公路工程学文献综述道路病害防治

1、 沥青路面病害成因分析与防治处理 摘要 在目前公路建设项目中，沥青路面占有较大的比重。沥青路面早期病害是道路建设中常见病害之一。沥青混凝土路面无论是其力学性能、耐久性，还是行车舒适度都能满足正常通车要求，采用混凝土材料铺筑路面，可以确保路面基层平整、坚实、耐久，而且能够防渗、抗滑，具有良好的耐疲劳性和抗低温开裂的温度稳定性。但在施工和使用过程中，沥青混凝土路面也会受到很多因素的影响而发生各种病害。现从沥青混凝土路面的原材料选择、结构设计、施工及使用过程等方面入手，对沥青混凝土路面病害的类型、发生原因及防治措施进行详细说明。2、 沥青路面常见的病害1、 车辙 1.1车辙的成因分析沥青路面的车辙是

2、路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。它产生的原因包括：沥青混合料油石比过大；表面磨损过度；雨水侵入沥青混凝土内部；由于基层含不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。其外部原因是由于超重车、集装车、大吨位的车在公路上反复行驶碾压下产生永久性变形和塑性流动而形成的1。它在沥青路面压缩沉陷的同时，出现横向隆起，其变形主要发生在沥青路面面层。另外,在高速公路、一级公路的设计时，沥青面层组合不符合常规，通车后路面多半会出现车辙2 。 1.2车辙病害的防治与处理 车辙的产生与路面材料、前期设计、施工质量以及后期使用的车辆荷载紧密相关。对沥青路面车

3、辙的防治也应该从这几个方面进行合理有效的处理。材料选择方面：选用粗糙、坚硬、棱角性好、形状接近立方体与沥青粘附性强的粗、细集料；控制天然砂用量不超过 10%；改善集料加工工艺，减少针片状颗粒含量；选用针入度较小、软化点较高、含蜡量较低及粘度较高的沥青，爬坡路段下面层、重载路段的上面层、中面层可采用外掺剂对沥青进行改性，为提高劲度模量以抵抗车辙。路面混合料配比与结构设计方面：混合料配比设计中，控制沥青用量；优化矿料级配；合理调整配合比；采用superpave 方法、gtm 方法设计混合料，加大其成型压力，增加马歇尔击实次数，在规定条件下进行车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验，以检验

4、沥青混合料的各项路用性能。在结构设计中，上面层应具备抗低温、抗车辙、抗磨耗、抗老化等性能。中间层应具有较高模量；下面层应具有抗水损坏和抗疲劳性能，基层控制层应具有水稳定性、高柔性及抗疲劳等性能。施工期质量控制方面：应严格检验原材料质量，施工时沥青混合料配比必须符合设计要求，严格按照施工要求掺加沥青或矿粉，这个可以延缓或避免沥青路面发生早期破坏。后期管理方面：严格限制超重车、集装车、大吨位的车在路面上的行驶；高温时应及时洒水降温等。采用改性沥青混合料是处治和延缓路面车辙的有效方法,也能提高改善路面的通行功能。2、裂缝 2.1裂缝的成因分析各种各样的裂缝是沥青路面的常见、最易发生和易早期产生的病害

5、之一。初期的细微裂缝对行车无重大影响，随着水分沿裂缝渗透，使基层及土基含水量增加，承载力降低，在车辆荷载作用下，裂缝进一步发展。沥青路面的裂缝分为纵向裂缝和横向裂缝，起产生的原因也是有所不同的。纵向裂缝：即与路中线大致平行的长直裂缝或有少量支缝3。纵向裂缝产生的原因来源与三个方面：其一，路基不均匀沉降。特别是填挖结合部或填高沿横向变化较大处更易出现，其纵缝常是断续的。其二，施工期间纵向接缝未按规范要求认真处理，出现的纵向裂缝相当长并且比较顺直。其三，路肩加固处理或处理不当，导致路基湿软、承载力不足，进而引起路面边缘的纵向裂缝。横向裂缝：即与路中线近乎垂直的裂缝间或伴有少量支缝3。其产生的主要原

6、因有：由温度应力引起的温度裂缝，特征是表面先开裂，裂缝常是下窄上宽。由路基裂缝或基层裂缝的反射引起的横向裂缝。反射裂缝产生的机理是受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服，在它们的联合或单独作用下导致产生反射裂缝3。构造物横穿路基时，在构造物两侧产生的裂缝，以及桥台与路堤衔接处产生的裂缝，山谷高填方路段与挖方衔接处产生的裂缝等。这些横向裂缝都是由于路基土体的不均匀沉降引起的。 2.2裂缝的防治与处理 裂缝主要是由路基土体的不均匀沉降引起。裂缝的大小与当地的气温和沥青面层和半刚性基层材料的抗裂性能有关。沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在车辆和大气因素作用下逐渐开裂。总的来讲，沥青路面裂缝的防治必须

7、从沥青材料的选取，路基和路面的施工质量控制，以及道路环境因素来考虑。材料方面：在防治沥青路面裂缝产生，应选用优质沥青、针入度大的沥青，可以减少温度裂缝的产生。沥青面层应采用密实型沥青混凝土。半刚性路面应选用干缩系数小、抗冲刷性能好、抗拉强度高的半刚性强度材料做基层，可以减小基层的沉降。施工期质量控制方面：施工季节的选择应以有利于面层成型为原则。严格控制半刚性基层碾压时的含水量，并防止暴晒变干开裂。新铺面层原则上应在雨季来临之前成型，以防雨水大量渗入路面，使基层与面层之间大量积水，基层上不浸软冒浆，进而使面层变形产生裂缝。在沥青路面面层与基层之间加入土工织物层（土工布、土工格栅等），以改善抗裂性

8、能。 裂缝的处理：对于细小裂缝，可用灌热沥青的方法作防水处理，防止雨水的渗透；对于裂缝大于5mm的，可采用改性沥青灌缝或灌缝胶进行处理；对与裂缝很大的，必须将裂缝两边的沥青混凝土开挖先用水稳定好，收缩性小的半刚性材料处理基层，再用新的混合料摊铺。3、面层松散 3.1面层松散的成因分析 因沥青与酸性石料间的粘附性不良造成或许基层土基层软化而造成面层松散。裹覆沥青与集料颗粒之间的粘聚力减弱导致集料颗粒脱落，从而形成松散。受行车荷载的影响，通常轮迹处的松散现象比较严重，其成因分析如下：局部路基或基层发生不均匀沉降破坏路面结构；碎石中含有风化颗粒，水侵入后引起沥青剥离；沥青路面使用时间越久，沥青结合料

9、的粘结性越低，路面与轮胎接触部分的沥青磨耗严重，致使沥青含量越来越少，从而导致细集料散失；机械损害或油污染4。这些都是导致沥青路面面层松散的原因。 3.2面层松散的防治与处理松散在沥青路面病害中经常出现，在其防治过程中，应主要考虑沥青材料选择、施工质量控制和公路污染管理等方面进行处理。对原材料的选用严格把关，控制细集料含泥量及矿粉掺量。如果碎石的压碎值、磨耗值达不到设计要求，会严重降低沥青混合料的稳定性，造成沥青路面发生早期剥落。沥青混合料的强度和耐久性除了受沥青材料质量的影响外，碎石与沥青材料的粘附性也会对其产生一定的影响。按常规，沥青混合料所用矿料多为碱性的，若采用酸性矿料，则要按比例添加

10、抗剥落剂。严格控制沥青混合料施工温度、均匀性及压实效果，防止混合料离析。若矿料加热温度太高，易使沥青在拌合过程中焦化，铺筑的路面容易松散。其次，应保证混合料密实度充足，若密实度不足易导致沥青混凝土面层的集料脱落形成局部松散。沥青路面上使用车辆的油污污染，溶解了混凝土中的沥青，使混凝土失去了粘结性，从而形成松散。要预防沥青路面的松散问题，必须对行驶车辆所造成的油污污染进行有效的管理。面层松散的处理：对于面层上的病害可采用修路王热烘添加适当的新料，人工搅拌均匀，压实补强，在地表温度降低50以下后开放交通5。 4、泛油 4.1泛油的成因分析 混合料配比不当、混合料拌和控制不严以及水的影响是泛油产生的

11、主要原因。在材料运输施工过程中，沥青混合料中粘结料到局部地方；油石比级配、摊铺的均匀性和粉胶比(矿粉比沥青) 同时也影响着路面泛油的形成。对沥青路面泛油病害的分析总结，一共有五个原因：沥青混合料配合比存在缺陷；沥青混合料拌和的工艺不够完善；粘层油的控制不准；沥青路面施工质量差；雨水的长期作用致使破坏。6 4.2泛油的防治与处理 铲除含油量高的泛油面层,用新混合料从新铺筑，新混合料应注意适度降低沥青和细集料的含量，提高混合料中多角碎石颗粒的含量，施工时尽量避免摊铺补均匀的现象。同时，降低细集料和沥青含量，提高混合料中多角碎石颗粒含量，提高混合料压实后的内在稳定性，施工摊铺时应避免搅拌均匀，最佳油

12、石比的选定应严格按照试验规程进行。5、局部沉降 5.1局部沉降的成因分析 路面沉陷的范围较大，对深层次的路基结构危害严重。主要是路基不均匀沉降而引起的局部路面沉陷。在施工中质量控制不严，一些小问题未得到妥善处理，最后导致路面局部沉降。路基或基层强度达不到设计要求，或填挖路基强度不一致，加之行车荷载的影响，路基被破坏而发生不均匀沉降。土质路堑排水结构设计欠佳，路床下部路基太湿润，致使局部发生不均匀沉降，渗水是使路基不均匀沉降的主要原因6。路面强度难以支撑与日俱增的交通量，致使路面常出现疲劳破坏。在路基和桥头两端接洽的部位压实效果不佳，极易造成路面发生不均匀沉降。 5.2局部沉降的防治与处理对于预

13、防沥青路面局部沉降，首先在设计上必须保证路基的承载合理，施工质量控制中，严格控制路基的含水率和路基的压实度，使其符合国家标准和地区标准。选用抗老化性和粘附性较强的沥青，混合料合理级配：严格控制混合料出厂、摊铺、碾压温度，确保厚度及压实度达到设计要求7。适当加固软弱地基，以免路面发生不均匀沉降；按设计要求选择合适的路基填料，以提高路基强度及其稳定性：宜采用半刚性材料作基层材料；选用优质沥青做沥青面层；在稳定性达到设计要求的前提下，宜采用针入度稍大的沥青作沥青面层。6、路面推移 6.1路面推移的成因分析 主要是指沥青混合料在道路的纵向发生位移,可能在施工期间发生或在道路通车一段时间产生；由于沥青路

14、面的水稳定性和热稳定性差,导致路面上出现局部纵向推移成搓板，横向推移出现车辙8。车辆超载和沥青路面施工不当是推移形成的主要原因。 6.2路面推移的防治与处理提高路面基层施工质量，改善基层平整度。透层油洒布前，保证透层油洒布均匀，并认真清扫表面杂物及浮土，以提高面层与基层与粘结力。具体处理时铲除路面推移部分，用符合要求的新混合料摊铺、压实，与旧的混合料结合紧密。总结： 以上几个方面的早期病害主要与沥青混凝土的水稳定性从设计到施工未得到的有效控制有关，而水在沥青混凝土路面中所变现出来的形式主要为：空隙水、层间水、深层水9。水对沥青路面的损害有：高温动水压力对沥青混凝土有剥离作用造成路面松散；而层次

15、间的水使得沥青路面各层进行分开，并改变路面的受力状况，路面在动荷载的作用下弯拉应力成数倍增加；水的冲刷破坏沥青路面材料结构；渗水是使路基不均匀沉降的主要原因10。 对于沥青路面的病害，不仅需要找到正确的因对措施，更重要的是明白病害的原理和表现。 根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工，有针对性采取一系列预防和改善措施。同时，必须建立健全质量保证体系，从管理部门、设计部门到施工部门，层层重视、层层控制、层层落实。只有这样，才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生，为以后沥青路面设计和病害防治提供理论依据。参考文献：1何义强,李俊霞 公路沥青路面病害与养护分析 j . 20132高雪 沥青路面病害的成因分析 j . 20133温春艳 沥青路面裂缝成因及防治措施