高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策

1.1高速公路沥青混合料拌和设备技术含量低

为保证拌制的沥青混凝土混合料成品符合规定的质量，必须要进行工前、工后和运转中对原材料的质量、成品料的质量及设备本身三方面的检查。沥青混合料应在拌和场制备，在拌制一种新配合比的混合料之前，或者中断了一段时间后，应根据室内配合比进行试拌。通过试拌及抽样实验确定施工质量控制指标。在拌和工序，要注意材料的检验，保证所用矿料符合质量要求。2004年以前，酒泉公路总段只有一个实验室，配备实验员15人，主要为工程处承接的高速公路建设做配套服务，养护单位在养护作业施工时主要靠技术人员的经验，材料是否级配、矿料是否符合质量要求，没有科学的检测手段，导致养护质量难以有大的提升。2004年，酒泉总段投资10多万元，购置实验检测仪器、培训实验员6名，在6个养护单位建立起了基层实验室，较好地解决了砂石材料的级配和油路三大指标的检测难题，养护质量得以大幅度提高。目前，我们在养护上仍然使用的HB20型拌和机，级配、温度控制、混合料计量、拌和时间控制等关键部分技术含量低，难以满足提高养护质量对拌和设备的要求，建议局里逐步配备新型拌和设备，彻底解决拌和设备技术含量低的问题。

1.2高速公路沥青路面施工环节控制不严

路面施工过程是公路工程整体质量形成的关键环节。

1.2.1混合料面层施工中的设备因素

压实度不足，沥青面层空隙率过大受水浸入而产生破损。

压实是沥青混凝土面层施工的最后一道工序，其目的是提高混合料的强度、稳定性以及抗疲劳特性。压实质量的检测要按照有关技术规范的规定进行。压实质量主要检测项目有压实度、厚度、平整度、粗糙度，并要求面层外观密实均匀。沥青混凝土混合料碾压成型后，其缺陷一般很难修整。对一些较大缺陷，如厚度不足，平整度太差、松散、泛油等应及时返工，即使是已成型变硬也要返工。对松散、泛油往往是局部返工；厚度不足或平整度太差则要求全面返工。返工所造成的经济损失较大，因此现场压实过程中，压实后质量的检查及出现问题后的及时补救是十分重要的，这可将缺陷率降低到最低限度，尽量避免返工现象。实践证明，沥青面层破损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。在汽车荷载及温度变化作用下，沥青面层产生早期破损。

沥青面层颗粒离析。集料大小颗粒组成不均匀以及在运输和摊铺过程中造成粗细颗粒离析。沥青面层集料大小颗粒离析使局部粗集料偏多，细集料偏小，不易压实，导致矿料与沥青的粘结力偏小，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，使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。

1.2.2基层施工中的设备因素

基层是承担面层传递荷载的主要承重层，基层质量的好坏，直接影响着沥青路面的使用质量。在施工各个环节中，稍有疏忽，会给沥青路面的使用质量造成隐患。

①拌和与摊铺过程中粗细集料集中引起基层材料的不均匀，进而造成基层强度的稳定性的不均匀。

②选用的基层材料塑性指数或含泥量偏大

由于水份的进入使基层含水量增加，基层强度大幅度降低，从而导致沥青路面早期破损。

③施工中不注意控制细集料的含量（小于0.075毫米）。

④压实度不足。虽然在施工中，严格按最大干密度控制施工压实度，但却忽略了基层的压实度与混合料中粗细集料的比例特征，特别是粗集料的比例特征密切相关，当测定点的粗粒料含量偏大时，即使压实度达到100%，并不表示该基层密实，致使沥青路面产生坑槽、松散等病害。

1.3养护管理及其他原因

（1）日常养护中压实设备及压实工艺的影响

在目前的养护作业中，受资金因素影响，压实设备没有配套成龙，初压、复压、终压三个工序在养护实践中难以实现，达到压实混合料的必需的压实度的压实设备条件不具备，是造成路面早期损坏的一大原因。同时，由于养护中施工面积小，难以碾压密实，用油量不好控制。沥青含量低会使空隙率更大，表面水容易下渗。一下雨就会前功尽弃。沥青含量高就形成油包、车辙等病害。因此，现在养护单位很少采用贯入式，而多是采用拌和法。但在拌和法修补路面病害时大多数人员凭经验，不注意混合料是否级配，而盲目修补，压实又难以达到要求，所以前补后坏现象是必然发生的。

（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，都使大量地表水积聚在公路路面及路基范围内，使公路成了排水沟，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损。

（3）超限运输

引起沥青路面早期破坏的后天原因中最主要的原因是超限运输。超限运输亦称为公路“杀手”，现在超限车辆的增加对公路的路面破坏程度以几何级数增长，使沥青面层的使用年限缩短50-60%.

二、高速公路沥青路面破损防治

（1）不论是基层还是面层，设计时结构型式、结构厚度要因地制宜、符合当地的气候、水文地质，合理选用。

（2）材料的各项指标都要达标，且要选用恰当。

（3）水是破坏沥青路面的重要原因，因此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落。

（4）要严格按规范要求控制沥青路面施工环节，减少施工造成的先天病害。

小结：避免沥青路面早期破损的现象，延长沥青路面使用年限，提高投资效益，需要设计、施工、养护管理等各方面的共同努力，按照规范和标准，结合工程所处地理位置，沿线的水文地质及筑路材料等情况，严格履行各自职能，是保证路面使用寿命的根本要求。同时，超限运输对路面的损坏不容忽视，值得关注，应加强对超限运输的综合治理。而选择合理的机械组合方式及正确的设备操作、调试、维修保养对预防路面早期损坏的作用不容忽视，应该引起我们的高度重视。

沥青路面早期损坏最直接的危害：

一是影响道路通行，降低使用效率。频繁的、“开膛破肚”式的挖补和维修作业，影响通行能力，降低服务水平和投资效益。

二是造成巨大的投资浪费，形不成有效的财富积累。如果一再翻修，就相当于我们是用几倍的钱办一件事情，巨大的投资未能形成应有的经济效益和社会效益。

三是面对巨大的舆论压力。在繁忙的干线公路上频繁维修，不仅严重影响道路交通秩序，而且将面对巨大的舆论压力。最近，就连续发生多起因为高速公路服务水准降低，道路通行者将高速公路经营者告上法庭的案子。这已经给我们敲响了警钟。

四是影响交通行业的形象。社会、百姓、媒体，他们不是技术专家，遇到路面损坏，往往认为是建设质量不合格。一些人还将高速公路路面早期损坏，与交通系统个别地方发生的腐败案件联系起来，认为是豆腐渣工程，是腐败工程。

五是给国家高速公路网的实施带来隐忧。去年底，国务院通过了《国家高速公路网规划》，绘就了高速公路建设的宏伟蓝图。规划代表雄心，更代表责任。我们已建了3.4万公里，有2万公里在建，还有3万多公里待建。这个问题不解决，不仅留下了后患，而且留下了很多不好解决甚至无法解决的后患。按照《国家高速公路网规划》，全国将建设8.5万公里高速公路，如果路面平均使用8年，那就意味着我国任何时候都将有1万公里的高速公路在大修。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便，且适宜于分期修建等优点，因此得到了广泛的应用。尽管目前沥青路面设计方法是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计方法，沥青路面仍然存在着设计年限内由于各种原因而发生的早期破坏。高速公路沥青路面早期破损是指高速公路沥青路面在通车后1 -3年内，呈现出开裂、泛油、剥落、车辙等早期破损，或者在通车当年即发生病害，正常维修期大大提前，公路行使质量降低，直接影响车辆运行。虽然造成沥青路面病害的因素很多，但综合起来主要有路面结构设计问题、现场施工质量控制、投入运营后超载车辆及养护管理不严等几个方面。

1、路面结构设计问题

沥青面层结构选用以及混合料类型的选择是个很关键的问题，根据沥青路面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求，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。

（注：水在路面中表现形式：空隙水、层间水、深层渗水。水对路面的损害：

a.高温动水压力对沥青有剥离作用造成路面松散；

b.层间水使沥青路面各层分开改变路面的受力状况，路面在动荷载的作用下弯拉应力成几何级数的增加；

c.水的冲刷破坏路面材料结构；

d.渗水是路基不均匀沉降的主要原因。）

沥青混合料配合比设计也是关键问题，现行设计规范中可供设计者选择的路面结构单一，而且调配范围过宽，如AC、AK结构都具有很强的优缺点：AC结构具有良好的隔水性，但表面较细，抗滑指标难以保证，而且矿料组成中往往是粗骨料浮于细集料之中，在行车荷载作用下，容易出现材料重新分配，因此易出现车辙现象；AK结构是有很好的骨架，抗车辙能力强，粗糙的表面满足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水严重，极易产生水损坏。另一方面由于国家现状所致，公路建设工期较短加上标价偏低，碎石料场不规范，大多地材都由个体承担，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性均有较大的差别，尽管我们重视“目标配合比设计”与“生产配合比设计”的相符性，但是在实际生产过程中，使生产配合比与实验室配合比出入较大。这些因素都会影响集料的吸水性，更严重的会影响集料与沥青的瀚附能力，使生产的混合料质量大打折扣，不能有效满足生产要求，这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。

2、现场施工质量控制问题

路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。

（1）对原材料、配合比、及摊铺温度等质量检验不严。

对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等；施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响；沥青混合料拌合温度的控制，从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120～165℃，而实际上有些施工单位在拌合温度控制方面不是那么严格，时高时低很不稳定，有的沥青砼拉到工地量测将近180℃，而有时不足110℃，温度过高可能导致沥青老化、变质，没有粘性使沥青混合料松散，混合料就压不实，就会出现推移，发生微裂。温度过低，沥青混合料拌合不匀，影响级配。更有甚者有的地方片面追求平整度，进行低温碾压，降低压实度标准，容易造成空隙率增大，压实度不足，从而影响平整度。此外落后的摊铺机对路面影响也较大，纵横接缝处理问题也较多，特别是碾压受到限制，不容易控制在规范要求的碾压温度内完成全部碾压工序，沥青混合料压实度难以达到。

（2）施工过程中的路面污染。

当前许多公路投标项目划分太细，路基挢涵、路面、工程都严重平整度，在同一路段上施工单位较多，加上工期较紧，平行作业，相互影响，如在高速公路中沥青混合料摊铺底面层中面层时，路基施工单位要刷边坡，挖边沟，其他路段的车辆也通行，导致路面污染严重，从而使路面上层铺设，层与层之间的粘结受到影响，特别是当沥青面层较薄时，在车辆高速行驶荷载作用下，沥青路面产生脱落，推拥、扭曲裂缝，我们经常见的桥面铺装被拉开、拉裂就是这方面原因所致。此外，路面铺设完后其他作业工序的机械，包括交通工程，中央分隔带，路基填土，有些机械在上面停留漏柴油使路面污染，严重的地方，造成路面局部松散、剥落。

（3）基层施工。

基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层，基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要：基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净，在雨水作用下，浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面；基层松铺系数（或基层标高）控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接，自身厚度又较小，因而极易松散，进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏；部分基层压实度不足的问题，在最大干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关，当粗粒含量很大时，即使压实度超过100%，并不表示该基层已经密实。因此，要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度。

3、投入运营后超载车辆及日常养护管理不严

柔性路面国家设计规范仍然采用弯沉值控制，使用年限采用累计折合成标准荷载次数作为控制指标，而对重型车，特别是超重型车辆对路面结构强度的影响却没有过多过细的保证，规范中的折算系数并没有考虑路面承载极限能力，一旦超出极限荷载的行驶将导致路面结构严重损伤。促使路面开裂、推拥，甚至局部下陷，导致路面破坏。严格控制超载车辆，公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载。而目前高等级路面上或其它等级的公路上，超重型车辆，特重型车辆随处可见，因此对沥青路面的损害是非常大的。

建立科学的路面养护监控系统对高等级沥青混凝土路面的长期使用及大中修时间的确定是非常必要的，其主要包括路面强度——弯沉检测、车辙深度检测、抗滑性能检测及路面病害面积占车道面积的百分率调查。然而目前我国对这方面的检测还处于起步阶段，设备及应用还远远没有跟上目前我国高速公路建设快速发展的速度。

结束语

总之，沥青混凝土路面常见病害的产生有多方面的因素，无论设计方面、还是施工方面、或是路面形成后的使用、养护和管理等方面都存在一些不足。鉴于目前沥青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。高速公路的前期养护非常重要，它能够减少后期的大中修费用及次数，并能保证其良好的服务能力。