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1、17从沥青路面的病害反思设计、施工中的认识误区旷小林 旷小东 （江西公路开发总公司 南昌 330006） （北京华宏监理公司广东分公司 广州 510606）摘 要：本文作者曾参与多条高速公路的建设，近几年来从事高速公路的管理（收费、养护、路 政管理）工作，在养护过程中发现高速公路的绝大部分病害出现在路面结构，有些病害完全是设计、施工过程中的认知错误引起的，本文欲就这方面的问题进行探讨，期望能为高速公路的设计和施工管理人员提出一些参考意见，提高我省的高速公路的设计和施工水平，减少高速公路的养护费用。关键词：道路工程；高速公路；沥青路面；病害反思 前 言沥青路面以其施工快捷、行车舒适、养护简便等优
2、点，目前已成为高速公路的首选路面结构，全国几乎所有高速公路均采用沥青路面，江西省也不例外。但沥青路面也存在受气侯影响大，质量控制困难等困扰，特别是我国版图辽阔，全国气候差异很大，水文地质情况千差万别。交通部制订的设计、施工规范为适应全国范围内气候和地质方面的巨大差异，所以弹性很大。江西省气候四季分明，冬季寒冷路面结冰，夏天炎热路面温度高达摄氏 70-80，雨雪天气多，降水量大，地下水丰富，水文地质复杂。为确保我省修筑的沥青路面的质量，交通部门的设计、施工和建设单位的广大工程技术人员，多年来积累了不少有益的经验，但也暴露了一些认识误区。特别是在如何科学地理解和执行国家标准、规范方面，存在机械片面
3、性的死套标准、规范而忽视当地特殊自然条件的情况。在施工过程中只求验收过关，而不管是否留下质量隐患的现象存在。作者在此根据高速公路养护过程出现的一些病害，反思自身在高速公路建设过程中质量控制的一些所见所闻，提出自己的一些看法和大家探讨。 1 高速公路沥青路面一些主要病害和原因分析梨温高速公路 2002 年 12 月 28 日建成通车，营运 2 年以来，该高速公路路基、桥涵等构造物基本稳定，未发现大的质量问题，但沥青路面的病害不断出现，现将一些主要的病害进行分析。 1.1 路面坑槽路面坑槽是高速公路的主要病害之一，主要是 路面渗水不能及时排除造成的。一般下雨时间超过一 收稿日期：2005-03-2
4、2天，路面就会出现坑槽，连续降雨超过一周就会大量出现坑槽，坑槽的深度也由上面层（4cm）扩展至中面层（10cm）和下面层（16cm） ，坑槽的大小也由方圆 10cm 左右扩大到 50cm 甚至更大。由于高速公路行车速度快、吨位大，路面坑槽如不及时修复，除会导致路面更深层次的破坏外，更会引起车毁人亡的严重交通事故。所以路面坑槽是我们养护的重点，一旦出现坑槽哪怕只有一个也要立刻组织修复，任务十分繁重。我处历年坑槽修复统计见表。表梨温高速公路 K62-125 坑槽修复统计表 年份个数面积（m2）费用（元）备注 03 年39853042.63204433.50 04 年14921397.6931726
5、8.56 05 年786737.53133060.701-3 月1.1.1 原因分析 造成沥青路面出现坑槽的原因很简单,那就是水害。大量的雨水渗入路面结构层而未及时排除，沥青又为憎水性胶结料所以松散破坏成坑槽。更进一步分析，为什么大量的雨水能渗入沥青路面的结构层而又不能及时排出呢？梨温高速公路方面的原因主要有2 个，一是沥青路面上面层设计为抗滑表层，骨料级配为开级配，空隙较大雨水容易渗入，中面层为防水层；二是路肩设计成水泥 混凝土并和上面层顶部接平，而桥面泄水管顶部也是和上面层顶面接平，所以渗入沥青路面内的雨水根本无法排除，见图 1。图 1201.2 裂缝由于裂缝造成路面破坏的现象在梨温高速公
6、路也十分严重，最严重的裂缝都是由水稳基层反射到沥青面层，导致沥青面层裂开成 2-道间隔 5cm-10cm 的平行裂缝，在车辆的不断碾压冲击下发展成网裂破坏，如不及时修复，很快水稳基层将碎裂，雨水灌入后最终将导致路基破坏。.2.1 原因分析 造成水稳基层大量出现裂缝进而导致沥青面层破坏的原因有以下几方面,一是水稳基层水泥含量过高,致使半刚性结构刚性化,自然要发生裂缝；二是由于工期紧、反季节施工，路基和路面垫层弯沉达不到要求，在路基顶层填料中掺入水泥、石灰等材料强行硬化，在垫层中掺水泥甚至直接将水稳料替换垫层料，这些不计代价的应急行为，虽然短期内使路基和路面垫层弯沉达到了要求，验收过关。但也致使路
7、基板结裂缝，垫层板结裂缝起不到隔断毛细水以及路基和基层之间缓和层的作用，因而导致水稳基层裂缝加急，最终反映到沥青路面就使裂缝更加严重。1.2.2 裂缝处理 对裂缝的处理十分繁琐，为确保安全必须先封道再处理。因裂缝是由下向上反射,须将3 层沥青面层切开至基层,为防切口渗漏须切成台阶状,若水稳基层已破坏须清除后用水泥混凝土更换，那是因为重铺小面积水稳无法压实，养生 7 天后，按沥青路面施工工艺分 3 层补铺裂缝处沥青料。为防重新开裂在水稳基层顶部和下面层上面各加铺一层抗拉强度 80KPa 的玻璃格栅。因裂缝处理面积小无法使用大型压路机只能用小压路机，而高速公路大量行驶的超载的大吨位汽车其冲压力远大
8、于小压路机的压力，所以补铺的沥青上面层必须高出原路面，否则在车辆的冲压下必将凹陷。但高出多少则必须反复试验，目前我们试验出在治超行动后，新铺裂缝沥青料碾压后高出老路面 1.2cm，在车辆碾压下 7 天后新老沥青面层刚好接平，保证了行车的舒适性，对试验期间汽车不能压下的过高裂缝沥青料我们也要用磨石机将其磨平以保证行车的质量。从上述情况可看出修补一条裂缝是很复杂的，费用也很高。裂缝处理情况统计见表。表 梨温高速公路 K62-裂缝修复统计表年份裂缝量（条）长度 （m）费用（元）备注03 04209714.57360551.06 0573293.75138126.221-3 月 1.3 车辙梨温高速公
9、路通车以来,车辙一直是最重要的病害,社会影响恶劣，修复费用巨大，2003、2004 两年包括施工单位缺陷责任期修复和梨温公司自行修复的车辙，按单幅单车道（3.75m 宽）计修复总里程已超过 200km，修复单价约 20 万元/km，粗略估算此项费用已达 4000 多万元。1.3.1 原因分析 造成车辙的原因很多，但我省主要有以下几方面，夏季持续炎热高温天气、繁忙的交通和超载车辆以及沥青路面自身的热稳性不够等综合所致。除去气候因素和车辆为社会因素外，沥青路面的热稳性问题这是我们必须认真面对解决的问题。如何从沥青混合料的配合比和施工质量管理方面确保沥青路面的热稳性，笔者曾作文浅析沥青路面的热稳性问
10、题加以论述，这里不再烦述。但梨温高速公路沥青路面设计未采用新材料即改性沥青，无疑也是一个重要原因，笔者曾有幸参加梨温高速公路的设计审查，并和几位年轻的专家提出梨温高速公路应采用改性沥青路面，但被决策者以费用高和可靠性为由否决。2003 年的高温天气同样影响着兄弟省份的高速公路，笔者随本公司组织赴外省高速公路考察学习时，就这个问题和兄弟省份的同行进行过探讨，结果发现采用了改性沥青的高速公路车辙较轻，未采用改性沥青的高速公路和我省一样损失惨重。由此可见采用改性沥青对提高沥青路面的热稳性还是有效的。本人高兴的看到这个问题已引起江西交通厅的重视，泰赣高速公路已采用SBS 改性沥青，笔者感到由衷的欣慰。
11、 2 认识误区和因应之道从上述高速公路沥青路面的病害和原因分析，笔者深感造成这些病害的更深层次的原因，和我们在决策、设计和施工管理方面存在认识误区大有关系，现就这个问题提出本人的一些看法。 2.1 误区 1：设计理念的绝对化江西为多雨省份，春季阴雨连绵，夏天暴雨成灾。如何确保雨季高速公路路面的抗滑性能，及时排除积水不对沥青路面造成水害又不能冲毁路基，是高速公路路面排水设计的重大课题，多年来我省甚至全国在路面排水是采用散排还是集中排水？沥青路面上面层为保证抗滑又不能渗水，骨料级配是采用开级配（断级配）还是密级配(连续级配)？一直争论不休，而且理念往往极端化和绝对化，常常顾此失彼，导致高速公路留下
12、隐患病害不断，为高速公路的养护带来严重困扰。例如：温厚高速公路17为使路面排水不冲毁路基，采用集中排水；为防路面渗水上面层骨料采用致密的连续级配，虽然路面渗水较少水害造成的坑槽现象不多，但是因路面排水集中到排水口排出，雨季排水不畅，暴雨时路面积水成河，对高速公路行车造成了严重的安全隐患；有些地段因排水口设置不周，雨后积水更是长达数天，迫使高速公路管理单位重新设置了不少排水口和激流槽，既增加了养护负担又破坏路基边坡的整体美观。又如：梨温高速公路路面排水采用的是散排，上面层骨料采用开级配的抗滑表层，路面不积水雨季抗滑性能良好，但是上面层为开级配渗水量较大而路肩是混凝土，使得渗水无法排除，造成水害致
13、使路面坑槽严重，更为严重的是为防路面渗水向中下面层渗透，中面层设计为防水层，油石比偏大、粗骨料偏少，导致热稳性不够，这是造成车辙的主要结构层。2.1.1 因应之道 沥青路面的各路用性能水稳性、抗滑性和热稳性之间，确实是互相矛盾，顾此失彼，加之要顾及路基稳定，路面排水和防渗设计，要做到面面俱到完美无缺确实很难。笔者经过长期思索并多次和有关人员探讨后认为，要解决这个问题，还得运用毛泽东的哲学思想，抓住主要矛盾，因地制宜，设计思路避免绝对化、片面化，要全面的考虑问题。在此笔者提出以下建议：2.1.1.1 路面排水还是采取散排为主 只有及时的排除积水才能保证路面的抗滑性，才能减少路面渗水造成的破坏。但
14、在一些特殊的地段，如桥头引道、填挖交界处和弯道内侧等排水比较集中处还是采用集中排水，并多设排水口和激流槽。2.1.1.2 路面上面层抗滑设计 由于采用了散排设计，路面无积水无须设计成抗滑表层，在满足抗滑指标的情况下，上面层的骨料可考虑使用密级配，这样上面层就具备了抗渗性能，中面层就无须设计成防水层，可更多的考虑热稳性，这样可减少车辙。2.1.1.3 配套设计要全面、周到 因路面排水设计为散排，路堤边坡的植物防护宜采用草皮，并以当地草皮为佳，尽量不要橵种草籽绿化；路肩可设计为土路肩上植草皮绿化；桥面泄水管可设计为直通型以利排水通畅，管口应尽量低于沥青面层以利排除渗水；考虑到桥面脱离了大地，排水和
15、温度的调节能力大大低于有路基的路面。所以其沥青面层的水稳性、热稳性抗滑性以及冬季的抗松散能力应远大于路基段路面。但目前桥面沥青料和一般路面料是一样的，所以桥面沥青面层的病害也远比路基段的路面严重，笔者建议桥面采用水泥混凝土面层。 2.2 误区 2：急功近利不科学的片面性理解和执 行国家的标准和规范我省自梨温高速公路以来，高速公路的建设期基本上都是 2 年，这是高速公路建设史上的奇迹，这也要求参战各方业主、监理和施工单位，更加科学和精密对工程进度、质量和工期进行统筹，近几年来的几条高速公路建设工程质量总的来说能通过交通厅和交通部的验收，但也有相当一部分的单项工程，由于施工组织不合理，不能按规范要
16、求的工艺流程施工，有时还反季节施工，因而质量不能过关，只好采取一些加大投入的急功近利的做法，以致留下后遗症。以下列举一些最终将影响沥青路面质量的此类行为。2.2.1 路基不按规范施工 由于路基填筑不按规范松铺厚度和压实度施工，或因施工组织不力，致使路基成型期在雨季施工，弯沉达不到要求。而工期紧又必须立刻进行下一道工序路面垫层的施工。于是在路基顶部（厚 30cm-0cm）范围内掺入水泥强行硬化板结，以达到弯沉要求，致使土基改性留下危害路面的隐患。2.2.2 路面垫层施工质量得不到保证 路面垫层施工，因级配不佳难以压实板结或因在雨季施工垫层，导致垫层弯沉不达标。同样在垫层料中加入水泥甚至干脆用水稳料代替垫层料压实板结成型。这样的垫层弯沉是过关了，但已变成又一水稳层了，起不到隔断毛细水和路基与基层之间的缓冲层的结构作用了，也给路面留下隐患。2.2.3 沥青混合料的配合比设计 沥青路面面层的水稳性、高温稳定性以及冬季的抗裂抗松散性能，是非常矛盾的关系，如何确保它们均能满足要求，沥青混合料的配合比设计十分重要。很多施工单
