营口地区沥青混凝土面层质量问题的分析与应对-第一工程机械网

近年来，随着国民经济的快速发展，辽宁省营口市的道路运输业突飞猛进。由于车流量大和超载等原因，导致沥青混凝土路面损坏的现象时有发生，除了最常见的裂缝问题以外，有的道路面层还出现了拥包、车辙等问题。正确分析沥青混凝土路面产生质量问题的根本原因，并采取相应的措施，延长沥青混凝土面层的使用寿命，有效地提高沥青混凝土面层的热稳性、不透水性、耐磨性、抗滑性、耐久性和抗疲劳破坏性，已经成为面层施工过程中亟待解决的重要问题。

裂缝

混凝土裂缝产生的原因较为复杂，其主要包括施工工艺、气候条件以及沥青混凝土的材料与配比。

施工工艺

横向裂缝从营口市区内最有代表性的渤海大街出现的横向裂缝处可以看出，横向裂缝主要发生在各种过道管线部位。由于各种管线的埋深不同，管沟回填材料与道路结构材料的差异性，使得管沟位置强度有别于其他部位，特别是半刚性基层材料的干缩，造成了路面的反射裂缝。

局部地段产生1～2 m长的横向裂纹，常因为基层强度不足所致。其原因有三：一是个别部位压实度不足，这主要是基层的水泥稳定砂砾中超粒径部分数量过多、含泥量较大和含水量控制误差较大；二是水泥砂砾层拌和不均，存在漏拌或素土夹层等；三是旧路基层没有处理到位。

纵向裂缝纵向裂缝主要产生在自来水管道沟位置，其原因主要是由于管沟位置的压实度不足造。自来水管线掩埋较深，其大部分采用水撼砂的处理方法，若控制方法不当，极易造成“漂管”现象和日后的不均匀沉降，最终造成路面在管沟边缘部位产生裂缝。

拉裂在渤海大街上的拉裂位置主要有3处，较严重的有2处。一处较严重的拉裂长度达数十米，另一处开裂长度为15 m，最严重的一处纵向裂缝长度达数十米甚至上百米。

该段路面位于涵洞上方，结构较厚，在涵管上回填的材料为素砂砾，施工期间正值河水满潮期，大量的水浸至北半幅道路结构层内，由此导致压实度难以保证，最终造成路面后来沉降。加上自来水管埋深较浅（处于道路结构层内），难以碾压密实，排水施工设一排水坑，在道路施工时该处回填压实度未能达到标准要求。

此外，旧路面的尘土杂质没有清净、层间结合较差和抗弯能力不足，也是产生拉裂的原因之一。

气候条件

营口市属暖温带半湿润气候区，四季分明，日平均气温稳定超过0 ℃的初日在3月中旬，终日在11月中旬，时间为245～249天。稳定超过10 ℃的初日在4月中旬，终日在10月中旬，时间为160～180天。在冬季气温下降时，特别是急骤降温时，沥青混合料会发生收缩，产生拉应力，当应力超过沥青混合料的抗拉强度时，路面就产生开裂。

沥青路面的低温开裂有初冻（或初融）时开裂、冻胀裂缝和低温收缩裂缝。因为路面主要是在沿路面长度方向收缩受拉，故裂缝主要是横向，且大多是等间距。裂缝始于路表，逐渐向下伸展，在许多情况下，向下进展不超过5 cm。裂缝产生后进展极快，如不及时进行修补，在交通荷载和气候的作用下，路面便会产生变形、松散和凹坑等破坏。这类裂缝采用普通填封方法修补通常并不能取得满意的效果，在短时间内裂缝还会反映到路面上来，被填封的裂缝常在下一个冬季重新开裂，且裂缝宽度逐年增加。在冬季产生缩裂的路面，到夏季高温时仍将保持其原有宽度。

沥青混凝土配合比及材料

沥青类型的选择、材料组成结构设计合理与否，是影响面层裂缝的重要因素。

沥青的类型和性能较软的沥青在低温时有较好的黏滞流动性，使用高黏度、软级别、温度敏感性低的沥青有利于提高路面的开裂性能。沥青性能除与沥青种类有关外，还与油源和炼制方法有关，通常烷烃馏分含量较高的沥青比含量较低的对温度更敏感。

沥青的温度敏感性用针入度指数PI表示，PI＜－2的沥青属溶胶型，具有较大的温度敏感性；PI＞2的沥青属凝胶型，具有较低的温度敏感性，但低温缩性较差；PI为2～－2的沥青属溶凝胶型，具有黏弹性和触变性，属于优良的路用沥青。PI可用来预测沥青路面产生低温裂缝的数量，低温裂缝的数量随PI增大而减少，当路用沥青的PI大于0时，则对防裂有利。营口地区通常采用90号道路石油沥青，PI为－1.5～1.0。

沥青混合料空隙和材料组成通常，含石量较高的混合料，其抗拉强度高于含砂量较高的混合料。根据实地观测表明，比较多孔的路面往往呈现出较少的路面开裂，而石料含量较高且沥青含量较多的混合料，则产生的横向裂缝较少。

路面结构类型的设计路面结构也是影响裂缝的关键因素之一，例如采用15 cm厚和10 cm厚沥青混凝土分别与40 cm粒料基层结构的道路，前者裂缝相对较少。这主要是因为较厚的沥青面层在结构上强度较大，在温度拉应力作用下不易产生开裂。沥青混凝土应尽量用骨架空隙结构或骨架密实结构，当路面的结构类型相同时，砂土路基则比黏土路基产生的收缩裂缝多。在上列因素中，国内外的试验研究资料都表明，所用沥青类型、性质和用量是影响路面裂缝的最主要因素。

提高沥青路面防裂性的措施有三：一是调整矿料级配，并正确选用沥青种类及用量；二是规范施工过程，严格按照标准处理好施工工艺；三是掺加聚氯乙烯、聚苯和橡胶等高分子聚合物。掺加聚氯乙烯、聚苯和橡胶等高分子聚合物不仅能提高混合料的低温延性，而且还可以改进高温稳定性、耐久性及石料与沥青黏附性。其用量一般为沥青用量的1％～2％左右，当掺入2％～3％用量时，混合料的低温延度已有改善，当掺加量达5％时，延度可增至3倍左右。

拥包、车辙

由于道路运输车流量大和超载，沥青混凝土路面尤其是高等级公路在通车一段时间后，在个别道路主干线面层常出现拥包、车辙等现象，极大影响行车舒适与安全。

产生大面积的拥包、车辙原因主要有如下几点：沥青混凝土配比设计不精确，如碎石、石屑等原材料规格不稳定、混合料中沥青用量偏大；环境温度过高；沥青质量不合格，如沥青的黏度低；施工时沥青混凝土的压实度不足；十字路口或交通岗附近路面在停车与起步反复作用下，产生疲劳破还。

为了避免拥包、车辙现象的产生，应做到以下几点：一是加强对石场碎石生产规格的控制，严把材料进场质量关。二是选择温度稳定性好的沥青或改性沥青，并严格控制沥青含量。三是从拌和站安装调试开始，严格检查各料仓的计量控制装置、集尘装置的准确性及运转技术状态正常与否，保证沥青混合料生产质量的均匀与稳定。四是严格控制沥青混合料生产配合比，施工碾压达到压实度设计要求。对于连续级配采用粗粒式沥青混凝土应控制沥青含量，加足矿粉，适当增加粗集料的含量，将剩余空隙率控制在3%～5%为宜。五是严格控制超载车辆上路。

以上分析的各种思路和方法，都是营口地区防止沥青混凝土面层质量通病的最实际问题，对今后的施工将起到警示和预防的作用，也为营口市的道路面层设计与施工提供了更多的实践和理论依据。