关于沥青砼路面常见病害的防治
【摘要】针对于目前沥砼路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害，从原材料，施工过程、施工工艺、材料组成设计、规范陈旧等不同方面提出了改进意见和措施。
【关键词】沥青砼配合比设计拌合温度施工质量控制
沥青作为一种路用结合料，在世界各国得到了广泛的应用，从乡村道路到城市道路，从三级路到高速公路，从路面底基层到路面面层，均普遍采用。成为公路建设长久使用不衰的一种材料。但由于沥青材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害，这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命，影响了道路投资效益。
一.目前道路现状
近年来，笔者调查了华北地区部分道路，发现沥青路面常见病害十分突出，许多问题涉及到高等级路面，如京石高速公路保定南至正定东半幅，94年通车，95年就出现局部路段路面开裂、泛油严重、特别在弯道处推拥成包、路面标线扭曲变形，太旧高速公路河北段95年通车，97年发现大量拥包，唐津高速公路东段96年底通车，&127;97年9月份观测发现泛油严重，局部有拥包现象，桥面铺装段局部拉开推移；&127;石家庄至黄骅港汽车专用线，今年9月份本人驱车走完全线，油包、油垅、车辙随处可见，给人感觉好象刚洒完粘层油似的，路人行走能将鞋粘住、&127;汽车行驶带着粘附声响。天津至霸县公路，北京至福州104国道沧州路段，山东德州路段、天津市区许多市政道路、津塘一级公路也均有上述病害出现，有的地段还十分突出。
二.病害出现原因分析
沥青路面病害出现的原因，我个人认为无外乎下列几个方面。
1.沥青质量问题
由于近几年交通作为国家基础设施重点投资，全国各地二级路、一级路、高速公路、城市道路，开工项目很多而建设资金又有限，因此，在道路结构层的厚度设计、材料的采用本着经济适应的原则，而对交通量的变化，使用年限并没有重点研究，象高等级沥青路面，许多省市采用的是上面层使用进口沥青，而中面层、底面层则采用国产沥青，就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多，而且数量十分有限，不可能满足国内建设规模的需要。作为建设单位，设计单位十分清楚这一情况，但从节省资金的角度来看只能勉强采取这一方法。
2.设计规范存在一定的问题
目前，柔性路面国家设计规范仍然采用弯沉值控制，并以黄河JN-150为标准荷载，作为设计参数，使用年限采用累计折合成标准荷载次数作为控制指标，而对重型车，特别是超重型车辆对路面结构强度的影响却没有过多过细的理论保证，规范中的折算系数并没有考虑路面承载极限能力，虽然现在国内许多路面方面的专家也在探讨这一问题，&127;并有专家写文章进行论述。但国家规范并没有修改，设计时仍然要使用目前颁布的规范，在这一问题讨论上我们可以用一个简单的例子加以说明，比如一个正常的劳动力他能挑起75kg的东西，那么在甲乙两地一天能来回走8趟,&127;如果这个人每次挑50-75kg，那么，他每天完成8趟不会有问题，但是突然有一天，一趟让他挑150kg上路那么恐怕会将身体损坏，身体一旦严重损坏，那么肯定他连30kg的担子也挑不起来，对于道路而言也应该是同样的道理，一旦超出极限荷载的行驶将导致路面结构严重损伤。促使路面开裂、推拥，甚至局部下陷，导致路面破坏。而目前高等级路面上，超重型车辆，特重型车辆随处可见。因此对国家设计规范进行修改很有必要。
3.透层油、粘层油对路面的影响
为了使沥青路面与路面基层以及沥青砼本身层与层之间具有良好的结合性，洒一定数量的透层油和粘层油是十分必要的，然而，在施工当中透层油一般按1.2kg/m2，由于目前高等级道路大部分采用二灰碎石或水泥稳定级配碎石，渗透性能均比较差，加上局部挤压平整度稍差，经常有透层油窝积现象。此外，粘层油设计一般要求0.8kg/m2，而施工单位也好、监理工程师也好，并没有考虑粘层油对沥青砼油石比的影响，现在我们不妨简单的计算一下：
粘层油按乳化沥青考虑，&127;沥青与乳化剂及水的比例取50:50，按0.8kg/m2用量。
沥青含量则为0.4kg/m2。
沥青面层按4cm，容重按2.42kg/m3则每平方米沥青的重量为4×10000×2.42kg/m3=96800g。油石比增加量则为：400÷96800=0.4%
沥青面层油石比按5.1%考虑，则
0.4
沥青用量增加了──-=7.8%。
5.1
以上两个方面说明了有些高速公路局部路段油石比显然大，导致路面发软，出现扭曲、推拥的原因之一。
4.气候的影响
近年来，由于温室效应影响全球，在我国也不例外气温普遍提高气候反常，北方气候发生显著变化，冬季气候变暖夏天持续高温时间增长，特别是今年夏天在华北地区气温在32℃以上持续了40多天是多年来十分罕见的，这种气候条件是否持续下去有待时间的检验，由于气温的提高，而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号，值得考虑。
5.沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段，生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工，因此，从理论和实践来讲存在较大的偏差，从而导致沥青砼内在质量存在先天不足，另一方面由于目前国家现状所致，高速公路工期较短加上标价偏低，碎石料场不规范，大多地材都由个体企业承担，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性均有较大的差别，虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予调整配合比，但由于变化大，差异性大不可能做到十分准确，油石比级配都在变化，这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
6.沥青砼拌合温度的控制
沥青砼拌合温度的控制，&127;从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120～165℃，&127;而实际上有些施工单位和个别商品沥青砼厂家，在拌合温度控制方面不是那么严格，时高时低很不稳定，有的沥青砼拉到工地量测将近180℃，而有时不足110℃，温度过高可能导致沥青变质，没有粘性使沥青砼松散，&127;温度过低，沥青混合料拌合不匀，影响级配，这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
7.沥青砼的摊铺
沥青砼的摊铺目前国内问题比较大，总的来说走两个极端，一方面高速公路摊铺要求全断面摊铺设备如ABG或费格勒2000型，另一方面个别地市交通部门用的还是过去60-70年代的摊铺设备，面过窄，没有自动找平系统，完全凭经验凭操作人员的感觉进行施工，事实上高速公路有些监理工程师对双向四车道的高速公路要求全断面摊铺，只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝，所带来的弊端却是显而易见的，首先，由于摊铺断面宽，沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析,这种离析改变了沥青砼生产配合比，其次由于烫平板从机心向两侧悬臂较长，随着摊铺次数的增加产生变形，对路面横坡的控制也有较大影响，此外，由于全断面摊铺需要较大拌合能力，当拌合站较小时，容易造成摊铺机时开时停使路面控制。因此，欧美一些国家和澳洲国家并不主张全断面摊铺，而是两台摊铺机平行作业。
落后摊铺机对路面影响也较大，纵横接缝处理问题也较多，特别是碾压受到限制，不容易控制在规范要求的碾压温度内完成全部碾压工序，沥青砼压实度难以达到。
8.施工过程中的路面污染
当前许多公路投标项目划分太细，路基挢涵、路面、交通工程都产生波浪，严重影响平整度分别招标，在同一路段上施工单位较多，加上工期较紧，平行作业，相互影响，如在沥青砼摊铺底面层中面层时，路基施工单位要刷边坡，挖边沟，其他路段的车辆也通行,导致路面污染严重,从而使路面上层铺设，层与层之间的粘结受到影响，特别是当沥青面层较薄时，在车辆高速行驶荷载作用下，沥青路面产生脱落，推拥、扭曲裂缝，我们经常见的桥面铺装被拉开、拉裂就是这方面原因所致。此外，路面铺设完后其他作业工序的机械，包括交通工程,中央分隔带,路基填土,有些机械在上面停留漏柴油使路面污染,严重的地方,造成路面局部松散、剥落。
三、路面病害的根治
沥青路面常见病害的根治应从设计、施工和路面维护三个方面着手，只解决一个方面的问题是不够的。
1.设计规范的修改
从目前的设计规范来看，在车辆荷载等级换算方面可能有较大的偏差，特别是应考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响，其换算关系不是简单的倍数关系，在这方面要应引进部分省市科研机构的科研成果或引进国外科研机构提供的一些参数进行修定。
高等级公路在选材方面应有严格的标准要求，路面结构层承载能力应适应当前和在设计年限内交通发展的需要，不能片面追求路面的里程量，而降低路面标准，在这方面应进行科学的比较，有的高速公路通车不到一年，大面积返工，太旧、京石、昌九高速都出现了这种情况，原因何在，一方面是为了省钱用国产沥青替代进口沥青，另一方面结构层的设计偏薄，路面基层底基层满足不了行车荷载的作用，因此，在这方面应计算一下是一次到位好，还是为了节省点钱多修几公里路好，从综合效益来看，由于节省资金造成的路面破坏远比多修几公里路所产生的经济效益大得多。此外，在设计方面也应作一些大胆的探讨，如减薄沥青面层，&127;增厚基层或底基层，比如采用4-6cm沥青面层，20-25cm水泥砼或者是15-20cm沥青稳定碎石基层的结构形式，其造价比现在普通采用的15cm沥青砼面层，15-20cm水泥稳定碎石半刚性基础基本相当，这就解决了基层是主要承载层的问题，适应当前交通流量大超重车行驶的交通状况，同时4-6cm厚沥青面层可以做成开级配的中粒式沥青砼，这种设计形式有几个方面的好处：一是优质沥青用量减少，仅仅是面层用4-6cm沥青砼，缓解了国内优质沥青供不应求的矛盾；二是由于基层采用的水泥砼或沥青稳定碎石是水稳材料不怕雨水浸入，因此，即使在雨天不致于下雨路面过多积水影响行车（排水分成路面纵横坡排水，面层渗水）；三是消除了沥青泛油，车辙等一系列病害；四是由于开级配中沥青砼具有良好的抗滑性。
2.政府行为的不科学性
由于目前我国正处于社会主义初级阶段，由计划经济过渡到市场经济，因此，本来属于企业行为的东西政府也进行干涉，高速公路的修建、规模大、投资多、影响也大。因此，部分省市领导将这些工程建设看成本届政府的业绩或者是为民办几件实事之一，施工工期一再缩短，到了严重违备科学规律办事的程度。京津塘高速公路是我国第一条引进世行贷款修建的项目，由于大家都没有这方面的经验，因此施工十分慎重，该工程从开工到竣工前后4-5年，从91年通车目前仍然被认为全国修建得最好的高速公路之一。&127;通车将近7年没有大面积返修过。而现在的高速公路修建从客观上讲，人员比过去有经验，设备比过去要齐全优良，为什么修的路还不如以前的好呢？关键在于不按科学规律办事，有的工程要求一年半甚至一年之内通车，事实上桥梁构造物可以增加人员设备投入，冬雨季也可安排施工抢进度，而路基、路面施工则受到时间和气候的限制，不是简单的增加投入就能解决技术质量问题，特别是不良地质路段，更需要时间稳定路基。我们常见的路面沉陷就是因为路基不均匀沉降所引起的。因此，说要修一条高质量的路政府行为也起到很关键的作用。
3.施工质量控制
优秀的设计，合理的工期是修筑高质量的基础，而科学施工则是高质量的保证。
材料的选配，特别是集料场应固定，选择1-2家能保证施工进度的厂家供料，使材料级配始终处于受控状态，不能偏离级配中线太远。
沥青的选用十分关键，要挑选符合规范各项要求的沥青，特别是沥青针入度，延度指标必须严格把关，在北方施工由于近些年的气候偏暖，因此，沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青，此外，透层油，粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青，特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。
在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外，还应增加抗车辙的动稳定度试验，并衡量是否满足规范要求的一个条件，由于我国目前也引进这一指标值，虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究，并出了一些成果，而作为施工企业现在采用并不普及，因此，作为交通行业标准，从立法角度来讲，应尽快推广执行。
沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行，合理安排工期，避开不利天气施工。
从施工机具来讲，拌合能力，摊铺机碾压机具必须配套，摊铺机应选择两台前后错开同时施工，而少采用全断面摊铺机，注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
沥青砼施工期间，交通管制必须有专人负责禁止非施工车辆上路，防止上路机械漏油保持路面干净整洁。
综上所述沥青路面质量好与坏，不止是施工单位单一的质量控制，还涉及到设计水平，政府行为，因此，为了建好路消除沥青路面的常见病害，需要各部门齐心协力，坚决杜绝今年竣工明年返工的现象，因为沥青路面特别是高级路面造价较高，而我国目前还处于初级阶段国家并不富裕，集资修路很不容易。所以我们每一个部门包括政府，设计、施工都应齐心协力修好路，少出问题。
