高速公路沥青路面早期破坏的原因及对策分析

1、高速公路沥青路面早期破坏的原因及对策分析（一）目前我国高速公路沥青路面出现的早期破坏和损坏高速公路沥青路面的设计使用寿命为15年，如果通车13年内就发生严重病害和较大面积损坏， 可视为早期破坏。调研组对我国高速公路沥青路面发生的早期破坏类型归纳为： 1、水损坏，表现为面层松散、剥落、坑槽等；2、横向裂缝，这种病害比较普遍， 主要由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩引起； 路基压实度不足也会引起 这种病害；3、纵向裂缝，大多发生在半填半挖路基或路面加宽处，主要由路基 的不均匀沉降造成；4、龟裂，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，形成龟裂。主要由路面

2、结构强度不足引起。 这种病害在我国早期修建的高速公路上较为普遍；5、车辙，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。6、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。7、松散，在我国早期的高速公路上曾出现，现在主要出现在水损坏严重的 路段上；8、坑槽，上龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果；9、沉陷，主要原

3、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。10、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；11、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；12、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。从调查结果分析，目前我国高速公路沥青路面的早期破 坏主要表现为裂缝、

4、车辙、沉陷、泛油等，由于恶劣天气原因以及抄造车原因水 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。（二）我国高速公路沥青路面发生早期破和损坏的原因分析高速公路沥青路面直接与大气接触，除承受交通荷载外还受自然因素的影 响，在运营期间出现早期损坏现象， 致使表面服务性能缉拿工地， 影响正常运营。 调研组的总结分析的原因可归纳为： 1、路面结构设计我国现行规范中可供设计 人员选择的结构单一，而且级配范围较宽，如AC AK结构都具有很强的优缺点： AC结构具有良好的密水性，但表面较细，抗滑指标难以保证，而且矿料组成中 往往是粗骨料悬浮于细集料之中， 在行车荷载作用下， 容易出现材料

5、重分配， 因 此容易出现车辙现象；AK结构具有很好的骨架，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， 这是造成近几年水损破坏普遍产生的 主要原因之一。根据调查，现场铺筑的沥青混凝土空隙率在8%13%时，沥青混合料产生水损坏的可能性最大。在我国现行规范中 II 型沥青混凝土混合料的空 隙率为 4%10%，与之比较接近， 而且施工中压实度低值要求 95%，容易造成水损 坏。这是因为雨天之后， 沥青路面在饱水状态下承受重载车辆冲击与动水压力的 反复作用，沥青膜与矿料渐渐剥离，形成松散的凹坑，若不及时予以修补，极易 发展扩大成坑槽，造成更大的损坏。这在南方雨水较多的尤其严重

6、。2）施工配合比的控制 调研中发现， 在实际生产中， 许多地方多年来形成了一种 习惯，那就是严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。 但这种方法 生产的混合料往往不到设计要求， 有的甚至出现较大偏差， 出现了“目标配合比 设计”与“生产配合比设计”不相符的情况，其原因就在于骨料的吸水性上。我 国现行的沥青混凝土路面设计方法中， 集料密度采用的是视密度， 而在实际生产 过程中，因为自然条件、 环境因素的影响， 使生产配合比与实验室配合比出入很 大。在高速公路的建设中， 解决这个问题唯一的办法就是加大抽检力度， 通过试 验路段确定生产配合比，加强现场监理，实行跟踪作业，定点、定量取样，取得

7、 试验数据后，指导生产，切实把质量标准落实到施工过程中。（ 3）混合料的拌 和、摊铺和压实 摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往 往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。摊铺过程中除严格按规范要求施工外， 还应着重控制摊铺温度、 供料速度与前进速度相协调、 防止大料滚动离析等环节。 碾压过程应遵循少量喷水， 保持高温，梯形迭进的原则。 决不能片面追求平整度， 进行低温碾压，降低压实度标准；低温碾压易造成空隙率多大，压实度不足，使 路面渗水，导致早期破坏；过度碾压易造成构造深度偏小，甚至出现泛油病害， 影响行车安全。碾压过程要及时、迅速，并要保持碾压要求。绝对不允许压路机 中途急停、转

8、向，一面发生推挤、拥包现象，从而影响平整度。山东省的经验： 在日竹高速公路施工中， 根据实际情况， 将抗滑表层的马歇尔试验制件采用了双 面击实各 75 次的标准，压实度不低于 98%，混合料空隙控制在 6%以内，压实 后经路面现场取芯检测都收到了良好效果。 可见，压实措施好坏对沥青路面的平 整度、防止水损坏和提高抗车辙能力都有很大影响。 （4）路基施工缺陷的影响 从 调查材料看，有些高速公路早期破坏与路基施工质量有关， 特别是软土地区。 路 基软土地基不稳定、 地基换填或挤淤处理不彻底、 路基填筑压实度不足、 路基填 料的液限偏高、 路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。 究其原因， 大部分

9、 与施工工期短、施工低栏为赶进度有关。 （ 5）桥梁施工缺陷的影响 由于桥梁施 工质量控制不足的影响， 桥面沥青路面也时常发生早期破坏。 通常发生在那些预 拱度设置不合理造成桥面沥青面层厚度达不到设计要求、 简支梁桥伸缩缝施工质 量差的桥梁结构上。 由于桥面的变形条件和弹性状态受桥梁的整体刚度和局部刚 度控制，与一般路基上路面变形状态不同， 未达到设计厚度的沥青面层往往受到 剪切破坏。而且一旦有病害发生，便迅速扩展到全桥，很难局部修复。这种类型 的早期破坏在这次调研中并不鲜见。 另外，由于桥头两端压实不足发生的不均匀 沉降，也往往造成桥头两端沥青路面发生早期破坏之一。 （6）养护与管理 路面

10、早期养护措施不及时、 不完善等也是高速公路沥青路面产生早期破坏的原因。 允 许超载车辆进入高速公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。（三）防止高速公路沥青路面发生早期破坏和损坏的对策 调研组的专家一 致认为，在现有的规范和标准指导下， 应该采取下列措施来防止高速公路沥青路 面的早期破坏。 （1） 根据实际情况确定并严格控制高速公路沥青路面设计、施 工各项指标，严把质量关，科学合理地安排工期，不搞献礼工程； （ 2） 将沥青 路面科研工作与高速公路建设结合起来， 改变科研与建设脱节的现状， 特别是将 科研结合在施工过程中， 无疑将大大提高我国高速公路沥青路面的建设水平， 有 效防止出

11、现早期破坏。 （ 3）学习引进国外先进、成熟的技术。 （4）强化施工管 理，提高工序控制的科学性。 （ 5）保证现场试验数据的完整和准确，杜绝弄虚 作假。特别是沥青材料、砂石料的试验数据，必须做到抽样合理，数据真实保证 沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处、结构物两端填土 等重点部位的施工重点监控，防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。（ 6）重视并协调高速公路沥青路面的压实度、 均匀度、 平整度和构造深度等指标， 特 别处理好平整度与压实度的关系。 不能过分追求平整度而牺牲压实度， 而是要在保证压实度的基础上追求平整度，否则通车后的路面极易发生水破坏以及松散、 车辙等早期病

12、害。（7）不过分追求某些结构，例如透水面层，由于我国的高速 公路沿线以及路面灰尘较多，更容易发生早期破坏。（8）这里红市高速公路的排水设计，防止水损坏。（9）重视半刚性基层的养护，防止反射裂缝的出现。（10）交通执法部门与其它行业主管部门联合执法， 大力打击超载运输，保证高 速公路的正常使用。在当前不能杜绝超载车行驶高速公路的情况下， 加强养护管 理，防止病害的进一步发展；引进动态称重技术，改变现有收费方式，按实际吨 位进行收费，将在一定程度上遏止超载车对高速公路恶性行驶。（11）加强养护管理，提高养护管理水平。经验表明，科学有效的养护不但保证了高速公路沥青 路面的服务性能，也是防止早期病害的

13、进一步发展、节省养护资金的有效手段。三、目前高速公路沥青路面结构技术主要问题以及对现有有关沥青路面技 术标准、规范的建议 调研组认为：目前我国高速公路沥青路面亿个度微技术存 在的问题归纳起来，主要集中在几个方面：一是应用柔性路面理论指导半刚性基 层路面结构的设计缺少系统研究分析的试验验证， 导致目前在沥青路面面层厚度 上看法分歧很大；二是交通流不规范，超载车辆的轴重远远超过设计计算中标准 的轴重；三是施工与设计脱节较大，规范应着眼于解决目前存在的高速公路的早 期破坏，保证高速公路长期的服务水平；四是没有大修设计标准；五是缺乏专门 的高速公路养护规范。具体的意见和建议如下：1、增加多层半连续体系

14、的计算 模式；2、公路法对超载有明确的禁止和处罚措施，但执行起来难度大，有 的超载达10倍以上（单轴重达20吨，双轴重大50吨，双轴最大可达70吨，而 标称为2.5 14吨不等）。所以，在当前还未解决超载现象的情况下，需在规 范中增加超载车的设计模式，增加交通量调查及使用的详细规定， 改变现有规范 中交通量预测仅按车型分类与实际轴载并不匹配的规定；3、由于半刚性基层沥青路面不可避免会产生反射裂缝，常常需采用工布或土工格栅来延缓裂缝的发生 或加劲处理，也有采用应力消减层的，这与原有的层间完全接触条件假设并不一致，修订后的规范应考虑这些条件； 4、建议对面层、基层、地基层仅作原材料 的试验（压碎值

15、、磨光值、磨耗率、坚固性等），不再强调混合料试验；5、在进行设计实验时， 除砂与粉煤灰能搜集到外， 期于材料不确定或需试验单位自己 加工，与实际施工时的加工机具、 材料的颗粒级配、 形状及清洁程度等千差万别， 这些因素对试验结果的影响较大。 因此建议对沥青面层、 基层、底基层仅作原材 料的试验（压碎值、磨光值、磨耗率、坚固性等），不再强调混合料试验。另外 压碎值等指标受集料颗粒形状影响较大， 建议增加路面材料的立方体抗压强度要 求建立与压碎值的关系； 6、 虽然 JTJ014-97 规定了各层材料的回弹摸量和抗拉 强度的试验方法， 但与 JTJ057-94 有较大的出入， 而回弹摸量及抗拉强度

16、由于偏 差系数大，设计单位经验不多， 无法进行充分的论证， 主要还依赖规范的推荐值， 所以规范应明确和准确； JTJ014-97 第 7.0.4 中有笔误, 半刚性材料的抗压回弹 摸量采用顶面法，应为 T080-94;JT014-97 第 129 页要求采用 95%保证率的实测 抗压摸量值,而T0808未提出保证率要求。另外JT014-97中关于力气能够混合料 与 T0713-2000 的要求也有较大的出入。 7、增加高速公路大修设计内容， 包括旧 路服务水平评价、 使用周期评估、 大修设计标准以及弯沉衰减计算公式等。 高速 公路的大修、 中修不同于新建项目， 也不同于普通公路的维修养护， 原

17、来对沥青 路面的评价方法对高速公路不适应。 对设计时采用的交通量标准及设计年限、 合 理的施工组织以减少交通干扰， 对未整治段落、 局部处理段落、 罩面处理段落及 更换了面层、 基层的段落的质量检验评定、 从可持续发展考虑如何合理利用挖除 的材料以及营运高速公路大修对周边环境的影响等，都应做深入的总结和研究。 提出一套以高速公路调查为基础的、 符合高速公路使用品质情况的评价方法及相 关指标与标准、 依据标准制定响应的养护维修对策已非常必要。 另外，对高速公 路大修的施工组织、 交通安全、标高协调提出指导性意见， 对沉降、车辙、纵裂、 横裂、龟裂等主要病害形式提出设计原则。8、改进土基摸量取值方

18、法以及承载板测定土基回弹摸量的时样方法。 在进行路面设计时， 需要土基摸量参数， 而先 行规范给出的摸量参数仍按照 1 986年公路柔性路面设计规范的成果确定，而 1986 年柔规中土基摸量值均是在轻型压实标准条件下得到的。上个世纪 六十年代，全国各省经过调查试验研究，提出了与气候、土质、水文条件及施工 水平相适应的土基回弹摸量值， 它反映了不同地区自然条件的特点和规律性。 但 其数值是针对低等级道路提出的，对于高等级公路，由于设计要求、施工条件、 规范标准的改变， 其数值应按新的情况重新考虑。 高等级公路路基的填土高度普 遍较以往一般公路的路基高， 路面厚度较以往一般公路的路面厚， 而且通常有硬 路肩，并且对路面和路基排水有更明确的要求， 特别是目前的高等级公路施工中， 都采用了重型压实标准，对路床和路堤下部各层材料的质量提出了明确的要求， 在这种情况下，路基摸量的选定方法有改进的