作者：杨巧玲 单位：平凉公路总段

沥青路面破坏的原因颇为复杂,笔者结合甘肃省平凉地区近十年沥青路面的破坏过程作简单地归纳分析,以供同行参考。造成沥青路面破坏的根本原因归纳起来有两个:一个是设计路面结构形式不当,另一个是施工质量欠隹及自然气候,水文地质作用等。在不同情况下,两种情况的交叉组合使破坏形式多样化、复杂化。

1设计方面

(1)路面面层结构形式选用不合理,难以适应雨水、气候变化,日益增长的大流量,高吨位行车的需要,加速了路面的破坏。(2)长坡路段,路面沥青砼应与其它地段有区别。2000年,平凉地区修建了风?一级公路,罗汉洞至风口段二级公路作为一级路的引线工程,全长25公里,建成一年后,罗汉洞坡段(长7.9km)油面出现了车辙、油梁、变形等病害。该路段的结构为:4.5?中粒式(AC—20Ⅱ)沥青砼+3.5?中粒式(AC—16Ⅰ)沥青砼;这种结构从理论讲,具有密实度好、防渗水性强等特点,但它同时又有高温易变形,骨料偏小,易出现涌包,车辙等不利因素。罗汉洞坡段、路面宽仅12米,坡长7.9km,最大纵坡在6%左右,上行车容易走一个车辙、车速慢,对路面作用时间长,产生较大剪力,所以高温季节沥青砼就容易破坏。相比之下,同样的结构在原区(高平至凤口),路面没有破坏,通车6年来,路况一直很好。由此联想到,一条公路,其面层结构应分段设计。尤其长坡段沥青面层的设计目前尚无好的经验可借鉴,还需我们进一步探讨、研究。(3)基层设计厚度不足,造成路面早期破坏。平凉地区近十年修的几条公路,通过比较其基层厚度,就不难发现基层厚度不足的、薄弱的、油面层易出现网裂、龟裂等破坏,基层厚度大、强度高的路段上述病害少,或者没有。例如:凤?一级公路:基层(水泥稳定砂砾30?)、底基层(水泥、白灰综合稳定土16-22?)、垫层(天然砂砾15?),厚度全约65?;省道304线安蔺段:垫层(天然、砂砾15?)、基层水泥稳定层37?,约55?;这两条路通车6年以上,除路基沉陷、水毁引起的病害之外,网裂、龟裂、松散等极少,路况基本良好。平凉城区GBM油路工程基层仅为18?砾石灰土,通车3-4年后,路面网裂、龟裂严重、挖开油面层后,发现基层的板结体已经碎裂,路面裂缝是由基层反射上来的,明显的强度不足引起破坏。尤其近几年超重车增多,破坏更加加剧、养护困难。2000年县道平华公路的结构为:基层(18?水稳层)、底基层(15?砾石灰土)、基层厚约35?;通车6年来,路面部分路段已是网、龟裂严重,尤其是从华亭方向拉煤重车道破坏更为明显。挖开面层以后,发现基层也已碎裂。从前年开始,该路段已多处修补、洒罩、稀浆封层等。综观以上四条路、风?一级、S304安蔺段2条路面基层厚度在50~60?之间,路面没有网、龟裂出现,而G312线、X049线平华路基层在20~40?之间,路面龟、网裂非常严重,所以基层的厚度、强度对油面的破坏起非常重要作用。近几年,我国建成的好多公路都出现了未老先衰的现象,经大量的分析、研究表明、基层薄弱是破坏的主要因素。在四川等地的一些公路已经提出了强基理论,测算表明、增加20?水稳层、整个公路造价仅提高10~15%左右,但对提高公路的使用寿命却成几倍增加。

2施工方面

2.1沥青面层施工工艺控制不严根据路面设计规范,面层应密实、级配、宜选用粒径较小、空隙率较小的密级配混合料,除骨料外,还应加矿料,水泥等,以增加其密实,提高防渗水,抗变形能力。目前沥青砼的施工过程,还存在如下几类问题直接影响工程质量:(1)压实度不足,沥青面层空隙率过大,雨水侵入造成路面破坏;沥青混合料的压实温度应在120。以上,但实际施工中,往往达不到上述温度。根据多年的施工经验,秋节气温较低时,运输到现场的拌和料,摊铺时已经达不到120℃,另外碾压不及时,混合料摊好后不及时碾压,有些料碾压时仅剩60。~70℃。由于温度降低,拌和料沥青粘结力增大,压路机无法将其压至规定的密度。沥青面层压实度不足、空隙大,雨水容易渗入,在汽车荷载及温度变化作用下,沥青面层产生松散,坑洞,麻面等破坏。在平华公路26k附近有几处路面基层完好,但面层松散破坏,应属于这种情况。为防止、减少路表水渗入对沥青路面的破坏、应提高压实标准。另外加入抗剥落剂,以防止沥青与石料的剥离。(2)沥青面层料颗粒离析:沥青面层集料大小颗粒离析,有两种情况:一是局部粗颗粒多,细集料少,这时混合料不易压实,矿料与沥青粘结力偏小,抗剪力低,路面易松散;另一种情况相反,细集料多的地方,由于缺乏骨料,矿料之间嵌挤力降低,高温季节易出现车辙,拥抱等病害。出现离析的主要原因是在拌和及运输中造成的,沥青混合料从拌和机向运料汽车上放料时,由于落差大,会出现离析,从运料车上倒入摊铺机时,将会再次出现离析,消除离析的简单办法是尽量减小装料高差以及人工辅助拌匀。在平华公路18k附近几处松散面层破坏中,经观察下面层中细集料明显偏少。(3)矿料配合比执行不严格:虽然近几年使用的是1000型,1500型较为先进的拌和设备,其矿料级配由电脑控制,一般地严格按配合比拌和应该是能满足要求的。从设计要求讲,沥青砼应加入适量的矿粉或水泥以以增加其密实度,由于水泥成本较高,施工单位一般少加或不加,而监理很难检测该项指标。因水泥或矿料粒度小,比表面积大,少加或不加会造成沥青偏大,沥青膜厚度增大,甚至形成自由沥青,降低了矿料与沥青之间的粘附力。实践证明,当沥青膜厚为0.02?时,其粘附力最强,而大小或小于该膜厚都会降低粘附力,因此控制矿料的质量、数量对沥青砼的强度至关重要。(4)基层表面清理不干净:在边通车边施工路段,水泥稳定基层表面雨后行车带入泥土,厚约3~5?,铺筑沥青面层前未清洗,在沥青面层与基层中间形成一个夹层,雨水渗入后形成一个滑动层,造成油面拥抱,推移。这种夹层天晴时很难发现,误以为是基层,但危害极大。G312线白杨林有部分路段出现推移后,挖开面层,发现水稳层尚好,但表面有一泥层,就这不足5?的泥层,造成上面层的破坏。实验表明,即使在面层与基层之间存在有0.5?的软弱层,都会造成面层破坏。

2.2基层施工质量欠佳(1)拌和不均匀;十年前铺筑G312线石灰土基层,多采用人工拌和,集料容易生产离析、而且白灰也拌的不匀、出现翻浆的基层,明显的贫灰或者没有白灰。近几年修建的平华公路,G312线改建,风?路均采用机拌机铺,拌和质量明显提高。(2)路基处理不彻底;在平华公路22k~26k范围内,多处出现路基下沉,造成油路面破坏。(3)基层铺筑厚度不均匀;在有些弯道处,或较难施工路段,使用ABG摊铺的基层,厚度难以控制,有些路段路面破坏后,设计20?厚的水稳层仅有10?。(4)压实度不足;集料的含水量没有达到最佳、压实机具吨位不足、碾压遍数不够、集料产生离析等因素均可导致压实度不足。另一方面,检测手段落后,不能准确地评定其实压实度,目前我省的检测以灌砂法为准、核子密度仪为辅,但灌砂法检测结果有时大于100%,令人无法判断。

3几点思考与建议

(1)现行规范设计车辆吨位偏低,大吨位车、超载车的出现,一方面我们要治超,另一方面要提高公路的承载力。(2)加强对沥青砼在长坡路段、弯道处承受复杂应力时的研究,以设计出热稳定性更好、抗剪压强度更高的沥青砼,日本使用的半柔性路面值得借鉴。(3)加强对路面防水处理的研究,在沥青面层与基层之间增设防水布或隔栅,以防止地表水渗入基层或路基造成破坏。(4)加强施工队伍质量意识、职业道德教育。对上面提到的沥青混合料中水泥或矿粉加的不够,碾压不及时;基层压实度不足,基层表面泥层清理不干净等造成的破坏,通过强化管理完全可以避免。