浅析城市沥青路面寿命的影响因素及防治措施

【摘 要】本文分析了影响城市道路沥青路面使用寿命的各种因素，提出了延长城市道路沥青路面使用寿命的具体措施。

【关键词】城市沥青路面；寿命；工程质量；措施

Analysis of the impact of urban life of asphalt pavement factors and preventive measures

Lian Xiao-bo

(Chongqing Howard Construction Co., Ltd Chongqing 400060)

【Abstract】This paper analyzes the impact of urban road asphalt pavement life of the various factors proposed to extend the life of urban road asphalt concrete measures.

【Key words】Urban asphalt pavement;Life;Project quality;Measures

1. 概述

由于沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点，我国近年来建设的城市道路大多采用半刚性基层沥青路面。但是，随着城市人口和各种客运车辆的日益增长，城市道路所承受的交通压力不断加大，许多新修的沥青路面使用时间不长就出现了各种病害。这一方面是由沥青路面抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差，另一方面则与城市道路的特点、施工质量、组织管理等有密切的关系。因此，深入分析影响城市道路沥青路面质量的各种因素，寻求提高城市道路沥青路面质量的各种对策，对延长城市道路沥青路面的使用寿命、降低城市道路建设成本、方便城市居民的出行等都具有重要的意义。

2. 影响城市道路沥青路面使用寿命的因素

城市道路的特点决定了城市道路沥青路面的使用寿命受多种因素的影响，这些因素既有构造因素、施工因素，又有材料因素。具体说来，包括如下几个方面：

2.1 路基。

城市道路的路基与公路的路基有很大区别。公路的路基给排水、通讯等地下设施很少，因此有利于大型机械设备的施工，施工质量有保证。而城市道路路下给水排水管线和构筑物纵横交错，给施工造成了很大困难，路基质量也受到影响。同时各种窖井往往造成地表水下渗，引起路基塌陷，造成路面损坏。

2.2 路面。

由于各种地下设施都必须在路面上留有出口，因此城市道路的路面上到处都是竖井的井盖，严重影响了城市道路路面的平整度，在交通量日益增大的情况下，路面破坏的机率大大提高。同时城市道路路面的排水远不如公路的排水顺畅，很容易造成雨水下渗，引发路面的水侵害，影响路面的使用寿命。

2.3 路面交通。

为不影响市民出行，城市道路路面施工往往不中断交通，边通行边施工。为给行人提供方便，还往往在夜间施工。这在方便人们出行的同时，却给路面的施工质量留下了许多隐患。

2.4 施工。

不论是在路基中，还是在路面上，城市道路的施工都要受到许多地下设施的影响，机械化施工程度相对较低，人工操作的比重较大，其施工质量难以与高度机械化施工的公路相比。同时，施工过程中施工单位不按要求施工，如路基施工临时排水系统不畅通，遇雨后大量的积水渗入下层路基，严重影响路基质量；在沟槽回填时，沟内积水未排除，或沟底淤泥未清除干净而直接带泥水回填土，结果造成回填土含水量饱和，不能夯实，待饱和水下渗后，将造成填土下陷，危及路基安全；有时在填土中带有大石块、大砖块、大混凝土块、大硬土块等，妨碍土颗粒间相互挤紧，达不到整体密实效果，日后发生沉陷。这些现象都会对路基的稳定性造成影响，直到影响面层。

2.5 管理。

在城市道路的施工中，有许多项目属于“献礼工程”，为了在规定的时间内完成任务，不按规范要求进行施工，加上相关部门管理监督不到位，施工质量难以保证。

3. 延长城市道路沥青路面使用寿命的措施

如上所述，影响城市道路沥青路面使用寿命的因素是多方面的。因此，要延长城市道路沥青路面使用寿命，必须相应地从多个方面采取措施。从路面材料的选用、路面结构的设计，到路基路面的施工等各个环节，都采取必要的措施，消除每个环节存在的隐患，从总体上提高路面质量，延长路面使用寿命。

3.1 保证集料质量。

在沥青混合料中，集料重量一般占总重量的92%～96%，其体积一般占总体积的75%～85%。保证各种材料的质量对延长沥青路面的寿命具有重要的意义。在城市道路的沥青路面中，集料必须具有如下特性：

3.1.1 坚韧性。在沥青混合料的生产、拌和、摊铺、压实等过程中，集料必须具有一定的抗压碎、抗磨耗强度，能够长期抵抗行车荷载的磨损作用，始终保持路面粗糙而不光滑。 3.1.3 颗粒形状。颗粒形状会直接影响到混合料的施工和易性和压实的难易程度，同样会影响混合料的强度。不规则的、多棱角的颗粒，如轧碎石料，压实后具有较好的嵌锁和抗变形能力。

3.1.4 表面构造。具有粗糙表面的集料比具有光滑表面的集料同沥青能够更好地粘结，从而提高颗粒间的抗滑能力，使混合料具有较高强度。

3.1.5 矿粉。路面混合料集料中必须含有足够的矿粉以提高混合料的稳定性和抗离析能力。但是，矿粉含量过高会使混合料中沥青膜的厚度变薄，矿粉结团，影响施工和易性。

3.2 做好沥青混合料级配设计。

混合料设计的目的是充分利用现有材料达到一个满意的结果。一个完善的设计，即要考虑各种因素，又要考虑到经济。级配类型的选择很重要，如AC、AK结构都具有很强的优缺点：AC结构具有良好的密实性，但表面较细，抗滑指标难以保证，而且矿料组成中往往是粗骨料悬浮于细集料之中，在行车荷载作用下，容易出现车辙现象；AK结构具有很好的骨架，抗车辙能力强，粗糙的表面满足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水严重，容易出现水损破坏。实践证明当沥青混凝土空隙率在8%～13%时，沥青混合料容易产生水损坏。

在进行级配设计时，应注意如下几点： 3.2.2 耐久性。耐久性是指沥青路面在大气和交通荷载作用下抗离散的能力。大气的作用会引起沥青的氧化和挥发，水的冻融作用会引起集料的变化。一般说来，较高的沥青含量、集料密级配及密实不透水的混合料可以提高沥青路面的稳定性。较厚的沥青膜抗老化能力相应增强。通过提高混合料的密实度、减少空隙率来提高沥青路面的耐久性。混合料中使用坚韧的集料可提高稳定性、加强路面在行车荷载中国www.Lwlm.com作用下的抗磨耗性能。坚固的集料能提高抗冻融能力和稳定性。良好的压实不仅可以推迟裂缝的扩展，而且可以减轻沥青在路面使用期限内的硬化。

3.2.3 抗疲劳性。抗疲劳性是指在车轮荷载作用下承受重复弯曲变形的能力。按一般规律，沥青膜越厚，抗疲劳能力越强。实验表明，密级配混合料比开级配混合料抗疲劳性能好。混合料中集料棱角越多、表面越粗糙，抗疲劳性能越好。

3.2.4 抗渗性。抗渗性是指抵抗水或空气进入或透过沥青路面的能力。空隙率越低，路面抗渗性就越好，抗渗性越好，沥青路面的使用寿命就越长。

3.2.5 施工和易性。施工和易性是指混合料摊铺和压实等的难易程度。集料棱角越多、表面越粗糙，其施工和易性就越差，但如果克服了这方面的困难，其路面质量就会很好。

3.2.6 集料级配。一般来说，密级配的沥青混合料具有较好的稳定性，抗车辙、抗疲劳裂缝、抗渗透等性能均较好。

3.2.7 沥青膜厚度。沥青膜越厚，路面寿命越长。沥青用量不是随意确定的，要经过试验才能决定。最佳沥青用量是基于集料的比表面积、对沥青的吸附能力及空隙比等参数决定的。一般情况下，较细的集料级配需要较多的沥青，而较粗的集料级配需要的沥青较少。具有较高最佳沥青含量但其沥青膜厚度较薄的沥青路面混合料，其抗老化能力将不如较低沥青含量而沥青膜较厚的沥青混合料。对任何一种密级配的沥青混合料来说，其颗粒周围的沥青膜厚度应控制在8.0～8.5。

3.2.8 抗压密性。一般，具有较高稳定性和刚性的密级配沥青混合料难以压实，越是难压实到最佳密实度的沥青混合料，越容易产生变形，如车辙等。

3.3 选用合理的路面结构。

近些年来，我国高等级公路路面结构以半刚性路面结构为主。半刚性基层强度大，具有较好的水稳性和抗冻性，而且可供稳定的材料种类多，选择面广泛，在路面的使用过程中弹性变形较小，承载能力高，使用年限长，被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基层。在城市道路沥青路面的建设中，也可以借鉴这种形式。

但是，半刚性基层也有它的缺点：抗变形能力低，在温度或湿度交替变化时容易发生收缩开裂，在沥青路面以及当水泥混凝土面板较薄时，这些裂缝会反射到面层上来，形成反射裂缝。所以，使用半刚性基层时应加强质量控制，如基层材料选择、配合比设计、混合料的级配控制、含水量和水泥剂量是否准确、加强初期养护等，以大幅度减少半刚性路面的反射裂缝或对应裂缝。

3.4 保证沥青路面的施工质量。

3.4.1 路基施工。

要严格路下构筑物、管线施工质量控制，预防路面塌陷。做到给水排水管材料符合要求，连接工艺达标。排水以顶管法为主，严控超挖，连接胀圈密实。窖井基础密实，砌筑保证质量，内抹灰达到防渗要求，井坑回填，分层夯实，在现场及时取样、试验，使其密实度真正达到规范要求。注意井盖和路面的高度和坡度。确保护圈砼标号。严格路下各类名控管线的回填质量。

严格按规范要求选好填料，控制松铺厚度和粒径，控制压实含水量与最佳含水量之差在规定的范围内，并严格按规范要求进行基底压实。

回填施工时，要取出土中的大砖块、大石块、大混凝土块，对于大10cm的硬土块打碎或取出。在沟槽回填中，要排除积水，清除淤泥疏干槽底，再进行分层回填夯实；如排除积水有困难时，要将淤泥清除干净，再分层回填砂或砂砾，在最佳含水量下进行夯实。

要按规范要求分段、水平、分层回填，段落的端头每层倒退台阶长度不小于1m，在接填下一段时碾轮要与上一段碾压过的端头重迭。槽边弯曲不齐的，应将槽边切齐，使碾轮靠边碾压；对于检查井周围或其他构筑物附近的边角部位，应用动力夯或人力夯夯实。

路床碾压边线应超出路面结构宽度(包括边石基础宽度)每侧不得小于10cm。如果土层干燥，应实行洒水翻拌的方法直至路床土层(0～30cm)全部达到最佳含水量时再进行碾压。雨季施工土路床，要采取雨季施工措施。挖方地段，当日挖至路槽高程，应当日碾压成活，同时还要挖好排水沟；填方路段，应随摊铺随碾压，当日成活。遇雨浸湿的土，要经晾晒或换土。

对于雨水支管肥槽，检查井周围肥槽，采用水泥稳定砂砾或低标号混凝土处理，防止路面下沉开裂。

3.4.2 路面施工。

路面面层施工首先要严格按规范要求选好材料及材料的级配。掌握好沥青混合料摊铺厚度，严格按碾压操作规程作业。保证沥青混凝土质量充分地密实，做好施工缝、缩缝、胀缝的处治，防止路表水渗入路基。对于边角及有障碍物碾子压不到的部位，要使用热墩锤、热烙铁或平板震动夯夯实。

3.4.3 路面平整度控制。

在城市道路沥青路面的施工过程中，由于很多先进的设备和施工方法难以采用，人工摊铺或人工配合机械施工非常普遍，给沥青路面施工的平整度控制增加了难度。为此可以采取如下措施： （2）厚度控制。人工配合机械施工时，易造成两者之间的高差，影响平整度。所以，在人工摊铺部分应考虑两者之间的差值，稍高于机械摊铺部分，以保证碾压后厚度一致，平整度满足要求。

（3）横缝施工控制。沥青路面施工过程中，必然存在多条纵横向接缝。纵缝的搭接应尽量采用热接缝，不能采用热接缝时，在摊铺另半幅之前，需将纵缝边缘切齐并清扫干净，涂上少量粘层沥青。摊铺时，与已摊铺好的半幅重叠5～10cm，并将摊铺好的半幅上的混合料铲除。碾压时，压路机应先在已压实的路面上行走，碾压新铺层约10～15cm，然后压实新铺层，并伸过已压实路面的10～15cm。横缝设置应采用垂直的平接缝，摊铺结束时，摊铺机在接近端部前1m将熨平板慢慢抬起驶离现场，人工将端部混合料铲齐，然后再碾压，并用3m直尺检查平整度，趁混合料尚未冷透时垂直刨除端部厚度不足部分，使下次施工时成垂直连接。从接缝处继续摊铺时，应用3m直尺检查平整度，并调整以预留高度，碾压时先用双轮压路机进行横向碾压。

（4）与管线井相接处施工控制。摊铺沥青混合料前，先用砖将井座部分砌实，路面摊铺、碾压一次到位，以保证路面平整和碾压密实。路面施工完成后，凿除砖砌体。对于必须先施工井后铺油的部位，沥青面层应采用小型振动打夯机层层夯实，表面层施工时，铺后用3m直尺检查平整度，然后进行碾压，压路机应注意碾压到位。该种方法能有效消除井与路面的高差。

（5）伸缩缝位置施工控制。先用砂袋(麻袋灌砂约1/3)将伸缩缝铺平，保证沥青面层摊铺时一次成型，最后切开沥青混合料施工伸缩缝。

（6）交叉口施工控制。能采用摊铺机施工的部分，应尽量采用摊铺机。不能采用摊铺机作业的部分，再采用人工摊铺施工。

3.5 及时做好维修养护工作。

沥青路面发生病害后，应及时进行维修，防止病害的进一步扩展。

3.5.1 路面非沉陷型早期裂缝。

对于碾压中出现的横向微裂缝，可在终碾前，用轮胎碾压进行复压，往往可以消除。

对于基层开裂反射上来的裂缝，缝宽在6mm以内的，可用热沥青灌缝。缝宽大于6mm的，将裂缝内杂质处理干净，用沥青砂或细粒式沥青混凝土进行填充、捣实，并用烙铁封口，撒砂，扫匀。

对于发裂、轻微龟裂，可采用刷油法处理，或进行小面积的喷油封面，防止渗水使裂缝扩大。

3.5.2 路面沉陷性、疲劳性裂缝。

轻微龟裂，可采用刷油法处理，或进行小面积的喷油封面，防止渗水使裂缝扩大。龟裂采用挖补方法，连同基层一同处治。由于土基、基层破坏所引起的裂缝，先消除土基或基层的不足之处，然后再修复面层。

3.5.3 路面松散掉渣。

因气温低施工的沥青混合料面层有松散，但不扩大的情况时，可在气温上升后，将松散脱落部分重新摊铺压实；如细矿料有散失，则应采用喷油封面处治；气温较低季节需治理时，可用乳化沥青封面。

松散程度较重，主集料或面层的下层仍属于稳定时，可采用封面法将松散部分封住。 3.5.4 路面泛油、光面。

用适当粒径的矿料进行罩面，提高路面粗糙度。

根据泛油程度不同，在高温季节撒铺不同规格和数量的矿料。撒粒时应掌握先粗后细、少撒、勤撒的原则。然后用重碾强行将矿粒压入光面。

4. 结束语

延长城市道路沥青路面的使用寿命是一项复杂的系统工程，必须从材料选择、结构设计、施工组织、质量控制等各个环节严格把关，从总体上提高路面质量。只有如此，才能保证城市道路沥青路面的使用寿命，保证城市道路良好的服务能力，为人们的出行提供最大方便。