京沪高速(江苏段)路面早期损坏的原因及养护

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1、沥青路面早期损坏的原因及养护维修摘 要：本文根据沥青混凝土路面出现的早期损坏现状，介绍沥青路面病害因素的分析及预防措施的问题，论述了沥青路面早期病害的原因及维修方案。关键词：沥青路面 病害原因 防护 维修方案1、前言高速公路的建设中，我国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，但是随着经济快速、交通量的不断增长，道路交通量日益增大，车辆严重超载，使路面面临严峻的考验。京沪高速（江苏段）沥青路面呈现出一定的早期破坏，如车辙、开裂、松散、拥

2、包、坑塘、唧浆等现象，直接影响了车辆的运行。为了确保高速公路快速、安全、舒适、通畅地进行，必须及时、快速的修复高速公路出现的局部损坏，全面清除路面产生的各种病害，在不影响通车的前提下，对高速公路路面开展了专项治理养护。作者结合在京沪高速公路（江苏段）路面专项治理、工程养护工作上的经验和体会，重点阐述了（江苏段）高速公路产生病害的原因和维修方案。2、路面状况调查京沪高速公路（江苏段）为双向四车道，设计行车速度120km/h，路面宽2×11.75m，路面结构层原设计为4cmAK-16C改性沥青抗滑表层+5cmAC-20I型粗粒式中面层+7cmAC-25I型粗粒式沥青混合料下面层。该工程于

3、2000年12月份建成通车。本路段地处淮河中下游温度气候区，分区为1-3区，七月份最高气温大于30，夏季炎热，降雨量多，雨天时间长。本路段道路日均通行量11000辆，货车通行比例达70%，其中超载车为总通行量的50%，交通特点为渠道化，车辆多、重、快，因此对路面损害很严重。京沪高速公路（江苏段）2000年12月份建成通车，通车不到2年，其沥青路面普遍产生了过早破坏和早期破坏现象，高速公路沥青路面过早破坏和早期破坏严重影响行车速度、通行能力、行车舒适和行车安全。因此通行第三年就开始进行大面积的维修养护。纵观整条京沪高速公路（江苏段），全长263.5公里，有徐宿段、淮安段、扬州段三部分组成。在这三

4、段中总体病害形式也不一样，徐宿段主要以车辙为主；淮安段出现的横、纵向裂缝和车辙病害为主，由于淮安养护中心在裂缝产生时灌缝及时，出现坑塘、唧浆和拥包等病害总体比较少；扬州段在通车一年后就出现大量病害，主要以横、纵向裂缝、坑塘、唧浆和拥包等病害为主。总体来说，扬州段的病害比较严重，主要是这段在建设环境不尽如人意，二灰碎石在施工结束后出现长时间的冰冻天气，养生条件跟不上。淮安段在路面专项治理工程中，沥青三层面层铣刨后，基层表面出现大面积的松散，网裂，唧浆等等病害。从而基层的病害反射到面层上，并在超载车的作用下，面层出现大量的横、纵向裂缝、松散，网裂，唧浆等病害。在路面专项治理工程开始之前对出现病害病

5、害的路段取样观察和钻芯，现场对网裂和坑塘部位的钻芯9个，路面完好的部位钻芯3个，裂缝处钻芯4个，并对严重的坑塘部位挖开进行观察。1、对芯样和挖孔的观察（1）、网裂和坑塘部位钻取的芯样观察情况：上面层和中面层之间黏结良好，中面层和下面层易分开；下面层AC-25I混合料水损坏严重。（2）、对网裂和坑塘部位开挖观察情况：上基层已完全松散，并且有表面比较湿润；下基层完好。2、对芯样抽提筛分试验情况分析：混合料级配均未发现任何异常，而其中一组油石比较低，分析后得知是该芯样是坑塘部位取芯而来，由于面层开裂，地表水渗透、冲刷及车辆冲击作用，使部分集料表面的沥青被水剥落后，唧浆时带走，使得AC-25I混合料油

6、石比偏低。在其他部位钻芯样试验，油石比正常。3、病害的类型及原因分析通过这几年的路面专项治理维修情况及对路面损坏进行了全面的检查、钻芯取样观察，根据病害的特点进行了汇总，现分以下几种病害形式：（1）、沥青路面的纵向及横向开裂拥包；（2）、纵向或横向的永久性变形，夏季高温期在重载车作用下造成严重车辙，纵向平整度下降；（3）、夏季和春融季节出现的大面积的坑塘、唧浆和拥包（水破坏）；（4）、沥青路面的泛油、石料磨光引起的路面表面使用功能的降低或丧失，尤其是抗滑性不足等等。沥青路面的车辙问题也很重要，它除了影响行车舒适外，还对交通安全有直接影响。经对车辙的勘测主要表现为三种类型：由于荷载作用超过路面各

7、层的强度而产生的结构性车辙；沥青混凝土侧向流动变形的流动性车辙；施工中沥青路面本身的压密问题而造成的车辙。沥青面层的水损害破坏，沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。它是从沥青面层的下面层开始的。沥青路面的表面功能衰减是指面层的摩擦力、平整度及抗滑性减弱甚至丧失。其中，沥青路面在使用期开裂是国内外均普遍存在的问题，通常被认为是沥青路面的主要缺陷之一。因此在论述沥青路面早期破坏的同时着重论述路面的开裂破坏。3.1、裂缝原因分析裂缝形式主要归纳为两种：一种为荷载性裂缝；另一种为非荷载性裂缝。3.

8、1.1、荷载性裂缝形成原因荷载性裂缝一般发生在面层或基层的底部。由于车辆荷载的反射作用，裂缝逐渐向上扩展至表面。车轮荷载作用产生的裂缝反映在面层，往往不是单独、稀疏的或有规则的裂缝，而是稠密的，有时是相互联系的。裂缝主要表现为以纵向裂缝为主。荷载性裂缝主要由以下几个方面的因素引起：(1)、路面结构设计不合理或厚度不足，路面强度不能满足行车要求； (2)、由于交通量的迅速增长和轴载的不断加大，路面强度日趋不足，路面回弹弯沉值逐渐增大，满足不了交通量迅速增加和汽车载重量明显增大的需要，轮迹处沥青路面产生龟裂，伴随纵向裂缝和形变。沥青路面就会产生荷载性疲劳破坏；(3)、由于雨水的下渗，不断侵蚀基层表

9、面，在行车荷载的作用下，使之逐渐软化，最终导致荷载性裂缝的产生；见图1。(4) 、由于施工质量存在缺陷，基层局部存在薄弱环节，在行车荷载的反复作用下，出现块状裂缝；(5)、少数驾驶员私自对汽车进行改装，造成单轴载过大，对路面的破坏性远远超出常规车辆，致使路面出现不应有的早期荷载裂缝；图1：裂缝3.1.2、非荷载性裂缝形成原因非荷载性裂缝主要有反射裂缝和温度收缩裂缝组成。(1)、反射裂缝形成的基本原因是受拉疲劳、受拉屈服和剪切屈服，在它们的单独或联合作用下导致产生反射裂缝，这种裂缝主要是由于基层因温度变化而收缩时，裂缝部位的沥青层底就会产生较大的拉应力，导致裂缝产生。从路面专项治理工程铣刨情况来

10、看，面层有裂缝的部位，其下面基层一般都能看到裂缝。(2)、温度收缩裂缝形成原因主要是由于沥青面层本身收缩而引起的温度型裂缝，这种形式的裂缝多发生在冬季气温较低或易发生温度骤变的时期。温度收缩裂缝主要发生在沥青面层上，大多是横向裂缝，并且都为等间距。低温收缩裂缝从路表面开始，逐步向深层发展，宽度逐步增大。沥青路面的裂缝通常认为是造成路面使用质量降低的主要缺陷之一。当路表雨水或雪水沿裂缝浸入路面，停留在路面与基层的分界面上，若不能及时排出，就会导致裂缝两侧的路面结构层，特别是使裂缝附近路面基层的含水量加大，甚至饱和，尤其是在路面裂缝下基层也产生开裂的情况下，基层裂缝中往往充满自由水，在行车荷载的反

11、复作用，不断冲刷基层材料的细料，细料浆被逐渐压挤出裂缝，形成沥青面层上裂缝处的唧浆现象。细料浆一旦被唧出，沥青面层就会沿裂缝产生下陷现象，同时在裂缝的两侧引起新的裂缝，导致路面裂缝两侧的破碎，并且路面强度明显降低，路面产生龟裂、坑槽、推移等病害。3.2、车辙原因分析车辙发生的速度是随着荷载作用次数增加而逐年减小的，一般车道外侧比内侧大，其形成因素很多，主要为沥青混合料的影响和交通条件，环境条件影响。车辙变形主要来源于沥青混合料的粘滞流动和一定程度的压实作用。沥青混合料在高温下由于车轮反复碾压，产生横向剪切流动，造成车辙。再者交通量、轴载、轮胎气压及气候条件也是影响车辙的重要因素。另外施工中用油