因产生各种病害，处理不及时将影响到市政道路的正常运行，也影响了经济的发展。因此对沥青路面病害的成因分析与整治就显得十分重要。本文主要阐述了沥青路面病害的主要类型与分析其中的成因，并提出一些措施进行改造，以提高市政道路建设质量，延长其使用寿命。
关键词：市政道路；沥青路面；病害；分析；改造
引言
随着城市化步伐的加快，各种基础设施建设都在不断的进行，道路作为市政基础设施的重要部分，是城市交通的载体，是连接各地经济的交通纽带。而沥青路面因自身诸多的优势，可以有效地提高路面的平整度和行车的舒适性，在市政道路路面上得到广泛的应用。但在使用过程中，由于环境、施工、材料等各种原因，极易发生路面病害的现象，这无疑对市政道路的正常使用造成严重的影响，不仅缩短了沥青路面的使用寿命，更制约了车辆快速、安全、经济地运行。因此，正确认识到病害类型及成因，合理处治病害是一种重要的技术手段，亦是一种科学的养护方式。下文就是对市政道路沥青路面病害的原因分析及改造措施，可供参考。
1 沥青路面典型病害
沥青路面以其表面平整、热稳性高、振动小、噪声低、行车舒适、养护维修方便等优点被广泛应用于公路建设上。然而，随着超重、超载车辆日益增长，多数高速公路沥青路面均呈现早期损坏现象，总结沥青路面的典型病害主要有：裂缝类、松散类、变形类和其他类四大类，并根据病害的表现形式可细分为8类病害，如图1所示。
图1 沥青路面病害类型
2 沥青路面病害试验分析
对沥青路面典型病害进行试验研究，每类路面均取一处路段进行取芯，检测沥青混合料的厚度、级配、油石比等指标。
2.1 裂缝类
2.1.1 龟裂
选取某沥青路面龟裂位置进行取芯（见图2）。沥青混合料级配曲线见图3。
（1）沥青面层平均厚度为11.3cm，远小于设计厚度14cm。
（2）沥青上面层和中面层的油石比远小于设计油石比。
（3）沥青上面层混合料级配虽然符合要求，但粒径小于9.5mm细集料含量偏少，基本处于中值曲线以下，可见该路段上面层龟裂处缝壁细集料散落严重；中面层沥青混合料不符合规范要求，粗集料所占比例超过规范上限值，中面层空隙率较大。
根据芯样检测结果可知，该路段发生龟裂的原因主要有以下几点：
（1）沥青混合料贫油严重。
（2）颗粒级配不良。
（3）沥青面层厚度不足。
（4）许多龟裂部位存在道路基层破坏或松散，并有不密实情况。导致路面的整体强度不足，在行车荷载作用下，容易引起面层集中开裂，形成龟裂。
2.1.2 横向裂缝
横向裂缝已经贯穿整个沥青面层，且裂缝的缝宽从上往下逐渐变宽，中面层和底面层因裂缝过宽而出现了部分松散脱落的现象，表明该路段的横向裂缝是由基层往沥青面层逐渐向上反射形成的。
2.1.3 纵向裂缝
纵向裂缝贯穿了整个沥青面层，且裂缝的缝宽从上往下几乎相同，同时还可以看到该道路基层出现了与沥青下面层对应的裂缝，且裂缝两侧路面出现了轻度错台，可见该纵向裂缝是从基层往面层逐渐向上反射形成的。
根据该路段现场情况分析，出现纵向裂缝的主要原因是沟槽回填土压实度不足导致。在行车荷载的反复作用下，回填土逐渐被压实，造成路面回填土位置发生沉陷，从而引起路面出现纵向裂缝。
2.2 松散类
选取某高架桥桥底麻面位置进行取芯试验。该路面结构形式为：4cmAC-13C+5cmAC-16F+7cmAC-25F。
沥青混凝土上面级配基本符合规范要求，但粒径小于4.75mm的沥青混合料所占的比例小于中值，粒径小于0.3mm的沥青混合料接近于下限值。
可见，该路段产生麻面的原因：
（1）上面层油石比过低。上面层的油石比为4.0%，小于AC-13C的最佳油石比4.8～5.3%，导致集料之间的粘结力不足，集料容易被车轮带走，从而形成麻面。
（2）表面层水破坏。当水分滞留在表面层沥青混合料的孔隙中，在车辆产生的反复动力压力作用下，容易降低集料与沥青之间的粘结力，使沥青从集料表面剥离，从而形成麻面。
2.3 变形类
2.3.1 沉陷
路表面的局部沉陷是一种表面现象，主要原因是基层、路基压实度不足。后期沟槽回填土压实度不足也是造成沉陷的一个重要原因。
2.3.2 车辙
选取某车辙位置进行取芯，从图中可以看出，面层集料被挤到一侧，为典型的失稳型车辙。
芯样试验结果见表1，从表中可以看到，沥青面层的 油石比均大于6.0%，甚至达到6.9%，沥青含量严重超过规范限值。
根据芯样检测结果可知，该路段发生车辙的原因主要有两点：
（1）面层强度不足。
（2）面层油石比过大。
2.4 其他类-泛油
泛油是目前沥青路面新出现的病害，大多出现在SMA沥青面层，且均在道路通车不久，全幅路面开始出现泛油病害。
通过取芯试验，分析检测结果可知，该路段出现泛油的原因：
（1）SMA路面的油石比过大。泛油位置上面层的油石比为5.8%，高于SMA的最佳油石比5.5%～5.6%，这是造成泛油的一个重要原因。
（2）高温作用。温度是影响沥青流变的主要外因。当路面温度较高时，沥青路面中沥青混合料发生一定程度的软化，粘度降低，同时高速行驶车辆在沥青路面中产生的剪切力作用，使得沥青混合料表现处一连串流变学行为，导致沥青路面发生泛油现象。此外，高温天气下，沥青面层中的沥青受热膨胀。当沥青混合料中的空隙无法容纳沥青，会导致沥青溢出地表。
3 沥青路面病害成因综合分析
根据典型病害路段的试验分析结果，综合分析沥青路面发生病害的原因。
3.1 环境原因
3.1.1 高温作用
沥青是一种对温度非常敏感的材料，其各方面性能随温度有很大的变化。沥青路面车辙、松散、裂缝均与温度密切相关。
高温已成为沥青路面车辙产生的一个重要因素，在夏季高温条件下，沥青路面平均温度可达55℃，最高温度达到62℃，几乎接近于沥青的软化点温度，使得沥青路面呈现为塑性体，抗变形能力下降，从而在行车荷载作用下出现车辙病害。
高温也是沥青老化的主要因素。一方面，高温条件下，沥青中的轻质油分不断挥发，使沥青变硬变脆；另一方面，高温条件加速了沥青的氧化反应，加快沥青的老化。由高温产生的沥青老化，会使沥青丧失粘塑性，路面变得脆硬、干涩、暗淡而无光泽，抗磨性能降低，在行车荷载作用下相继出现松散、裂缝以至大面积龟裂。
3.1.2 水破坏
沥青路面的水损害破坏是指沥青路面在存在水分的条件下，经受行车荷载和温度胀缩的反复作用，一方面水分逐步浸入到沥青与集料的界面上，易引起沥青和集料料界面粘附性降低；另一方面由于水分的浸泡或动水压力等的作用，沥青膜粘度降低，导致集料之间的粘结力损失而发生的路面破坏过程。沥青路面的水损害破坏主要表现为两种形式：
（1）表面层水损坏
表面层水破坏往往表现为麻面、掉粒、松散、坑槽。在降雨过程中，雨水首先渗入并滞留在表面层沥青混凝土的孔隙中。当下层的沥青混合料密水性好，且沥青层厚较大，向下渗透相对比较困难，在行车荷载的作用下，反复产生的动力压力逐渐使沥青从集料表面剥离，局部沥青混凝土松散。
（2）基层水损坏
当水通过路面进入基层后，不能从基层迅速排走，容易使得路面基层受到水损害。当水分进入沥青面层底部时，在行车荷载作用下，水分开始破坏道路面层与基层之间的粘结，并发生唧泥、唧浆等，从而导致路面发生龟裂病害。
3.2 施工原因
3.2.1 沥青混凝土面层厚度不满足设计要求
在测量的20个芯样中，13个沥青混凝土面层达到设计要求厚度，占全部芯样的66%，其中面层厚度差最大达6.4cm。面层厚度不足易导致其承受的应力增加，从而增大了病害出现的可能性。
3.2.2 沥青混合料级配不满足规范要求
在采集的14个芯样中，7个芯样的颗粒级配不符合设计要求，11个芯样的细集料比例偏低。
3.2.3 沥青混合料贫油严重
沥青混合料贫油是沥青路面普遍存在的问题。当沥青混合料的油石比过低时，沥青与石料之间的粘结性较差，混合料容易发生松散。
3.2.4 层间粘结不足
在钻芯取样过程中，发现部分芯样存在层间脱节现象。摊铺温度不足、透油层、粘油层施工不规范、雨天施工是导致层间粘结不足的原因。
3.3 管养原因
3.3.1 病害未及时处理
沥青路面病害处理不及时，将诱发新的病害，进一步影响路面的使用性能。
3.3.2 缺乏预防性养护措施
预防性养护措施是指在路面结构强度足够、路面状况尚好时就对路面有计划地采取养护措施，以达到保持或提高路面使用性能、延长路面使用寿命和减少路面周期养护费用的目的。
3.4 其他原因
3.4.1 路面基层破坏导致沥青面层发生病害。
3.4.2 路基压实度、沟槽回填压实度不足导致沥青面层发生病害。
4 路面病害改造方案
4.1 面层修补、基层无需修补
原沥青路面较完好的路段，可直接进行表面铣刨、裂缝处置及黏结油撒铺处理，再加铺1层4cm厚上面层沥青。铣刨后的浮料必须清理干净，沥青面层间必须洒布改性乳化沥青黏层油，同时满铺1 层玻纤格栅。
4.2 面层、基层均需修补
原沥青路面面层及基层均破坏严重的路段，须对已破坏的面层、基层进行挖补，待处置合格后，整体加铺面层。加铺的参考路面结构：4 cm 厚SMA-13 沥青马蹄脂碎石（后期整体加铺的面层）+6 cm 沥青混凝土AC-20+8cm 沥青混凝土AC-25+稀浆封层+30cm 5.5%水泥稳定级配碎石基层+20cm 4.5%水泥稳定级配碎石底基层。实施过程须注意新旧基层和面层的搭接处理。
4.3 面层、基层、底基层、路基均需修补
原沥青路面面层、基层、底基层、路基整体破坏严重的路段，须对整个结构层进行修补。路基可参考采用40cm级配碎石换填，底基层、基层均采用前述的水泥稳定级配碎石，面层采用前述的3层路面结构。
为了保证路面面层结构的完整性，鉴于大中修工程的特点，建议在道路中下面层、基层及路基处置合格后，在整体铺筑上面层前满铺1 层玻纤格栅或橡胶沥青，以进一步增强层间接触及延缓面层开裂，防止反射裂缝的产生。
5 结语
总之，要想有效的减少病害的发生，实现路面养护工作的新要求，就需要针对沥青路面常见病害的成因进行分析，从而进行及时、根本性的治理，才能有效的保证路面的质量，延长市政道路的使用寿命，同时也减少道路大修和改造周期，节约成本，充分发挥了市政道路的社会效益。
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论文作者:叶新球
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/5
标签：沥青论文; 面层论文; 病害论文; 路面论文; 沥青路面论文; 基层论文; 裂缝论文; 《基层建设》2016年11期论文;