沥青路面病害成因及防治探讨

　摘要

在我国由于通车的各级公里里程数的不断增加，高速公路、省级公路、国道、省道等都已成为我国社会经济高速发不可或缺的重要基础建设设施。公路建成铺筑沥青路面通车后，由于雨水冲刷、太阳暴晒高温等自然气候因素的影响及车辆行驶的荷载与交通意外等原因，造成了沥青路面出现多种破坏类型、各种程度的损坏情形。综上所述铺筑沥青路面的公路都会出现破裂、坑凼、下沉下陷、松散不紧密、车辙、泛油等各种各样的病害现象。本文在对多条沥青公路的深入调查与采集后的情况下，分析了沥青公路出现的病害大体类型。结合常见病害情况，通过资料收集、网络查询等方式对沥青路面病害成因与防治进行探讨。

　关键词：沥青路面；病害；防治；探讨；

　　第一章沥青路面概况

沥青路面是使用石油沥青拌合碎石等混合而成的材料铺筑的路面。

利用贯入沥青或沥青碎石混合料铺筑及使用沥青进行表面处治是次高等级公路路面。使用沥青玛蹄脂碎石料铺筑的沥青路面是高等级路面，它具有密实度大、间隙小、稳定性高、强度大等特点。

　1.1沥青路面的优点与应用概况

在我国沥青路面得到了非常广泛的应用，据资料显示截至2020年底全国建成有总数超430万公里的铺装路面，其中包含了约120万公里使用的是沥青混凝土铺筑路面。沥青混凝土铺装的公路具有铺筑快、干燥快、行车舒适、车辆行驶平稳、行车胎噪低、维修养护简便等优点，在国内国外的各种公路中作为路面的主要结构铺筑材料而被大范围进行使用。在我国也因为沥青路面具有通行安全、平稳、舒适等通行条件，被百分之九十以上的公路路面施工工程中采用沥青铺筑路面。解决沥青路面的施工质量，保证沥青路面竣工后能达到最初设计的优良性能及使用品质，从而避免早期在沥青路面使用中产生各类型的破坏现象是非常有必要的。

　1.2沥青路面面临的通病

在我国由于公路基础建设相对于国外公路的建设起步较晚，而且技术储备力量较少，配套施工工程机械不全面，各地的交通地质条件差异较大和各地环境气候恶劣程度不同，早期的交通道路法规不健全多数车辆严重超载等问题，以及缺少质量好的石油沥青材料的因素。使得我国早期建造完成的各种沥青铺装公路在通车短短几年内就出现了比较严重的路面破坏现象。随着时代的进步，科学技术的更新创新，也随着国家对各种等级的公路投入了大量的研究和发展，在对公路施工材料的大力研究下取得突破性进展，改良多种沥青材料，使得沥青路面相比早期的公路路面强度增加，改性沥青的推广与使用也使得里面的强度大大提升，并且大大降低了以后的维修养护成本。但早期面临的病害现象现在依然是急需解决的难题。

本文将结合国内某些公路的实际情况，对沥青路面发生的早期破坏现象的形成原因，环境因素对沥青路面的影响及早期破坏原因进行相关的分析与探讨研究。对不同形态的病害进行分析与识别，并依此针对不同程度与类型的病害从而采取不同养护与维修措施。

　第二章沥青路面早期病害类型及形成原因

沥青路面的早期病害包含坑凼(坑槽)、凹沉(沉陷)、车辙、开裂(裂缝)、泛油以及网裂与桥面沥青路面层损坏等类型。

　2.1坑槽

沥青混凝土的压实度不达标形成的坑凼(坑槽)，其形成原因是在施工时沥青混合料的温度没得达到规定的温度，温度过高或者过低，温度过高就会造成沥青老化，从而导致沥青混凝土路面无法被压实、粘度也会降低变得不牢固，在车辆反复行驶荷载碾压下慢慢形成坑槽。温度过低会造成沥青稀稠度不足，沥青混凝土搅拌不均匀，无法摊铺或者摊铺不均匀而形成坑槽。雨水冲刷损害形成的坑凼(坑槽)，这也是各种沥青路面在早期破坏中最常见最容易形成坑凼(坑槽)的形式，其形成主要是:

①雨水会在最开始的阶段时堆积在路面凹陷处形成水坑，并慢慢渗透进入沥青与碎石料之间，形成水膜从而影响沥

青与碎石料直接间的粘结性；

②在车辆轮胎的反复的碾压下，沥青慢慢的开始与碎石料分离；

③粒料松散脱离后被轮胎带走或者被雨水冲走；最后路面出现大小不一的坑凼(坑槽)。

雨水损坏形成的坑凼(坑槽)主要看结构层面对雨水破坏的抵抗能力。坑凼周围往往伴有凹沉和裂缝，这是由下向上形成的。坑凼周围一般没有什么明显变形的是由上而下形成的。

　2.2龟裂

龟裂是所有公路中最常见也是最重要的病害之一。龟裂属于裂缝类，是指路面小型但缝隙距离较大的块状缝隙。其主要成因是由于通行车辆碾压力大于路面自身的承重能力，在大量重载车辆反复碾压的下，致使路面疲劳形成开裂。路面层间粘结能力太差，底部拉应力过大，结构层又不能同时受力，沥青路面出现疲劳形成开裂。又或是面层的混合料自身就有质量问题，没有严格按照标准使用，在高温、动水及车辆碾压的反复作用下，出现剪切式损坏裂缝等。

　2.3沉陷

公路路基压实度不足压实不均匀、因软基形成的沉降、桥台背涵背等的回填压实不足也会经常发生沉陷与变形。还有就是路面行驶的车辆载重超过路面所能承受的抗压能力甚至是路基的承载能力，这样就会造成路基受到破坏形成沉降，或者发生侧移，路面也就会跟着发生沉陷现象。甚至后期还会造成其他严重破坏。

　2.4车辙

由于公路上的车辆是按不同方向与不同车道渠式交通行驶的，渐而形成车辙。其成因是长时间的荷载与气候原因等同时作用下车辆在路面上留下压痕，轮胎印迹带逐渐产生凹陷形状的纵向凹槽。

2.5裂缝

裂缝可分横向和纵向。横向裂缝是指与路面行车方向相垂直的裂缝，纵向裂缝一般发生在停车道与行车道的分界部位。横向裂缝是由于在炎热的季节进行施工并且养护没做好，或者沥青混凝土的细料含量超标，或在填挖路基的接缝处、桥台的搭板以及涵台等地方施工质量没有达到要求出现了变形沉降形成开裂。

纵向裂缝是由于路基长期受到水分的迫害并且未及时处理，出现的不匀称的凹陷形成路面开裂

　2.6泛油

由于在连续高温和行车荷载的反复作用下，沥青从沥青混凝土层的下部和内部往上泛，致使路面集滤沥青过多，其主要产生在行车带的轮迹位置。

沥青公路的泛油现象有多种。通常有孔隙率偏小型、动水穿透型、技术工艺型、压密型等几种泛油类型。不同形态的泛油现象也因为有不同的外部内部原因所导致的。

　2.7网裂

网裂也属于裂缝类病害，网裂是比较大块并且缝隙较小的裂缝，其是按面积计算病害数量的。造成网裂一般是由路基破坏了造成的或者路面强度不足造成的。而路面强度不足多半与不规范使用改性沥青有关，也有因路基原因造成的，由于路基不均匀变形引起底基层与基层开裂，致使后油面裂开形成网裂。而在路面施工时，有可能因为对基质沥青加热状态无法提供保证，经常出现沥青温度不够而无法改性，或者改性结果欠佳等后果，致使施工时一会儿使用质量不好的改性沥青混合料，一会儿又使用配合比没有发生变化的沥青混合料(不改性沥青)。因使用性能差异较大的混合料的原因造成路面开裂，出现网裂。

　2.8桥面沥青混凝土铺装层破坏

根据相关文献资料，桥面沥青混凝土铺装层出现早期损坏现象的主要在于:在水泥混凝土表面铺筑沥青混凝土时，水泥混凝土面层要做钝化处理，不然因为水泥路面光滑度较高，致使沥青混凝土铺装层与其表面粘接不牢。容易产生滑动造成分离脱落，并且由于沥青混凝土和水泥混凝土的强度不同，从而发生不同的变形情况，导致沥青铺装层的底面拉应力过大发生破坏；以前在桥面施工铺装沥青混凝土时铺装的非常薄，在行车荷载碾压下非常容易产生剪切力，致使路面破坏；因水泥混凝土面未找平的原因使沥青混凝土铺装层有的地方过于薄弱，在车辆的反复碾压下，会慢慢剥落。

　第三章早期破坏原因与环境影响

通过对沥青路面早期病害类型分析及形成的原因分析可以看出，公路路面早期破坏的原因涉及公路设计方面、路基施工方面、基层施工方面、路面施工方面、养护管理方面及周围环境影响等多个方面的因素原因。

　3.1早期破坏原因

　　3.1.1公路设计方面的原因

在设计前期对公路所在地理位置未作实地勘探调查或者勘探调查做的不深入，也没有针对周围环境对施工和公路会造成的影响分析。造成设计与该公路的的实际建造施工情况相差过大，设计结构也因资料不详细的原因造成结构不合理、沥青的面层结构选取不合理。沥青碎石混合料的配比设计不准确，沥青碎石混合料类型选用不合理。随着国内经济飞速发展，人们的生活水平越来越高，国内汽车保有量爆增。物流需求增大，交通运输行业发展非常迅猛，导致因早期路面厚度宽度设计不足，路面强度及承载能力明显无法满足日益增多的车流量及运输车辆明显增大的载重需求，致使路面遭到长期碾压后的弯沉回弹值日渐增大，使得沥青路面过早疲劳遭到破坏产生变形形成龟裂等现象。对公路路线走向及地理环境欠考虑，造成对公路排水系统详细设计欠佳乾考虑，没有根据地势起伏高低以及海拔位置做边沟或者边沟深度不足，以及边坡未涉及急流槽。

　3.1.2路基施工方面的原因

路基在填土施工时，填充的土质含水量偏大。在受冻时会造成膨胀使里面开裂；碾压路基时未对整个路面均匀填充均匀碾压，造成局部填土不匀碾压不实，或两边没有完全达到标准的压实度，会致使路基产生不同程度的凹陷，影响路面形成开裂;在旧有道路进行加宽的工程施工中，对于新路基与旧路基衔接处的施工处理未到达施工质量技术标准规范的要求，新路基在碾压时没有达标设计标准的压实度，造成新路基与旧路基断裂，不均匀沉降以及滑坡等现象致使里面损坏或开裂

第四章路面早期破坏的防护措施

由沥青里面出现的早期病害类型，以及各种类型形成的因素和原因，可以看出主要的防治措施应该在设计与施工两方面加以管控和保证。在质量管控方面对工程施工质量进行质量管控。在新建的公路上铺筑沥青路面时，在材料选择方面应该结合当地环境气候来进行材料选型。

4.1设计

公路设计必须由取得对应设计资质的单位和专业的设计人员设计。设计人员必须严格按照国家规范标准进行科学、严谨地设计。设计前应当逐步建立项目所在地区的设计手册，并开展路面的研究工作和实践总结，在已有的标准规范基础上针对本项目的地址、交通、环境气候、材料等情况，提出符合地方特色与特殊情况的设计指南，并加以逐步完善，并作为设计时的重要参考资料，设计时的必须确保前期勘探资料设计参考资料完整并且真实有效，设计质料必须与设计情况相符。必须确保设计完成通过后再施工，杜绝设计与施工同时进行或者无设计就施工的现象发生。各层面技术指标要科学性合理性，不能低于标准也不宜差异过大。根据前期地质环境勘探的数据，对使用材料规格、型号以及级配、厚度配比等各方面设计进行改进与优化。应当避免因结构不合理，材料不合标准造成的反复维修。在进行路面结构设计时，还要考虑项目所在地的施工环境，自然环境对施工质量造成的影响。也要考虑通车后行车荷载摩擦等作用下对路面结构产生的应力和应变以及位移量不能超过沥青公路在任一结构层中的材料所允许的范围内来选择和确定沥青路面的材料组成、结构层组成以及配料比和厚度，来控制沥青路面的使用品质。设计是保证工程质量的第一道关，必须牢牢把握住。

　　4.2施工管理

严格的施工管理是确保沥青路面使用性能品质的关键。首先要建立健全严格的施工管理制度，要责任到具体实施人，精确组织。其次要抓施工技术管理，针对技术人员进行技术交底，对参与施工的人员要严格做到先培训后上岗。要明确其先掌握该阶段的施工流程与施工技术标准方可进行施工。最后还要对已施工路段进行采样、质量抽查，并聘请专业的第三方质量检验机构施工样本进行专业的质量检验与分析。施工质量是导致公路发生早期病害的主要原因之一，如果施工质量差，那么路面发生早期病害的时间越早，发生的病害类型越多。并且会加大交通部门对公路的后期养护成本。因此对工程施工质量监督一定要到位。

一部分承包商的道德素质低下以及部分监理人员疏忽和不负责任，对沥青混凝土不进行配合比设计，对生产配合比的不做验证，不做试验阶段的路面铺筑工作，使得实验铺筑流于形式，根本没有达到质量控制标准应有的目的，工程施工过程中无论中途原材料是否改变，都没有更改对配合比进行更改，一个配合比的使用几乎贯穿整个工程进度，从工程的开始使用到工程结束。这些情况要坚决予以制止。应当建立健全施工流程管理制度，明确监理人员职责，对施工的各个环节进行有效的监督，确保各环节各工序的施工质量符合标准。

拌和站出现废料情况时，应该排弃废料，不能进行人工控制进料，私自进行级配组成调整，也不能再次利用应当排弃的废弃料，也不能私自故意降低密度标准应当重视材料与工程质量的试验，除了采取马歇尔试验外，施工方应该还要做混合料的高温抗车辙，低温弯曲，冻融劈裂水损害等系列试验来验证配合比是否符合要求，坚决不能使用路用性能未确定的拌合料材料进行施工，造成质量安全隐患；在施工开始前应该完成各项工程试验，并确定有效的试验数据对质量进行控制和指导；试验资料必须正确，，实验得出的数据必须真实有效，不能存在弄虚作假拌和场的原材料必须分类堆放，避免混乱，相互污染的问题不能使用粗细料不分级堆放的统料；

　4.3质量控制

应当依据国家出台的有关法律法规，如：《建筑法》、《建设工程质量管理条例》等，以及对应的经审查批准核定的设计文件作为质量管理的依据。建立从上到下的质量管理体系与质量管理制度。根据国家法律法规与行业标准，建立不低于国家标准的自身工程的质量的标准。在工程开始前应对设计文件进行审阅检查，看其设计是否符合国家标准，是否科学合理。必要时可以组织专家进行论证。来做好工程质量的第一关的把控。工程开工前应该抽查施工单位使用的工程机械是否符合当前项目的施工标准，原材料是否检验合格，各项检验试验是否完成，实验数据是否真实有效。施工技术人员是否持证上岗，并且满足技术等级要求。对于采用新技术，新材料的施工方案，应该监督施工方对所安排的施工人员进行岗前培训，培训考核合格后方可参与施工作用。根据制定的管理制度，对施工工程质量按照制定质量标准进行定期和不定期的检查。确定一定周期内对整个工程项目的全面质量检查。对检查中出现的问题，要以书面形式下发对应责任人，并要求进行整改，限期完成整改并上报，再次检查合格后方可进行后续工作。针对沥青路面早期常见病害类型与形成原因，制定重点质量生产规定与标准以及监督检验规则，并在施工过程中严格执行制定的施工质量标准。确保每个环境，每个施工过程都符合要求，以确保里面工程质量。完工后，还应定期对目标工程做路面沉降检测，搜集完善检测数据，建立专门档案，并为后续该地区的其他沥青路面提供参考文案。

　　结论

本文对各种沥青路面上形成的各类病害现象和原因进行了分析、总结与探讨，针对沥青路面早期病害形成的主要破坏类型与原因得出如下几点结论:沥青路面的早期病害多数是由施工质量不达标，造成沥青混凝土局部摊铺不均，材料使用不达标以及超载重载行车对路面磨损等原因造成。沥青路面的使用性能和品质应在前期的公路设计与施工管理上进行把控，要严格规范设计和加强施工阶段的工程质量管理更是重中之重。要确保沥青路面完工通车后达到设计预期的使用性能与品质，科学合理的设计是前提，也是减少沥青路面早期病害的第一关，因此在设计时应当充分结合当地地质条件、环境、通行要求等实际情况严格进行科学合理的设计，可以有效的应当制定与监理方、承包方的利益挂钩的保证体系与质量管控，才能有效的保证公路的施工质量，更能建立公路施工质量的可靠性支付方案决策用于有效的提高施工的质量。经相关资料查证发现不同级别的公路路面被破坏的方式有很大的区别，为了减少高速公路沥青路面早期病害发生率，提高高速公路沥青路面的施工质量，国家应当出台一套符合我国的高速公路情况的高速功能使用情况评价方法及相关的配套施工指标和质量标准。

　　致谢

我历时将近半个月时间终于把这篇论文写完了，在这段充满奋斗的历程中，带给我无限的激情和收获。在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在朋友老师的帮助下度过了。如果没有老师对我进行了不厌其烦的指导和帮助，无私的为我进行论文的修改和改进，就没有我这篇论文的最终完成。在此，我向指导和帮助过我的老师们表示最衷心的感谢！这次写论文的经历也会使我终身受益，我感受到，做论文是要真正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程。没有认真学习和钻研，自己就不可能有研究的能力，就不可能有自己的研究，就不会有所收获和突破。希望这个经历，在今后的学习和生活中能够继续激励我前进。同时，也要感谢本论文所引用的各位学者的专著，如果没有这些学者的研究成果的启发和帮助，我将无法完成本篇论文的最终写作。至此，我也要感谢我的朋友和同学，他们在我写论文的过程中给予我了很多有用的素材和调查实例，也在论文的排版和撰写过程中提供热情的帮助！由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正！

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