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瀝青路面病害有效控制方法
一、瀝青路面病害類(lèi)型及成因分析
（一）瀝青路面病害的類(lèi)型及其特征
通過(guò)對國內大量高速公路的瀝青路面進(jìn)行調查分析后發(fā)現，瀝青路面比較常見(jiàn)的病害有以下幾種類(lèi)型：裂縫類(lèi)、松散類(lèi)、變形類(lèi)等等。
1.裂縫類(lèi)。此類(lèi)病害又可分為龜裂、不規則裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫。由于裂縫的種類(lèi)不同，其外觀(guān)特征也大不相同。如龜裂在初期時(shí)，裂縫比較細，并且無(wú)明顯變形，到了后期裂縫會(huì )逐漸變寬，散落情況也會(huì )加重，同時(shí)會(huì )出現非常明顯的變形，此時(shí)必須進(jìn)行相應的處理。
2.松散類(lèi)。這類(lèi)病害比較典型的有以下幾種：坑槽、麻面、脫皮、啃邊等等。其中脫皮是最為嚴重的一種，出現脫皮時(shí)路面面層會(huì )大面積脫落，極不利于行車(chē)安全。
3.變形類(lèi)。常見(jiàn)的變類(lèi)型包括沉陷、車(chē)轍、波浪、擁包等。其中較深的沉陷會(huì )使行車(chē)感到非常明顯的顛簸，是此類(lèi)病害中較為嚴重的情況之一。
4.其它。除以上三類(lèi)病害之外，瀝青路面的病害還有以下幾種：泛油、磨光、凍脹、翻漿、水損害等等。
（二）瀝青路面病害的主要成因分析
由于瀝青路面病害的種類(lèi)較多，每種病害的成因也大不相同，為此，下面本文僅對瀝青路面中最為常見(jiàn)的病害成因進(jìn)行分析。
1.瀝青路面裂縫的成因。裂縫是瀝青路面最為普遍的病害之一，在路面建成初期，便會(huì )出現各種不同形式的裂縫，此時(shí)的裂縫一般不會(huì )對瀝青路面的使用功能造成太大影響，然而，隨著(zhù)表面雨水的不斷侵入以及車(chē)輛荷載作用，便會(huì )對路面的整體結構產(chǎn)生破壞，在這一過(guò)程中，裂縫也隨之不斷發(fā)展，寬度、深度和數量都會(huì )增大，此時(shí)便會(huì )嚴重影響路面的整體結構。大體上可將引起路面裂縫的原因分為兩種，一種是荷載裂縫，主要是由行車(chē)荷載作用造成的裂縫，如龜裂、網(wǎng)狀裂縫等等；另一種則是非荷載裂縫，這種裂縫形成的原因基本與車(chē)輛荷載無(wú)關(guān)，主要是由于溫度應力導致的，如橫向裂縫就是其中比較典型的一種。還有瀝青質(zhì)量問(wèn)題也會(huì )引起瀝青路面非荷載裂縫；目前道路瀝青最大的問(wèn)題就是質(zhì)量波動(dòng)大，無(wú)論是進(jìn)口瀝青還是國產(chǎn)瀝青，均無(wú)法保證其質(zhì)量，不同批次的瀝青質(zhì)量相差很大；在中國所用的重交瀝青品牌種類(lèi)多，質(zhì)量良莠不齊，很多差的瀝青也能滿(mǎn)足現有的重交通道路瀝青技術(shù)要求；現有的重交瀝青技術(shù)指標很多情況下已經(jīng)不能對瀝青質(zhì)量的好壞進(jìn)行區分，導致大量質(zhì)量較差的瀝青因價(jià)低得到廣泛使用，而質(zhì)量較好的瀝青由于價(jià)格稍高而無(wú)法中標使用，造成在瀝青市場(chǎng)上出現劣幣驅良幣的現象；由于使用了較差的瀝青，導致路面出現了各種早期損壞。除了溫度應力影響和瀝青質(zhì)量問(wèn)題之外，面層厚度、路基等因素也都有可能引起非荷載裂縫。
2.路面車(chē)轍。這也是瀝青路面病害的主要問(wèn)題之一，通?？蓪④?chē)轍分為兩類(lèi)，一類(lèi)是結構性車(chē)轍，產(chǎn)生的原因是荷載作用大于路面各層所能承受的極限強度；另一類(lèi)是流動(dòng)性車(chē)轍，形成原因是車(chē)輛渠道化形式，或是重載車(chē)輛及輪胎壓力增大所致。
3.水損害。所謂的水損害具體是指在瀝青路面上有水分存在的前提下，經(jīng)過(guò)交通荷載以及溫度脹縮的反復作用，水分逐步從瀝青與集料的界面滲入，從而導致瀝青膜從集料表面剝離，并造成集料粘結力下降或是喪失，最終引起路面破壞。引起水損害的原因主要是為了防止車(chē)轍產(chǎn)生而在混合料當中使用了質(zhì)地比較堅硬的石料，或是采用比較粗的粒徑減少瀝青用量等措施，導致瀝青與石料之間的粘結力不足，從而導致瀝青路面水穩定性較差。隨著(zhù)水損害的程度不斷加劇，最終便會(huì )使路面形成坑槽。
4.路面沉陷。導致路面沉陷最主要的原因是路基土體的壓實(shí)度不足，尤其是在一些高填方路段，碾壓機一般很難達到需要壓實(shí)的位置，這樣一來(lái)便會(huì )導致路堤下部無(wú)法完全壓實(shí)，從而引起沉陷。同時(shí)，有的橋臺后部填土壓實(shí)度不夠，還會(huì )引起橋頭跳車(chē)的現象，這非常容易造成交通事故。
二、治理瀝青路面病害的有效措施
（一）路面裂縫的治理措施
在對瀝青路面進(jìn)行治理的過(guò)程中，可以從設計與施工兩個(gè)方面著(zhù)手：
1.設計方面。應當盡可能選用抗沖刷性能好、干縮和溫縮系數相對較小且抗拉強度高的半剛性材料作為基層，而面層則應當選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青；優(yōu)質(zhì)路用瀝青應該是化學(xué)組分比例適當，蠟含量少，化學(xué)結構環(huán)數多，特別是芳環(huán)多，烷側鏈少，膠體結構是溶凝膠結構。
2.施工方面。在對瀝青路面進(jìn)行設計施工的過(guò)程中，瀝青混凝土混合料面層宜采用雙層或三層式結構，建議其中有一層是I型密級配瀝青混凝土混合料；多雨潮濕地區的高速公路和一級公路的上面層宜采用抗滑表層混合料；上面層瀝青混合料的集料最大公稱(chēng)粒徑不宜超過(guò)厚度的1/2，中下面層及聯(lián)結層的集料的最大公稱(chēng)粒徑不宜超過(guò)厚度的2/3。
（二）防止車(chē)轍的措施
1.瀝青化學(xué)組分中的瀝青質(zhì)含量多，蠟含量少，則感溫性低，用感性低的瀝青修筑路面不易發(fā)生車(chē)轍，推移和裂縫。采用聚合物對瀝青進(jìn)行改性，如SBS、PE、SBR等等，這樣能夠有效改善瀝青混凝土的使用性能，從而使其滿(mǎn)足設計使用期限內的交通運行條件要求，減少車(chē)轍的產(chǎn)生。同時(shí)，還可以對結合料和礦料粘結強度進(jìn)行改善，當聚合物摻入到瀝青中以后，會(huì )使瀝青變得更加粘稠，隨著(zhù)瀝青本身粘度的增加會(huì )使溫度敏感性降低，這樣便可以達到減少永久變形的目的，彈性聚合物的適量加入，還能使總變形中的彈性變形模量增大，這樣有助于減少粘滯變形量，從而使瀝青混凝土的柔性獲得有效改善。 2.采用粘性高的瀝青能夠使瀝青混合料高溫穩定性好，穩定度顯著(zhù)提高，不易發(fā)生過(guò)大的永久變形；但低溫天氣環(huán)境下易開(kāi)裂，所以粘度應適當。瀝青含蠟量少，地瀝青質(zhì)少，脆點(diǎn)低的瀝青路面不易出現低溫裂縫。耐久性好的瀝青，路面的使用壽命長(cháng)，不易出老化損壞。
3.瀝青混合料的組合應遵循以下原則：應綜合考慮耐久性、抗車(chē)轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑能力等多方面要求，根據施工機械、工程造價(jià)等實(shí)際情況選擇混合料的種類(lèi)。比如SMA是一種粗集料斷級配的瀝青混凝土，在其集料組成中，大小顆粒并不是以連續的方式存在的，足夠的粗集料形成空間骨架，部分細集料便會(huì )填充于骨架間的空隙當中，這樣混合料的密實(shí)度便會(huì )提高，從而形成一種骨架密實(shí)結構，該結構最大的特點(diǎn)是內摩阻力和粘結力較高，具有良好的抗車(chē)轍能力。
（三）預防水損害的措施
1.預防瀝青路面水損害最為有效的措施就是不讓水進(jìn)入到混合料的內部，這樣水分便不會(huì )侵入到瀝青與集料的界面當中。而想要做到這一點(diǎn)，就必須對瀝青混合料的級配進(jìn)行嚴格控制，特別是要注意減小空隙率。
2.可以通過(guò)提高瀝青與集料的粘附性來(lái)增強集料之間的粘結力，同時(shí)也可以通過(guò)提高壓實(shí)標準，來(lái)達到建減小空隙率的目的。
3.加強排水設計能夠有效防止水損害，具體可在路面結構設置排水層或是結構層，借此來(lái)阻止水滲入路面內部。
（四）路面沉陷的治理措施
為了防止因路面沉陷引起橋頭跳車(chē)的情況發(fā)生，一方面應當消除地基沉降，另一方面則應當消除橋頭填土的固結變形。由于橋頭填土本身的高度較大，壓路機很像對正常路堤一樣進(jìn)行碾壓，為此，橋頭填土的壓實(shí)度一般都會(huì )比路堤的壓實(shí)度小很多，為進(jìn)一步減少橋頭沉降，可在橋臺臺背填土采用水泥土或是石灰土，也可以通過(guò)橋頭搭板的方法來(lái)防止跳車(chē)的情況發(fā)生。
結論
總而言之，想要使瀝青路面的各種病害得到有效的控制，就必須始終貫徹預防為主、防治結合的方針，并有針對性地采取合理可行的病害治理措施，從根本上消除各類(lèi)隱患，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)補救，以免病害不斷擴大，引起更嚴重的后果。在未來(lái)一段時(shí)期應當重點(diǎn)加大對瀝青路面病害治理方法的研究力度，并在現有的基礎上對各種措施進(jìn)行改進(jìn)和完善，這對于延長(cháng)瀝青路面的使用壽命具有非常重要的現實(shí)意義。
（一）瀝青路面病害的類(lèi)型及其特征
通過(guò)對國內大量高速公路的瀝青路面進(jìn)行調查分析后發(fā)現，瀝青路面比較常見(jiàn)的病害有以下幾種類(lèi)型：裂縫類(lèi)、松散類(lèi)、變形類(lèi)等等。
1.裂縫類(lèi)。此類(lèi)病害又可分為龜裂、不規則裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫。由于裂縫的種類(lèi)不同，其外觀(guān)特征也大不相同。如龜裂在初期時(shí)，裂縫比較細，并且無(wú)明顯變形，到了后期裂縫會(huì )逐漸變寬，散落情況也會(huì )加重，同時(shí)會(huì )出現非常明顯的變形，此時(shí)必須進(jìn)行相應的處理。
2.松散類(lèi)。這類(lèi)病害比較典型的有以下幾種：坑槽、麻面、脫皮、啃邊等等。其中脫皮是最為嚴重的一種，出現脫皮時(shí)路面面層會(huì )大面積脫落，極不利于行車(chē)安全。
3.變形類(lèi)。常見(jiàn)的變類(lèi)型包括沉陷、車(chē)轍、波浪、擁包等。其中較深的沉陷會(huì )使行車(chē)感到非常明顯的顛簸，是此類(lèi)病害中較為嚴重的情況之一。
4.其它。除以上三類(lèi)病害之外，瀝青路面的病害還有以下幾種：泛油、磨光、凍脹、翻漿、水損害等等。
（二）瀝青路面病害的主要成因分析
由于瀝青路面病害的種類(lèi)較多，每種病害的成因也大不相同，為此，下面本文僅對瀝青路面中最為常見(jiàn)的病害成因進(jìn)行分析。
1.瀝青路面裂縫的成因。裂縫是瀝青路面最為普遍的病害之一，在路面建成初期，便會(huì )出現各種不同形式的裂縫，此時(shí)的裂縫一般不會(huì )對瀝青路面的使用功能造成太大影響，然而，隨著(zhù)表面雨水的不斷侵入以及車(chē)輛荷載作用，便會(huì )對路面的整體結構產(chǎn)生破壞，在這一過(guò)程中，裂縫也隨之不斷發(fā)展，寬度、深度和數量都會(huì )增大，此時(shí)便會(huì )嚴重影響路面的整體結構。大體上可將引起路面裂縫的原因分為兩種，一種是荷載裂縫，主要是由行車(chē)荷載作用造成的裂縫，如龜裂、網(wǎng)狀裂縫等等；另一種則是非荷載裂縫，這種裂縫形成的原因基本與車(chē)輛荷載無(wú)關(guān)，主要是由于溫度應力導致的，如橫向裂縫就是其中比較典型的一種。還有瀝青質(zhì)量問(wèn)題也會(huì )引起瀝青路面非荷載裂縫；目前道路瀝青最大的問(wèn)題就是質(zhì)量波動(dòng)大，無(wú)論是進(jìn)口瀝青還是國產(chǎn)瀝青，均無(wú)法保證其質(zhì)量，不同批次的瀝青質(zhì)量相差很大；在中國所用的重交瀝青品牌種類(lèi)多，質(zhì)量良莠不齊，很多差的瀝青也能滿(mǎn)足現有的重交通道路瀝青技術(shù)要求；現有的重交瀝青技術(shù)指標很多情況下已經(jīng)不能對瀝青質(zhì)量的好壞進(jìn)行區分，導致大量質(zhì)量較差的瀝青因價(jià)低得到廣泛使用，而質(zhì)量較好的瀝青由于價(jià)格稍高而無(wú)法中標使用，造成在瀝青市場(chǎng)上出現劣幣驅良幣的現象；由于使用了較差的瀝青，導致路面出現了各種早期損壞。除了溫度應力影響和瀝青質(zhì)量問(wèn)題之外，面層厚度、路基等因素也都有可能引起非荷載裂縫。
2.路面車(chē)轍。這也是瀝青路面病害的主要問(wèn)題之一，通?？蓪④?chē)轍分為兩類(lèi)，一類(lèi)是結構性車(chē)轍，產(chǎn)生的原因是荷載作用大于路面各層所能承受的極限強度；另一類(lèi)是流動(dòng)性車(chē)轍，形成原因是車(chē)輛渠道化形式，或是重載車(chē)輛及輪胎壓力增大所致。
3.水損害。所謂的水損害具體是指在瀝青路面上有水分存在的前提下，經(jīng)過(guò)交通荷載以及溫度脹縮的反復作用，水分逐步從瀝青與集料的界面滲入，從而導致瀝青膜從集料表面剝離，并造成集料粘結力下降或是喪失，最終引起路面破壞。引起水損害的原因主要是為了防止車(chē)轍產(chǎn)生而在混合料當中使用了質(zhì)地比較堅硬的石料，或是采用比較粗的粒徑減少瀝青用量等措施，導致瀝青與石料之間的粘結力不足，從而導致瀝青路面水穩定性較差。隨著(zhù)水損害的程度不斷加劇，最終便會(huì )使路面形成坑槽。
4.路面沉陷。導致路面沉陷最主要的原因是路基土體的壓實(shí)度不足，尤其是在一些高填方路段，碾壓機一般很難達到需要壓實(shí)的位置，這樣一來(lái)便會(huì )導致路堤下部無(wú)法完全壓實(shí)，從而引起沉陷。同時(shí)，有的橋臺后部填土壓實(shí)度不夠，還會(huì )引起橋頭跳車(chē)的現象，這非常容易造成交通事故。
二、治理瀝青路面病害的有效措施
（一）路面裂縫的治理措施
在對瀝青路面進(jìn)行治理的過(guò)程中，可以從設計與施工兩個(gè)方面著(zhù)手：
1.設計方面。應當盡可能選用抗沖刷性能好、干縮和溫縮系數相對較小且抗拉強度高的半剛性材料作為基層，而面層則應當選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青；優(yōu)質(zhì)路用瀝青應該是化學(xué)組分比例適當，蠟含量少，化學(xué)結構環(huán)數多，特別是芳環(huán)多，烷側鏈少，膠體結構是溶凝膠結構。
2.施工方面。在對瀝青路面進(jìn)行設計施工的過(guò)程中，瀝青混凝土混合料面層宜采用雙層或三層式結構，建議其中有一層是I型密級配瀝青混凝土混合料；多雨潮濕地區的高速公路和一級公路的上面層宜采用抗滑表層混合料；上面層瀝青混合料的集料最大公稱(chēng)粒徑不宜超過(guò)厚度的1/2，中下面層及聯(lián)結層的集料的最大公稱(chēng)粒徑不宜超過(guò)厚度的2/3。
（二）防止車(chē)轍的措施
1.瀝青化學(xué)組分中的瀝青質(zhì)含量多，蠟含量少，則感溫性低，用感性低的瀝青修筑路面不易發(fā)生車(chē)轍，推移和裂縫。采用聚合物對瀝青進(jìn)行改性，如SBS、PE、SBR等等，這樣能夠有效改善瀝青混凝土的使用性能，從而使其滿(mǎn)足設計使用期限內的交通運行條件要求，減少車(chē)轍的產(chǎn)生。同時(shí)，還可以對結合料和礦料粘結強度進(jìn)行改善，當聚合物摻入到瀝青中以后，會(huì )使瀝青變得更加粘稠，隨著(zhù)瀝青本身粘度的增加會(huì )使溫度敏感性降低，這樣便可以達到減少永久變形的目的，彈性聚合物的適量加入，還能使總變形中的彈性變形模量增大，這樣有助于減少粘滯變形量，從而使瀝青混凝土的柔性獲得有效改善。 2.采用粘性高的瀝青能夠使瀝青混合料高溫穩定性好，穩定度顯著(zhù)提高，不易發(fā)生過(guò)大的永久變形；但低溫天氣環(huán)境下易開(kāi)裂，所以粘度應適當。瀝青含蠟量少，地瀝青質(zhì)少，脆點(diǎn)低的瀝青路面不易出現低溫裂縫。耐久性好的瀝青，路面的使用壽命長(cháng)，不易出老化損壞。
3.瀝青混合料的組合應遵循以下原則：應綜合考慮耐久性、抗車(chē)轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑能力等多方面要求，根據施工機械、工程造價(jià)等實(shí)際情況選擇混合料的種類(lèi)。比如SMA是一種粗集料斷級配的瀝青混凝土，在其集料組成中，大小顆粒并不是以連續的方式存在的，足夠的粗集料形成空間骨架，部分細集料便會(huì )填充于骨架間的空隙當中，這樣混合料的密實(shí)度便會(huì )提高，從而形成一種骨架密實(shí)結構，該結構最大的特點(diǎn)是內摩阻力和粘結力較高，具有良好的抗車(chē)轍能力。
（三）預防水損害的措施
1.預防瀝青路面水損害最為有效的措施就是不讓水進(jìn)入到混合料的內部，這樣水分便不會(huì )侵入到瀝青與集料的界面當中。而想要做到這一點(diǎn)，就必須對瀝青混合料的級配進(jìn)行嚴格控制，特別是要注意減小空隙率。
2.可以通過(guò)提高瀝青與集料的粘附性來(lái)增強集料之間的粘結力，同時(shí)也可以通過(guò)提高壓實(shí)標準，來(lái)達到建減小空隙率的目的。
3.加強排水設計能夠有效防止水損害，具體可在路面結構設置排水層或是結構層，借此來(lái)阻止水滲入路面內部。
（四）路面沉陷的治理措施
為了防止因路面沉陷引起橋頭跳車(chē)的情況發(fā)生，一方面應當消除地基沉降，另一方面則應當消除橋頭填土的固結變形。由于橋頭填土本身的高度較大，壓路機很像對正常路堤一樣進(jìn)行碾壓，為此，橋頭填土的壓實(shí)度一般都會(huì )比路堤的壓實(shí)度小很多，為進(jìn)一步減少橋頭沉降，可在橋臺臺背填土采用水泥土或是石灰土，也可以通過(guò)橋頭搭板的方法來(lái)防止跳車(chē)的情況發(fā)生。
結論
總而言之，想要使瀝青路面的各種病害得到有效的控制，就必須始終貫徹預防為主、防治結合的方針，并有針對性地采取合理可行的病害治理措施，從根本上消除各類(lèi)隱患，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)補救，以免病害不斷擴大，引起更嚴重的后果。在未來(lái)一段時(shí)期應當重點(diǎn)加大對瀝青路面病害治理方法的研究力度，并在現有的基礎上對各種措施進(jìn)行改進(jìn)和完善，這對于延長(cháng)瀝青路面的使用壽命具有非常重要的現實(shí)意義。
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