遼寧：營口地區(qū)瀝青混凝土面層質(zhì)量問題分析應(yīng)對

　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，遼寧省營口市的道路運輸業(yè)突飛猛進(jìn)。由于車流量大和超載等原因，導(dǎo)致瀝青混凝土路面損壞的現(xiàn)象時有發(fā)生，除了最常見的裂縫問題以外，有的道路面層還出現(xiàn)了擁包、車轍等問題。正確分析瀝青混凝土路面產(chǎn)生質(zhì)量問題的根本原因，并采取相應(yīng)的措施，延長瀝青混凝土面層的使用壽命，有效地提高瀝青混凝土面層的熱穩(wěn)性、不透水性、耐磨性、抗滑性、耐久性和抗疲勞破壞性，已經(jīng)成為面層施工過程中亟待解決的重要問題。

　　裂縫

　　混凝土裂縫產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，其主要包括施工工藝、氣候條件以及瀝青混凝土的材料與配比。

　　施工工藝

　　橫向裂縫 從營口市區(qū)內(nèi)最有代表性的渤海大街出現(xiàn)的橫向裂縫處可以看出，橫向裂縫主要發(fā)生在各種過道管線部位。由于各種管線的埋深不同，管溝回填材料與道路結(jié)構(gòu)材料的差異性，使得管溝位置強(qiáng)度有別于其他部位，特別是半剛性基層材料的干縮，造成了路面的反射裂縫。

　　局部地段產(chǎn)生1～2 m長的橫向裂紋，常因為基層強(qiáng)度不足所致。其原因有三：一是個別部位壓實度不足，這主要是基層的水泥穩(wěn)定砂礫中超粒徑部分?jǐn)?shù)量過多、含泥量較大和含水量控制誤差較大；二是水泥砂礫層拌和不均，存在漏拌或素土夾層等；三是舊路基層沒有處理到位。

　　縱向裂縫 縱向裂縫主要產(chǎn)生在自來水管道溝位置，其原因主要是由于管溝位置的壓實度不足造。自來水管線掩埋較深，其大部分采用水撼砂的處理方法，若控制方法不當(dāng)，極易造成“漂管”現(xiàn)象和日后的不均勻沉降，最終造成路面在管溝邊緣部位產(chǎn)生裂縫。

　　拉裂 在渤海大街上的拉裂位置主要有3處，較嚴(yán)重的有2處。一處較嚴(yán)重的拉裂長度達(dá)數(shù)十米，另一處開裂長度為15m，最嚴(yán)重的一處縱向裂縫長度達(dá)數(shù)十米甚至上百米。

　　該段路面位于涵洞上方，結(jié)構(gòu)較厚，在涵管上回填的材料為素砂礫，施工期間正值河水滿潮期，大量的水浸至北半幅道路結(jié)構(gòu)層內(nèi)，由此導(dǎo)致壓實度難以保證，最終造成路面后來沉降。加上自來水管埋深較淺（處于道路結(jié)構(gòu)層內(nèi)），難以碾壓密實，排水施工設(shè)一排水坑，在道路施工時該處回填壓實度未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　此外，舊路面的塵土雜質(zhì)沒有清凈、層間結(jié)合較差和抗彎能力不足，也是產(chǎn)生拉裂的原因之一。

　　氣候條件

　　營口市屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，四季分明，日平均氣溫穩(wěn)定超過0℃的初日在3月中旬，終日在11月中旬，時間為245～249天。穩(wěn)定超過10℃的初日在4月中旬，終日在10月中旬，時間為160～180天。在冬季氣溫下降時，特別是急驟降溫時，瀝青混合料會發(fā)生收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度時，路面就產(chǎn)生開裂。

　　瀝青路面的低溫開裂有初凍（或初融）時開裂、凍脹裂縫和低溫收縮裂縫。因為路面主要是在沿路面長度方向收縮受拉，故裂縫主要是橫向，且大多是等間距。裂縫始于路表，逐漸向下伸展，在許多情況下，向下進(jìn)展不超過5cm。裂縫產(chǎn)生后進(jìn)展極快，如不及時進(jìn)行修補(bǔ)，在交通荷載和氣候的作用下，路面便會產(chǎn)生變形、松散和凹坑等破壞。這類裂縫采用普通填封方法修補(bǔ)通常并不能取得滿意的效果，在短時間內(nèi)裂縫還會反映到路面上來，被填封的裂縫常在下一個冬季重新開裂，且裂縫寬度逐年增加。在冬季產(chǎn)生縮裂的路面，到夏季高溫時仍將保持其原有寬度。

　　瀝青混凝土配合比及材料

　　瀝青類型的選擇、材料組成結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與否，是影響面層裂縫的重要因素。

　　瀝青的類型和性能 較軟的瀝青在低溫時有較好的黏滯流動性，使用高黏度、軟級別、溫度敏感性低的瀝青有利于提高路面的開裂性能。瀝青性能除與瀝青種類有關(guān)外，還與油源和煉制方法有關(guān)，通常烷烴餾分含量較高的瀝青比含量較低的對溫度更敏感。

　　瀝青的溫度敏感性用針入度指數(shù)PI表示，PI＜－2的瀝青屬溶膠型，具有較大的溫度敏感性；PI＞2的瀝青屬凝膠型，具有較低的溫度敏感性，但低溫縮性較差；PI為2～－2的瀝青屬溶凝膠型，具有黏彈性和觸變性，屬于優(yōu)良的路用瀝青。PI可用來預(yù)測瀝青路面產(chǎn)生低溫裂縫的數(shù)量，低溫裂縫的數(shù)量隨PI增大而減少，當(dāng)路用瀝青的PI大于0時，則對防裂有利。營口地區(qū)通常采用90號道路石油瀝青，PI為－1.5～1.0。

　　瀝青混合料空隙和材料組成 通常，含石量較高的混合料，其抗拉強(qiáng)度高于含砂量較高的混合料。根據(jù)實地觀測表明，比較多孔的路面往往呈現(xiàn)出較少的路面開裂，而石料含量較高且瀝青含量較多的混合料，則產(chǎn)生的橫向裂縫較少。

　　路面結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計 路面結(jié)構(gòu)也是影響裂縫的關(guān)鍵因素之一，例如采用15cm厚和10cm厚瀝青混凝土分別與40cm粒料基層結(jié)構(gòu)的道路，前者裂縫相對較少。這主要是因為較厚的瀝青面層在結(jié)構(gòu)上強(qiáng)度較大，在溫度拉應(yīng)力作用下不易產(chǎn)生開裂。瀝青混凝土應(yīng)盡量用骨架空隙結(jié)構(gòu)或骨架密實結(jié)構(gòu)，當(dāng)路面的結(jié)構(gòu)類型相同時，砂土路基則比黏土路基產(chǎn)生的收縮裂縫多。在上列因素中，國內(nèi)外的試驗研究資料都表明，所用瀝青類型、性質(zhì)和用量是影響路面裂縫的最主要因素。

　　提高瀝青路面防裂性的措施有三：一是調(diào)整礦料級配，并正確選用瀝青種類及用量；二是規(guī)范施工過程，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)處理好施工工藝；三是摻加聚氯乙烯、聚苯和橡膠等高分子聚合物。摻加聚氯乙烯、聚苯和橡膠等高分子聚合物不僅能提高混合料的低溫延性，而且還可以改進(jìn)高溫穩(wěn)定性、耐久性及石料與瀝青黏附性。其用量一般為瀝青用量的1％～2％左右，當(dāng)摻入2％～3％用量時，混合料的低溫延度已有改善，當(dāng)摻加量達(dá)5％時，延度可增至3倍左右。

　　擁包、車轍

　　由于道路運輸車流量大和超載，瀝青混凝土路面尤其是高等級公路在通車一段時間后，在個別道路主干線面層常出現(xiàn)擁包、車轍等現(xiàn)象，極大影響行車舒適與安全。

　　產(chǎn)生大面積的擁包、車轍原因主要有如下幾點：瀝青混凝土配比設(shè)計不精確，如碎石、石屑等原材料規(guī)格不穩(wěn)定、混合料中瀝青用量偏大；環(huán)境溫度過高；瀝青質(zhì)量不合格，如瀝青的黏度低；施工時瀝青混凝土的壓實度不足；十字路口或交通崗附近路面在停車與起步反復(fù)作用下，產(chǎn)生疲勞破還。

　　為了避免擁包、車轍現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)做到以下幾點：一是加強(qiáng)對石場碎石生產(chǎn)規(guī)格的控制，嚴(yán)把材料進(jìn)場質(zhì)量關(guān)。二是選擇溫度穩(wěn)定性好的瀝青或改性瀝青，并嚴(yán)格控制瀝青含量。三是從拌和站安裝調(diào)試開始，嚴(yán)格檢查各料倉的計量控制裝置、集塵裝置的準(zhǔn)確性及運轉(zhuǎn)技術(shù)狀態(tài)正常與否，保證瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量的均勻與穩(wěn)定。四是嚴(yán)格控制瀝青混合料生產(chǎn)配合比，施工碾壓達(dá)到壓實度設(shè)計要求。對于連續(xù)級配采用粗粒式瀝青混凝土應(yīng)控制瀝青含量，加足礦粉，適當(dāng)增加粗集料的含量，將剩余空隙率控制在3%～5%為宜。五是嚴(yán)格控制超載車輛上路。

　　以上分析的各種思路和方法，都是營口地區(qū)防止瀝青混凝土面層質(zhì)量通病的最實際問題，對今后的施工將起到警示和預(yù)防的作用，也為營口市的道路面層設(shè)計與施工提供了更多的實踐和理論依據(jù)。