孙立新,韩晓莽

(杜蒙县公路管理站)

1 前 言

在高速公路的建设中,我国的绝大部分高速公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性,适合于各种车辆的通行,并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性,但是随着国民经济快速、协调发展,交通量的不断增长,我国道路交通量日益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路路面面临严峻的考验。很多高速公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏,如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,有的高速公路甚至当年通车即发生了病害,正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,也增大了养护管理资金的投入。对此,调研组就其原因及对策作了详细的分析。

2 高速公路沥青路面早期破坏的原因

目前我国高速公路沥青路面出现的早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 1～3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如下。

(1)水损坏。随着时间的推移,特别是长期下雨后,路面的颜色愈来愈黑,并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处继续沉陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的,沥青膜已剥落贻尽,这是典型水损害现象。

(2)裂缝。路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏,其中包括横向裂缝和纵向裂缝两部分。

①横向裂缝。横裂缝横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。这种病害比较普遍,主要由于沥青面层温度病害。

②纵向裂缝。纵向裂缝可分为两种情况:一种情况是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的,如发生在半填半挖处的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝。有时,车辙边缘也会有纵裂缝。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;

(3)龟裂。龟裂又称网裂,通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良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,等原因引起的,沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹形成龟裂,主要由路面结构强度不足引起,这种病害在我国早期修建的高速公路上较为普遍。

(4)车辙。车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽,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。

(5)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。

(6)松散。原因主要是采用的沥青粘结力差,沥青用量偏少,或所用的矿料过湿,铺撒不匀,或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。对表处面层还会产生大面积松散、唧泥现象,从而导致沥青面层脱落。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。

(7)坑槽。主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽。是由龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。

(8)沉陷。一般是由基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原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。

(9)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。

(10)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。

(11)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、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。