公路沥青路面病害分析

公路沥青路面病害分析

崔创

重庆交通大学 重庆 400074

摘要：在我国高速公路建设的不断发展中，养护工作显得尤为重要。2018年末,我国高速公路总里程达14.26万公里,养护投资规模达到7544.7亿。高速公路在运营过程中，受交通量、自身结构及环境等因素影响下，出现多种病害类型，这些病害类型随着时间积累，发展越来越严重，直接影响行车安全性及使用舒适性。如何做好高速公路养护工作，保持公路良好的运行状态，是公路养护管理工作者面临的十分艰巨的任务。本文通过对高速公路沥青路面典型病害进行分析，探讨原因并给出合理的防范措施，保证路面在设计年限内提供足够的服务水平，对于提升沥青路面的使用寿命及公路工程的发展具有重要意义。

关键词：高速公路、沥青路面、病害分析、养护手段

0 引言

随着我国高速公路的发展,沥青路面以其特有的低噪、好养护等的特点深受青睐，因此,沥青路面成为道路建设中被最广泛采用的高级路面。沥青路面属于柔性路面,其基层可采用柔性、刚性或半刚性材料。沥青路面具有良好的韧性、抗压性、拉伸性、风噪声小、对车子的胎面磨损等优势，有利于提高车子的抓地力，能够较好适应稳定性差的路基。针对后期维护，可以进行部分重建，降低维护成本，而且沥青材料未发生化学反应前可反复使用，有效提高资源利用率。但随着温度、降雨及交通量等的因素的影响，沥青路面也会在使用过程中产生多种不同的病害。使得路面发生破坏引起公路使用功能下降。对使用者会造成舒适性下降,安全性降低等诸多影响。一般而言,主要分为四大类:裂缝类、松散类、变形类及其他类。我国最新的规范《公路技术状况评定标准》(JTGH20-201)把沥青路面损坏分为21种,如图（1）所示:

图（1）沥青路面损害类型

1.裂缝类

1.1分类

沥青路面出现裂缝的主要原因主要可以分为两大类：一种称为非荷载裂缝，即由于温度变化引起沥青面层产生的温度裂缝；一种是荷载型裂缝，由于行车荷载作用而产生的结构性破坏裂缝。按照形状主要分为四种裂缝。

1.2裂缝类原因分析

1.2.1横向裂缝

横向裂缝一般情况下和公路的中心线相垂直且宽度不同，，属于半刚性基层沥青路面最为典型的病害之一，横向裂缝产生的原因主要包括：
①填土路基施工时，纵向碾压不均匀而发生不均匀沉降，在沉降位置，面层沥青受到车辆载荷作用使得拉应力以及剪切力都有所提升，从而造成沥青路面面层发生横向开裂。尤其是在桥梁、涵洞两侧更容易出现横向裂缝，易引发桥头跳车问题；
②多种地基处理方式造成的反射裂缝。公路工程地基处理措施类型较多，例如碎石桩、水泥搅拌桩、粉喷桩等等。不同类型地基处理连接位置由于土体沉降量的差异会造成横向裂缝；
③在进行沥青混合料摊铺过程中没有处理好横向施工缝，接缝不够严密而引发压实不足，增加孔隙率，从而形成横向弱接缝，直接造成横向裂缝。
1.2.2纵向裂缝

纵向裂缝方向是沿着公路中心线方向。造成此种裂缝的原因主要包括：

①路基施工过程中没有均匀碾压密实，造成路基稳定性较差，在重载作用下发生地基的不均匀沉降，从而将路面拉裂而引发裂缝；
②在沥青面层混合料摊铺过程中，纵向连接位置冷接缝处理不符标准规定，压实度不符合标准，结合处松散不够紧密而松脱。

1.2.3块状裂缝

①沥青层本身的横向裂缝与纵向裂缝不断发展，交错形成的块状裂缝；

②由于路面基层块状开裂产生的反射裂缝；

③温度疲劳及沥青老化造成。

1.2.4龟裂

①路面结构强度不足。在设计过程中，由于对交通量的估算偏小及行车荷载的验算偏低，造成路基结构内部力学性能降低。

②路基施工不规范，路基填筑未按规范要求施工，如松铺厚度过大而压实度不够；填料不符要求，造成路基结构强度不足，直接影响沥青面层结构性能，延度的应力松弛性能差，抗裂性能不足，使得沥青面层弹性不足，受力后产生破裂。

③道路超载、重载运营，导致道路超负荷使用，超过道路自身的设计运营能力和荷载极限，造成道路损坏致路面龟裂。

④长期降雨引起路面积水，积水透过路面裂缝而破坏路基内部，从而引起龟裂。

2.松散类—坑槽

坑槽是沥青路面常见的早期病害。一般情况下，由于混合料在施工过程中温度较高，沥青性能发生变化，导致粘结力不足，并在行车荷载作用下形成坑槽。坑道会影响行车的安全性、舒适性和路况。如果维修不及时，将严重威胁行车安全，增加维修成本。

2.1原因分析

坑槽是沥青路面最为常见的病害之一，其具有高发性、突发性以及蔓延性等特点。坑槽产生的原因主要包括：

1）车辆荷载和水损害双重作用引起的坑槽。这种坑槽是造成坑槽损坏的主要原因，尤其是在桥头和桥面。若公路处在亚热带湿润区域，年降雨量较大，桥面以及桥头位置沥青集料摊铺过程中的厚度不足，面层的防水能力相对较差，易渗入中表层，导致集料和沥青膜剥离。集料一旦受到车辆荷载的影响，会引起基层局部松动，形成砂浆，从而形成在沥青路面上的泵送浆。随着时间的积累，面层材料的性能不断恶化开裂，逐渐会形成坑槽；

2）维修管理不够及时。当机油等有机物滴在沥青路面上时，沥青会被稀释，从而降低其附着力，使得集料发生散失。另外，重载车辆在停车维修过程中，所用千斤顶刮撞路面容易引发坑槽问题。

3.变形类—车辙

车辙是指在道路上行驶后，轮轨产生的纵向带槽。永久变形驱动的沟槽会降低路面的平整度。在一些雨天，沟槽会产生大量的水，这很容易造成许多交通事故。车辙可分为结构性车辙、不稳定车辙和磨损车辙。

3.1原因分析

路面受到车辆载荷影响而引发轮迹位置下陷，而轮迹两边发生凸起形成凹槽，尤其在气候炎热情况下受到重载车辆影响时更容易形成车辙。车辙形成的原因主要包括：
1）沥青混合料中细集料较多，集料没有形成嵌挤锁结结构，温度升高后，热稳定性不足。沥青的三大指标针入度相对较大，软化点较低；
2）在对沥青混合料面层施工时没有进行充分压实，一旦受到较大的行车载荷就会使得轮迹位置进一步的挤密压实，从而发生下陷而形成车辙；
3）公路基层软弱没有得到充分碾压密实，受车载影响造成进一步压实或形成剪切破坏形成车辙。

4.结语

公路沥青路面病害会严重影响行车安全性、舒适性，并对路面使用寿命造成影响。同时病害维护过程中也会影响日常交通运输能力，耗费时力。因此，对路面常见病害应以预防为主，采取有效的防范及维护措施，降低路面初期常见病害发生机率，通过加强对病害原因的研究及分析，加强管理和控制，使路面病害得到有效预防及维修控制，保障公路的行车安全性，提高路面使用寿命。

参考文献:

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