营口地区沥青混凝土面层质量问题的分析与应对

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。

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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。

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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。

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责任编辑：Ben