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公路混凝土路面早期病害及机械化养护
建材与装饰２００７年９月下旬刊施工技术
公路混凝土路面早期病害及机械化养护
（清远市阳山公路局）
《公路工程竣（交）工验收办法》的实施，作为公路建设施工企业在工程交工与竣工验收两年保质期内如摘要：随着交通部新发布的
何维持我们的施工成果至关重要。施工企业必需了解及掌握公路通车初期病害的形成以及这些病害的处治方案，本文浅述了公路沥青混
凝土路面常见病害的形成原因，以及这些病害的处治方案和机械化养护施工技术。
沥青路面病害；机械化养护关键词：公路；
公路建成通车后，沥青路面通常会发生不同程度各种各样的病害，其养护与维修就成为保持其质量和使用寿命的重要手段，特别是对通车初期出现的病害更加要早发现、早处治。由于
现在公路交通流量大、行驶速度高，其养护工作在保证施工质量的前提下，应及时、快速、安全且不能中断交通。所以，应最大限度实行机械化养护，节约时间、保证质量同时减轻工人的安全隐患。
沥青混合料配合比、基层材料配合比以及路基土壤组成等设计，都可能影响车辙的产生。施工时路基的压实度、基层压实度、排水性能、路面热稳定性等是否达到规范要求也都会影响车辙的产生。
２．２．３道路交通条件
大量重型或超载车辆在路上行驶，由于其单轴载荷加大，从而更容易产生车辙。同时车轮在不断地磨损路面，特别是在车辆行驶较多的主车道上，也是产生车辙的原因。
２．２．４气象条件
由于沥青混合料是弹塑性材料，沥青路面是黑色路面，吸收热量能力强，所以在气温较高时，路面在行车载荷反复作用下极易产生车辙。在下雨时，由于雨水渗透侵蚀了基层材料，使其软化，从而使车辙扩大。
２沥青混凝土路面早期病害分类及形成原因
公路通车后，在行车载荷和自然因素作用下，沥青路面可能发生裂缝、车辙、坑槽、推移、拥包、沉陷等常见病害。
２．１裂缝
路面裂缝可分为龟裂（网裂）、纵裂缝、横裂缝。
（１）龟裂又称网裂，通常由于路面整体强度不足、基层湿软、稳定性不良等原因引起。也会因沥青路面老化变脆，而发展成网状裂缝。
纵裂缝通常产生在拓宽的新旧路面交界处或路基半填（２）半挖处，由路面不均匀沉陷引起，或在沥青路面施工的纵向接缝处，施工接茬处理不善也会引起；在行车载荷作用下，车辙边缘也易形成纵缝。
横裂缝通常是由于温度、湿度的变化，路面结构层产生（３）收缩而产生的；半刚性基层的收缩裂缝及其面层的反射裂缝，大多是横向裂缝。不论什么样的裂缝，在行车载荷和气温等自然因素反复作用下，都有加速和扩展的趋势。
２．３坑槽
坑槽是沥青混凝土路面常见的病害，其产生的原因有：
（１）施工时混合料温度太高，使沥青老化，粘结力降低，脆性增加，在行车载荷作用下易形成坑槽；混合料温度太低，使摊铺不够均匀，压实不充分，导致压实度不够，也易形成坑槽。路面的下面层标高控制不严，导致沥青上面层结构厚度（２）不够，从而在行车载荷作用下，这部分混合料易被“带走”，形成坑槽。
路面裂缝后，水渗到基层，在行车载荷作用下，基层可能（３）发生松散、沉陷，从而造成面层进一步龟裂。如此反复循环，沥青
面层将发生脱落沉陷，形成坑槽。
２．４沉陷
路面发生的沉陷可分为两类：局部沉陷和大面积的下陷：（１）局部小面积沉陷一般是由基层局部成形不足、强度不够，在行车载荷作用下，路面发生龟裂，当水渗入后，将已经损坏的基层进一步软化，从而使面层形成沉陷。
大面积下陷一般是由路基不均匀沉降或局部滑移而引（２）起的。
２．２车辙
车辙是在行车载荷重复作用下，路面产生积累永久性的带状凹槽。车辙的产生受内因和外因的综合影响，内因包括路面结构层次及材料组成，外因包括设计、施工、交通条件和气象条件。２．２．１路面结构及材料组成
沥青材料在路面结构中厚度越大，在行车作用下发生永久变形的变形量越大。故路面结构厚度既要有足够的承载能力，又要有较好的抗车辙能力。采用刚性或半刚性基层，可以大大减少基层和路基的变形，从而减少路面的整体车辙。沥青混合料具有一定的蠕变和应力松弛现象，在行车载荷作用下，当沥青混合料的受力超过其弹性极限和屈服点，就可能产生塑性变形，不断积累形成车辙。车辙的形成还与混合料的选择有一定的关系。２．２．２设计与施工
拥包２．５推移、
推移拥包在公路上不是很常见的病害，其形成原因有：（１）沥青混合料配合比不合理，沥青含量偏高，在气温较高
时，在行车载荷反复作用下，面层可能发生推移。
（２）基层和面层没有粘结好，在车辆高速行驶时，面层可能相对于基层发生移动，从而发生拥包推移。公路沥青路面早期病害虽然从理论上分为以上几种，但实际上往往是一块损坏的路面多种病害并存，如裂缝、车辙、坑槽、沉陷并存。
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&沥青混凝土路面早期病害形成原因
　 & &水破坏即降 水透入路面 结构层后使 路面产生早 期 破坏的现 象。水破坏的主 要破坏形式 有：网裂、坑洞、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。
　　摘　要：随着国家对 高速公路建 设投资力度 的加大，我国 的公路工程 建设十分迅 速。但随着高速 公路的建成 并投入运营，沥青路面早 期病害现象 也越来越严 重，引起了公路行 业人士的普 遍关注。目前，沥青混 凝土路面最常 见的早期病 害有：裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等。基于此，笔者总结了 沥 青混凝土 路面早期病 害的原因分 析，简述了沥青 混 凝土路面 早期病害预 防 措施。
　　关键词：沥青混凝土,路面,早期,病害,病害原因
　　一、沥青混凝土 路面早期 病害开成原 因
　　1.裂缝
　　高速公路沥 青混凝土路 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。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。
　　2.水破坏
　　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 碎石上沥 青的剥落，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 坑洞。由于沥青混 凝土的不均 匀性，坑洞总是先 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。
　　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 车作用下，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 裂缝到路表 面形成唧浆。在灰浆数量 大的情况下，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。
　　3.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 散的情况还有以下几点。一是集料颗粒被 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。二是表面离析处 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。三是沥青混凝土面层 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。
　　4.泛油
　　沥青从沥 青混凝土层 的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青的现 象称作泛油。新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节，特别在连续多天高温后，在大量行车特别 是在重载车辆作用下进一步压实，易导致沥青混凝土内部过 多的自由沥 青向上移动，产生泛 油现象，油石比偏 大地段表现的尤为 明显。高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后，如沥青与矿 料的粘结力不足，沥青很快会从集料表面 剥落并向上移动，产生更严 重的泛油现象。在绝大多数 情况下，泛油仅 产生在行车道上，而且是间断式的片状分布。
　　5.推移
　　推移的产生一般与基 层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比 重加大、沥青混合料性 能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前，由于基层表 面清扫不干净、透层油 洒布不均等都 会容易造成沥 青面层和基层粘结不良。沥青面层建成 运营后在大量行车荷载作用下，由于与基层粘结 不良特别在沥 青面层施工接缝处开始产生推移，随着时间增长，轮迹带两侧会产生拥包，甚至会出现由于 推移而造成 的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度 较薄的地段往 往由于施 工质量等原因，基层不平整会 反映到沥青 路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显，形成波浪。
　　二、沥青混凝土路面早期病害预防措施
　　1.裂缝
　　沥青混凝土路面 裂缝 是不可避免的。根据纵向裂缝形成原因，在路基 施工过程中特别 在路基拓宽地段、路桥衔接处严格控制填土厚 度及填料 的均匀性，并保证达到规范 要求的压实度。沥青路面进 行半幅摊铺时，采取合理措 施处理纵 向冷接缝。
　　由于温度变化引起的温度裂缝，沥青往往随着时间增长而老化，沥青面 层的抗 裂缝能力会逐年降低，所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明，在其它条件相同的情况下，采用较 稀的沥青 有利于减少 温度裂缝。另外，沥青混凝 土面层抗 温度裂缝的 能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土均匀、压实度高、空隙率小，混凝土强度高且比较均匀，面层表面的薄弱处也就越少。
　　2.水破坏
　　由于水破坏的 产生数量及速 度与沥青混 凝土密实性及 空隙率大小、沥 青与粗集料的粘 结力大小或有无抗剥落剂、交通量大小及重载车辆的多少有关。所以，有效防治水破坏发生，应从以下 几点着手：选择合适的混凝土类型;使用优质 沥青及抗剥 落剂以增强沥青与碎石的粘附性;提高施工质量;严格控制超载车辆;优化设计。
　　3.松散
　　松散的产生 往往是由于 沥青混凝土面 层强度不足、压实度过小、面层内部空 隙率过大 而造成的。因此，为有效预防松 散现 象的产生，应该做到以下几点。第一，选用合格 的原材料，特别严格 控制细集料含泥量 及矿粉掺量 以增强沥青 混合料的粘结力。第二，严格控制施 工温度及压实效果。沥青混 合料施工温度 过高会导致 沥青老化，降低与矿料 的粘附性;温度过低 会导致混 合料压实困难，造成混合 料内部空隙率过大。第三，严格控制沥 青混合料均 匀性，防止混合 料离析。
　　4.泛油
　　由于泛油 往往是沥青 用量过大造成的，所以在配合比设计阶段 必须严格 按照试验规程 进行最佳油 石比的选定;在施工过程 中严格按照工 程师批准的配 合比进行施工，任何人不得 随意改变 生产配合比。
　　5.推移、拥包、波浪
　　推移、拥包、波浪往往 产生在行车道上，特别是沥青面层只有一 层时，由于长期荷载作用下，因基层与沥青面层粘结力 较差而产生推移，推移严重时会产生壅包、波浪等破坏。因此，有效防治 推移等病害必 须注意以下几点。一是加强路面基 层施 工质量，提高基 层平整度是有效防治病 害的条件之一。再者，沥青面层铺 筑前透层油的洒布尤 为重要，透层油洒布 前首先必须认真 清扫基层表面 浮土及 杂物并且 保证透层 油洒布的均 匀性和设计用量，提高基层与 面层的粘结力。二是有效阻 止超载车辆。随着油价上涨等原因，近年来超载车 辆越来越多，与设计 荷载相比超载 十分严重。在重荷载重复作用下，特别在车 辆启动或刹车 频繁的叉路口及转弯处 沥青路面很快产 生破坏，推移、裂缝尤为常见。
　　三、结语
　　总之，沥青 混凝土路面早期病 害的产生有多方面的因素，无论设计方面还是施工方 面都存在一些不足。鉴于目前沥青 混凝土路面 病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要 的是应该加强 施工管理、提高现场施工质量，规范施工，尽量在提高沥 青路面使用性 能的同时，延长使用寿命，提高投资 效益。
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关键词：沥青路面 早期病害 原因分析 防治技术
言 在公路的建设中，我国的绝大部分公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，适合于各种车辆的通行，并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗低温开裂的温度稳定性。 目前我国很多公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的公路甚至当年通车即发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。 随着国民经济快速、协调发展，交通量的不断增长，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验，现有技术规范不能满足日益增长的交通量需求，设计与实际需求脱钩是造成路面早期破坏的主要原因。施工中缺乏有效质量控制，形成质量缺陷，使用中不能及时养护也是造成路面早期破坏的重要原因。 本文指出沥青路面病害防治技术应重点考虑路面设计、沥青混合料和施工三个方面，并重点介绍施工过程中的预防、治理措施。
公路沥青路面早期破坏类型分析 目前我国公路沥青路面出现的早期病害主要由半刚性基层的干缩引起；路基压实度不足也会引起这种早期破坏和损坏。公路沥青路面的设计使用寿命为15年，如果通车1～3年内就发生严重病害和较大面积损坏，可视为早期破坏。 我国公路沥青路面发生的早期破坏类型归纳为： 2.1水损坏 随着时间的推移，特别是长期下雨后，路面因吸水颜色愈来愈黑，并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起，轮迹处持续沉陷，再发展，靠近轮迹的隆起部分破损，很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的，沥青膜已剥落贻尽。这是典型水损害现象。 2.2裂缝 路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一，它的危害在于从裂缝中不断进入的水份使基层甚至路基软化，导致路面承载能力下降，加速路面破坏。 其中包括横向裂缝和纵向裂缝两种。 2.3 龟裂： 龟裂又称网裂，通常是由于路面整体强度不足，基层软化，稳定性不良其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝，等原因引起的，沥青路面老化变脆，也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹 形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。这种病害在我国早期修建的公路上较为普遍；？ 2.4车辙： 车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽，表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起；另外，重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。 2.5波浪： 主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用；在纵坡段，由于高温的原因也会出现这种病害。 2.6松散： 原因主要是采用的沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺撒不匀，或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。对表处面层还会产生大面积松散、唧泥现象，从而导致沥青面层脱落。在我国早期的公路上曾出现，现在主要出现在水损坏严重的路段上； 2.7坑槽： 主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足，在行车作用下也易产生坑槽。是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果； 2.8沉陷： 一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现； 2.9冻胀和翻浆： 多发生在北方和东北地区挖方或填挖交界的路段，主要是由于路基排水设计不合理，造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。 2.10剥落： 如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，将会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害；施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。 2.11、泛油： 沥青混合料中沥青含量过多，空隙率较小，高温稳定性差，是产生泛油的主要原因。 我国公路沥青路面的早期破坏主要表现为裂缝、车辙、沉陷、泛油等，由于恶劣天气原因以及超载车原因导致的水损坏和松散也时有发生，重度类型的损坏由于及时的养护已经很少出现。
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