公路路面损坏原因与对策

王忠实

摘要：由于全厚式路面的沥青层要求很厚，短期内在我国应用尚不现实。引进发展柔性基层沥青路面和混合式基层沥青路面是重要的。由于我国对半刚性基层有丰富的应用经验，为了有充分的把握，当前应该首先发展混合式基层沥青路面，即以沥青混凝土作面层，沥青稳定碎石作基层。无机结合料稳定集料作底基层这种结构型式，也可以在半刚性基层上加铺级配碎石过渡层以防止反射性裂缝和有利于排水。

关键词：公路路面损坏原因分析

0引言

对沥青路面的力学模式，国际上都采用沥青层的弯拉应变和土基模量作为设计指标，惟有我国钟情于表面弯沉这个指标，其他指标实际上都没有作用。其他还有许许多多与国际上不一致的地方。

我国是世界上第一个采用弹性层状体系进行路面结构计算的国家，这一点始终处于世界的最先进水平。可是，“先进的方法、落后的参数”并没有对设计起多少作用。全国都千篇一律地使用几乎相同的较薄沥青面层的半刚性基层沥青路面结构。沥青路面早期病害成心腹大患质量是工程建设的永恒主题。

1路面损坏的不同类型

研究认为，高速公路沥青路面的早期损坏有两种不同的类型。

一种是在沥青路面建成不久，在当年或者2 3年沥青路面就发生程度不同的车辙、坑槽、网裂等早期损坏，许多属于水损害或伴随着疲劳产生的损坏。这些损坏最直接的原因是施工质量不到位及离析造成。这些工程大部分经过维修养护或者局部铣刨重修能在短时间内逐渐趋于相对的稳定。这种类型的早期损坏经常与管理上枪工、使用的材料不好、有严重的离析、压实不到位、排水设计不合理有关，而且往往有严重的超限超载车辆通过，有些与路基变形也有关系。这些工程施工结束时的弯沉往往并不大，甚至小到个位数，几乎接近于零，但基层开裂比较严重，或者路面离析严重，从路表裂缝和孔隙中进去的水不能很快从基层排走。

另一种类型的早期损坏是指普遍达不到路面设计要求的设计年限(大部分是15年，少数是20年)，更不能与国际上更长的设计年限20年乃至30—40年相比，充其量7—8年，或者10年左右就必须进行大修。这种大修经常是“开膛破肚”式的，不仅仅对沥青面层维修，还必须同时维修基层甚至底基层。这种大修不仅成本很高，而且对工程所在地的社会影响很大。这种使用寿命短、耐久性不足的情况使我们十分忧虑。

2路面损坏的原因

沥青路面早期损坏的技术原因各种早期损坏发生的原因是复杂的，短期的损坏大都受施工影响更大一些，较长时间的损坏则具有某种共性，这种影响相对来说要更大些。我们决不能对我国沥青路面的耐久性差、使用寿命短的问题熟视无睹。

半刚性基层沥青路面也曾经用得很普遍，并发生了关于基层的“黑白之争”，后来，柔性基层和全厚式路面得到了很大的发展，逐渐成为主流。其原因是半刚性基层在其优点的背后，也有不少缺点，有些无法克服。

2.1半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝轻重不同地存在。在国外普遍采取对裂缝进行封缝，而在交通量繁重或者高速公路上，这种封缝工作十分困难。而在我国，日前根本没有发现裂缝就进行沥青封缝的习惯，因而开裂得不到有效的处理。裂缝会导致两种后果一是裂缝进水；二是车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时，荷载变化不再连续使路面裂缝两侧发生大的应力突变，还形成很大的上下剪切和表面受拉。

2.2半刚性基层非常致密，它基本上是不透水或者渗水性很差的材料。水从各种途径进入路面并到达基层后，不能从基层迅速排走，只能沿沥青层和基层的界面扩散、积聚。水进入路面的途径，除了降雨(尤其是梅雨、雨季集中降雨)、降雪、化雪的表面水外，还有多种来源。可以说，水进入沥青路面是不可避免的，如不能及时排走就将造成危害。所以都称“水”是造成沥青路面损坏的“元凶”，半刚性基层沥青路面的内部排水性能差是其致命的弱点。

2.3半刚性基层有很好的整体性，但是在使用过程中，半刚性基层材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环、在反复荷载的作用下因疲劳而逐渐衰减。按照南非的理论，半刚性基层的状态是由整块向大块、小块、碎块变化，按照整体结构设计路面是偏于不安全的。

2.4半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性。重载车换算为标准轴载时，对柔性基层通常是按4次方换算，而对半刚性基层来说，随着基层和沥青层的模量比的增大，换算荷载的次方数将不再是4次方，很可能是12～15次方。轴载加大1倍，对柔性基层的换算轴次是增大16倍，而对半刚性基层可能要变为数十万次。也就是说同样的超载车对半刚性基层沥青路面的影响要比柔性基层沥青路面大得多，对路面的损伤也大得多。

2.5半刚性基层损坏后没有愈合的能力，且无法进行修补。其层一旦破坏，便无可救药，除了挖掉重建，另无他法，这给沥青路面的维修养护造成很大的困难。通常所说进行“补强”实际上是不现实的，也是不可能的，在半刚性基层上加铺基层也不能结合成为整体。

2.6半刚性基层很难跨年度施工，无论是直接暴露还是铺上一层下面层过冬，都避免不了会发生横向收缩裂缝，从而为沥青路面的横向裂缝埋下隐患。甚至在冬天就从缝中进水(融雪)、半刚性基层暴露的还可能冻疏，影响强度的形成。在季节性冰冻地区，半刚性基层的冻融损坏几平难以避免。

由于半刚性基层的强度、模量、抗疲劳性能等会因为重复荷载的作用及环境(干湿、冻融等)的影响而不断衰减，总是有一定使用寿命的，只要到了设计寿命，基层将会逐渐丧失功能，需要重铺，因此半刚性基层沥青路面的使用寿命不可能无限制地延长下去。相比之下，国外沥青路面的设计寿命越来越长，现在又出现了永久性路面或者长寿命沥青路面的思想，这种理念已在欧美许多国家得到重视，且已经在重交通道路上应用，对延长沥青路面使用寿命起到极大作用。

路面早期损坏的技术解决之路半刚性基层沥青路面的在达到设计寿命后发生结构性损坏，需要维修基层，与永久性路面确保只维修表面层的思想是最大的差别，是两个完全相反的设计理念。很明显，为了减小对社会和交通的影响，我们都不愿意每次连基层一起“开膛破肚”式地维修，因此我们必须认真地思考这些问题。

3小结

国际上沥青路面结构型式的实际情况在高速公路重交通道路上最常用的是全厚式路面、柔性基层沥青路面及混合式基层沥青路面。鉴于我国的实际情况，由于全厚式路面的沥青层要求很厚，短期内在我国应用尚不现实。引进发展柔性基层沥青路面和混合式基层沥青路面是重要的。由于我国对半刚性基层有丰富的应用经验，为了有充分的把握，当前应该首先发展混合式基层沥青路面，即以沥青混凝土作面层，沥青稳定碎石作基层，无机结合料稳定集料作底基层这种结构型式，也可以在半刚性基层上加铺级配碎石过渡层以防止反射性裂缝和有利于排水。完善半刚性路面的设计与应用，明确它的适用范围，重新认识和分析它的优缺点，扬长避短，最大限度地减少半刚性基层沥青路面早期损坏，延长沥青路面的使用寿命。