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【摘要】通过对近年沥青路面出现的早期病害，从路面结构、施工因素的影响、分析了沥青路面早期破坏的原因，对防止沥青路面病害的发生有一定的借鉴。
关健词：沥青路面早期破坏现象 病因分析
中图分类号：U416文献标识码： A 文章编号：
随着高速公路网的形成，交通量迅速增长，特别是大量超载车辆行驶，造成了已通车高速公路路面在使用3～4年发生过早的裂缝、推移和车辙等早期病害现象，这是使用中技术人员最为关注的问题。
一、路面结构的原因：
1.路面面层的原因
沥青路面设计与施工规范规定：沥青混合料配合比设计按马歇尔试验法进行。然而，由于马歇尔试验设计要求空隙率一般在3%～6%左右，而规范允许的最小压实度为96%，事实上按规范要求控制的沥青路面空隙率仍有相当一部分大于7%，沥青路面处于渗水状态（8%～13%），尤其是当路面压实摊铺厚度与石料最大公称粒径不相匹配时，或铺筑桥面沥青混凝土时，或沥青混合料摊铺产生离析时，实际空隙率将远远大于7%，根据有关调查：现场铺筑的沥青混合料的空隙率在8%～13%时产生水损害的可能性最大。
另外，试验表明：层间结合处，特别是桥面沥青混凝土与桥面水泥混凝土铺装层处的空隙率要比摊铺层中间的空隙率大得多。如此大的空隙率形成了层间含水量，但又没有真正形成一个足以透水的结构层，路面施工和营运过程中渗入空隙中的水往往有泥沙杂物，泥沙杂物不断沉积在空隙中，导致空隙堵塞，层间不仅不能成为排水层，反而成为吸水层，有人认为，渗水路面空隙中的水，可以通过设置纵向盲沟，，通过横向渗透排出路基之外，但事实上，这是一个误区，首先是路面渗水在空隙被泥土堵塞的情况下，垂直渗透的速度将比横向渗透速度要大得多，渗入路面的水一般处于“吸附”状态，而不是流动状态，尤其是空隙被泥土堵塞时，路面水更是易进难出，在降雨量较大時，沥青路面长期处于“饱水”状态。实践证明，因压实度不足，空隙率超过7%的路段，路面即使开挖后，在阳光下暴晒多日，其下面层仍然是潮湿的，全幅铲除的断面，难以有可以层间排水的可能。有的基层顶面有水流出，从桥上泄水孔看，雨后也有明显的流水现象。
路面结构设计的不合理性主要表现在沥青混合料类型选型不当。在多雨地区，采用设计空隙率较大的混合料类型，直接导致路面渗水，引起路面的早期损坏。上、中、下面层如果采用传统的AC结构，这种混合料类型为悬浮密实结构，具有较高的粘聚力，但摩阻力较低，抵抗高温稳定性能欠佳，在炎热的气候及渠化、超重交通荷载的作用下极易导致路面出现车辙。
2. 路面基层的原因
由于半刚性基层的整体强度高、稳定性好，板体性好等突出的优点，使沥青路面具有很高的承载力,成为我国沥青路面结构的主要型式。尤其在干旱或半干旱地区，不少半刚性基层沥青路面为减薄沥青面层、节省工程造价起到了重要作用。但是近几年在季节性雨季、冰冻地区，半刚性基层以及薄沥青面层往往成为这类地区沥青路面早期破坏的主要原因之一。
首先，半刚性基层容易引起收缩裂缝。尽管通过研究，采取了种种措施，使路面收缩裂缝的反射缝有了明显减少。但从总体上来说，沥青面层较薄时半刚性基层开裂引起的反射裂缝仍然得不到彻底的解决。由于直接位于面层之下，其基层材料的性质和基层的整体质量对沥青路面的使用性质和使用寿命有着十分重要的影响。在干旱、半干旱地区，养生不好，油面未能及时覆盖导致混合料的水份损失很大。在面层铺筑之前就发生了每隔20m左右一条的横向裂缝。实践证明，半刚性基层的强度过高将使基层开裂及反射裂缝的问题会更加严重。这个问题随着基层后期强度的增长而更加突出。
其次，半刚性基层压实后其本身非常致密，几乎成为完全不透水的层次，在雨季或季节性冰冻地区，来自沥青面层渗下的水，包括从路面裂缝进入的水，从沥青混合料离析及较大的空隙渗入的水，以及冰冻地区毛细管积冰在春融期增加的水等3种情况而不可避免的渗水，无法通过基层排走，沥青面层越薄，作用到沥青层底部的荷载压力越大，在荷载作用下，基层表面就越容易破坏，成为灰浆，而且中、下面层集料公称最大粒径普遍较大，离析情况普遍比较严重，半刚性基层的灰浆逐渐充满下面层的空隙，并通过裂缝泵吸到路面上来，即产生通常所说的唧浆，成为沥青面层水损害破坏的主要的原因之一。
二、施工因素的影响1集料质量的影响
目前高速公路建设对沥青的选择是比较注重的。但往往忽视了石料的影响。石料用量大，与之配套的集料加工市场比较混乱，多为个体石料场加工生产，产量低、规格少、质量差，且生产的石料规格不稳定。同一拌和站由几家石料厂供料，造成集料颗粒组成不均匀性大，使用时离析严重，与建设速度快，用量大形成明显的反差。真正用于面层的石料并非全部合格，更谈不上优质了。石料的含泥量对沥青路面的质量至关重要，规范规定沥青路面用石料含泥量应小于1.0%，有的石料含泥量和风化料远远超标。由于工期紧，也只能勉强使用。根据施工现场调查，一些高速公路项目用于面层的粗集料含泥量在1.5%～2.0%，扁平颗粒占25%左右，有的风化料严重，如此差的矿集料怎能形成嵌挤结构。
沥青混凝土在摊铺和碾压过程中石料的压碎程度除与碾压功能和碾压工艺有关外，还与石料的压碎值有关。规范规定，高速公路沥青面层石料的压碎值不大于28。试验表明：当石料的压碎值接近28时，在进行沥青混合料摊铺、碾压时往往易于压碎。这可以从已通车的沥青路面钻孔取芯芯样表面石料的破碎情况以及碾压前和碾压后沥青混合料级配的变化反映出来。沥青混凝土中石料压碎后，水容易沿着石料破裂面进入石料内部，并从石料内部进入沥青与石料的界面，使沥青与石料产生分离，加速了沥青路面的破坏。如石料压碎值、磨耗值不符合规范要求，还将造成沥青混合料的稳定度偏低，引起沥青路面早期剥落。
对于沥青混合料矿粉应采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉。而实际在施工过程中有的矿粉并非碱性石灰岩研磨而成，拌和机回收的矿粉按规范可用作填料的一部分，但用量不能超过总量的25%，掺有回收矿粉的填料的塑性指数不得大于4.0%。回收矿粉最大的隐患就是本身含泥量过高，必将影响沥青与集料的粘结。此外对于附着在粗集料上的小于0.075㎜的颗粒部分用常规的干筛是不能筛干净的，有时在0.6㎜～2.36㎜细集料中用水洗法测定的小于0.075㎜颗粒含量竟高达5%左右，这无形中增加了矿粉的用量，由于矿粉偏多，沥青被矿粉吸走造成用油量偏低，就很容易造成沥青路面早期松散剥落。最终发展成为坑槽等病害。
往往对填料的选择和使用不太重视，其实矿粉在沥青混合料中的作用至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其它粗、细集料产生粘附作用，沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料，采用石灰石矿粉的亲水系数都小于1，与沥青有着良好的粘附性，同时，矿粉的细度也应符合要求，小于0.075mm的含量应大于75%，矿粉在使用时应干燥，不成团。
2.施工配合比的控制不当
沥青混合料生产中，多年来形成一种习惯，那就是严格按照实验室配合比中的集料用量应用于实际生产，用这种方法生产的混合料往往达不到设计要求，有的甚至出现较大偏差，这就是常说的重“目标配合比设计”轻“生产配合比设计”的倾向，且在施工生产过程中随意调整配合比的情况时有发生。有的承包商往往为了节省工程费用，采用沥青用量的低限值-0.3%，殊不知当沥青混合料的级配不稳定时，特别是当混合料中小于0.075mm颗粒含量偏大时，采用这一低限沥青含量将使沥青混凝土出现“贫油”。经验表明：小于0.075mm颗粒含量每增加1%，沥青用量至少要增加0.1%。“贫油”的沥青混凝土除将严重影响沥青混凝土强度和疲劳性能外，最主要的问题是将导致压实困难，水易于渗入结构，从而将大大降低沥青混凝土的抗水损害能力。
总之，沥青路面早期破坏的原因是多方面的，既有结构方面的问题，又有外部作用方面的，也有施工控制不严的问题，需认真加以解决。
参考文献：
沙庆林著《高速公路沥青路面早期破坏现象及防治》2001.6人民交通出版社。
《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004
关健词：沥青路面早期破坏现象 病因分析
中图分类号：U416文献标识码： A 文章编号：
随着高速公路网的形成，交通量迅速增长，特别是大量超载车辆行驶，造成了已通车高速公路路面在使用3～4年发生过早的裂缝、推移和车辙等早期病害现象，这是使用中技术人员最为关注的问题。
一、路面结构的原因：
1.路面面层的原因
沥青路面设计与施工规范规定：沥青混合料配合比设计按马歇尔试验法进行。然而，由于马歇尔试验设计要求空隙率一般在3%～6%左右，而规范允许的最小压实度为96%，事实上按规范要求控制的沥青路面空隙率仍有相当一部分大于7%，沥青路面处于渗水状态（8%～13%），尤其是当路面压实摊铺厚度与石料最大公称粒径不相匹配时，或铺筑桥面沥青混凝土时，或沥青混合料摊铺产生离析时，实际空隙率将远远大于7%，根据有关调查：现场铺筑的沥青混合料的空隙率在8%～13%时产生水损害的可能性最大。
另外，试验表明：层间结合处，特别是桥面沥青混凝土与桥面水泥混凝土铺装层处的空隙率要比摊铺层中间的空隙率大得多。如此大的空隙率形成了层间含水量，但又没有真正形成一个足以透水的结构层，路面施工和营运过程中渗入空隙中的水往往有泥沙杂物，泥沙杂物不断沉积在空隙中，导致空隙堵塞，层间不仅不能成为排水层，反而成为吸水层，有人认为，渗水路面空隙中的水，可以通过设置纵向盲沟，，通过横向渗透排出路基之外，但事实上，这是一个误区，首先是路面渗水在空隙被泥土堵塞的情况下，垂直渗透的速度将比横向渗透速度要大得多，渗入路面的水一般处于“吸附”状态，而不是流动状态，尤其是空隙被泥土堵塞时，路面水更是易进难出，在降雨量较大時，沥青路面长期处于“饱水”状态。实践证明，因压实度不足，空隙率超过7%的路段，路面即使开挖后，在阳光下暴晒多日，其下面层仍然是潮湿的，全幅铲除的断面，难以有可以层间排水的可能。有的基层顶面有水流出，从桥上泄水孔看，雨后也有明显的流水现象。
路面结构设计的不合理性主要表现在沥青混合料类型选型不当。在多雨地区，采用设计空隙率较大的混合料类型，直接导致路面渗水，引起路面的早期损坏。上、中、下面层如果采用传统的AC结构，这种混合料类型为悬浮密实结构，具有较高的粘聚力，但摩阻力较低，抵抗高温稳定性能欠佳，在炎热的气候及渠化、超重交通荷载的作用下极易导致路面出现车辙。
2. 路面基层的原因
由于半刚性基层的整体强度高、稳定性好，板体性好等突出的优点，使沥青路面具有很高的承载力,成为我国沥青路面结构的主要型式。尤其在干旱或半干旱地区，不少半刚性基层沥青路面为减薄沥青面层、节省工程造价起到了重要作用。但是近几年在季节性雨季、冰冻地区，半刚性基层以及薄沥青面层往往成为这类地区沥青路面早期破坏的主要原因之一。
首先，半刚性基层容易引起收缩裂缝。尽管通过研究，采取了种种措施，使路面收缩裂缝的反射缝有了明显减少。但从总体上来说，沥青面层较薄时半刚性基层开裂引起的反射裂缝仍然得不到彻底的解决。由于直接位于面层之下，其基层材料的性质和基层的整体质量对沥青路面的使用性质和使用寿命有着十分重要的影响。在干旱、半干旱地区，养生不好，油面未能及时覆盖导致混合料的水份损失很大。在面层铺筑之前就发生了每隔20m左右一条的横向裂缝。实践证明，半刚性基层的强度过高将使基层开裂及反射裂缝的问题会更加严重。这个问题随着基层后期强度的增长而更加突出。
其次，半刚性基层压实后其本身非常致密，几乎成为完全不透水的层次，在雨季或季节性冰冻地区，来自沥青面层渗下的水，包括从路面裂缝进入的水，从沥青混合料离析及较大的空隙渗入的水，以及冰冻地区毛细管积冰在春融期增加的水等3种情况而不可避免的渗水，无法通过基层排走，沥青面层越薄，作用到沥青层底部的荷载压力越大，在荷载作用下，基层表面就越容易破坏，成为灰浆，而且中、下面层集料公称最大粒径普遍较大，离析情况普遍比较严重，半刚性基层的灰浆逐渐充满下面层的空隙，并通过裂缝泵吸到路面上来，即产生通常所说的唧浆，成为沥青面层水损害破坏的主要的原因之一。
二、施工因素的影响1集料质量的影响
目前高速公路建设对沥青的选择是比较注重的。但往往忽视了石料的影响。石料用量大，与之配套的集料加工市场比较混乱，多为个体石料场加工生产，产量低、规格少、质量差，且生产的石料规格不稳定。同一拌和站由几家石料厂供料，造成集料颗粒组成不均匀性大，使用时离析严重，与建设速度快，用量大形成明显的反差。真正用于面层的石料并非全部合格，更谈不上优质了。石料的含泥量对沥青路面的质量至关重要，规范规定沥青路面用石料含泥量应小于1.0%，有的石料含泥量和风化料远远超标。由于工期紧，也只能勉强使用。根据施工现场调查，一些高速公路项目用于面层的粗集料含泥量在1.5%～2.0%，扁平颗粒占25%左右，有的风化料严重，如此差的矿集料怎能形成嵌挤结构。
沥青混凝土在摊铺和碾压过程中石料的压碎程度除与碾压功能和碾压工艺有关外，还与石料的压碎值有关。规范规定，高速公路沥青面层石料的压碎值不大于28。试验表明：当石料的压碎值接近28时，在进行沥青混合料摊铺、碾压时往往易于压碎。这可以从已通车的沥青路面钻孔取芯芯样表面石料的破碎情况以及碾压前和碾压后沥青混合料级配的变化反映出来。沥青混凝土中石料压碎后，水容易沿着石料破裂面进入石料内部，并从石料内部进入沥青与石料的界面，使沥青与石料产生分离，加速了沥青路面的破坏。如石料压碎值、磨耗值不符合规范要求，还将造成沥青混合料的稳定度偏低，引起沥青路面早期剥落。
对于沥青混合料矿粉应采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉。而实际在施工过程中有的矿粉并非碱性石灰岩研磨而成，拌和机回收的矿粉按规范可用作填料的一部分，但用量不能超过总量的25%，掺有回收矿粉的填料的塑性指数不得大于4.0%。回收矿粉最大的隐患就是本身含泥量过高，必将影响沥青与集料的粘结。此外对于附着在粗集料上的小于0.075㎜的颗粒部分用常规的干筛是不能筛干净的，有时在0.6㎜～2.36㎜细集料中用水洗法测定的小于0.075㎜颗粒含量竟高达5%左右，这无形中增加了矿粉的用量，由于矿粉偏多，沥青被矿粉吸走造成用油量偏低，就很容易造成沥青路面早期松散剥落。最终发展成为坑槽等病害。
往往对填料的选择和使用不太重视，其实矿粉在沥青混合料中的作用至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其它粗、细集料产生粘附作用，沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料，采用石灰石矿粉的亲水系数都小于1，与沥青有着良好的粘附性，同时，矿粉的细度也应符合要求，小于0.075mm的含量应大于75%，矿粉在使用时应干燥，不成团。
2.施工配合比的控制不当
沥青混合料生产中，多年来形成一种习惯，那就是严格按照实验室配合比中的集料用量应用于实际生产，用这种方法生产的混合料往往达不到设计要求，有的甚至出现较大偏差，这就是常说的重“目标配合比设计”轻“生产配合比设计”的倾向，且在施工生产过程中随意调整配合比的情况时有发生。有的承包商往往为了节省工程费用，采用沥青用量的低限值-0.3%，殊不知当沥青混合料的级配不稳定时，特别是当混合料中小于0.075mm颗粒含量偏大时，采用这一低限沥青含量将使沥青混凝土出现“贫油”。经验表明：小于0.075mm颗粒含量每增加1%，沥青用量至少要增加0.1%。“贫油”的沥青混凝土除将严重影响沥青混凝土强度和疲劳性能外，最主要的问题是将导致压实困难，水易于渗入结构，从而将大大降低沥青混凝土的抗水损害能力。
总之，沥青路面早期破坏的原因是多方面的，既有结构方面的问题，又有外部作用方面的，也有施工控制不严的问题，需认真加以解决。
参考文献：
沙庆林著《高速公路沥青路面早期破坏现象及防治》2001.6人民交通出版社。
《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004