合作市市乡公路管理站 甘肃省甘南藏族自治州 747000
摘要：合作市为甘肃省甘南藏族自治州州府所在地，地处青藏高原边缘地带，作者选取了过境合作市的国道213线、省道306线和县道406线三条主要公路南北20km范围内9个主要测控点的部分沥青混凝土路面进行实地勘察，并进行调查、分析和研究，初步揭示了甘南高原地区沥青混凝土路面的主要病害为裂缝类破坏和坑槽类破坏，其次是冻胀翻浆和松散麻面，分析了病害产生与高原地区海拔、气候、温度、降水之间的相互联系，并分别从沥青质量、气候等外部因素以及设计配合比、拌合摊铺等内部因素方面对沥青混凝土路面病害产生的总体原因进行了阐述，最后通过改进路面设计结构、控制沥青混合料的质量、控制施工质量、加强管理手段与养护对策等四个方面提出了相关的防治措施建议。
关键词：甘南高原；沥青混凝土路面；路面病害；防治措施
1.前言
甘南藏族自治州位于甘肃西南部，州府合作市地处青藏高原的东北端，甘、青、川三省交界处，东连卓尼县，南靠碌曲县，西接夏河县，北临临夏州和政、临夏县。国道213线、省道306线和省道324线贯城而过，是内地通往青海、西藏的交通要道，距省会兰州226公里，是甘南藏族自治州州府所在地，也是全州政治、经济、文化、科技和金融中心。
近些年来，随着西部大开发和藏区建设的不断推进，合作市的公路建设突飞猛进，对促进当地经济发展起到了重要的作用，但是由于车流量日渐增大，公路超载严重，加之合作市地处青藏高原东北边缘，属河源山原草甸区，为寒冷半湿润气候，降水量沿地形情况差异较大，水损坏对沥青混凝土地面产生冻融破坏，产生了裂缝、麻面、松散、拥包、坑槽等一系列病害。作者以合作市为中心，沿国道213线、省道306线和县道406线南北20km范围内，调查研究甘南高原地区部分沥青混凝土路面的破坏状况和损坏程度，初步揭示了高原地区路面破坏的原因，并提出了相关的防治措施建议。
2.路面破坏调查状况
以合作市为中心，沿国道213线、省道306线和省道324线南北20km范围内，分段进行调查，沿线观察路面破损状况，用皮尺丈量破损路段的长度、宽度和深度，沿线主要测控点见下表。
主要测控区间
总体分析表明，裂缝类破坏和坑槽类破坏约占路面破坏形式的58%，是合作市境内沥青混凝土路面破坏的主要形式；其次是松散麻面约占路面破坏形式的32%；车辙和沉陷等所占比例较少，约占路面破坏形式的10%。[1]调查结果还呈现以下规律性：
（1）新建路面的破坏形式以裂缝为主，只伴有少量的坑槽和麻面，总体破坏较轻；
（2）修建时间较长的路面的破坏以松散和坑槽为主；
（3）路基的沉陷破坏主要发生在重车较多、村镇附近或者排水不畅的路段；
（4）路面的搓板拥包一般发生在十字路口、平交路口等路段。
3.高原地区公路沥青路面早期破坏现象及其原因
根据调查情况，合作由于海拔偏高，沥青路面早期破损具有各种类型和形态主要表现为裂缝和坑槽，故主要分析如下：
3.1裂缝
（1）纵向裂缝。纵向裂缝一般发生在路肩或者行车道部位，呈现纵向条带状，路肩处的裂缝还有逐渐扩大的趋势，初步分析造成这种病害的原因是路基含水量较高，在设计及施工时未做处理，在施工高填土后，产生不均匀沉降，从而造成路面纵向开裂。[2]
（2）横向裂缝。横向裂缝一般与路面中线近于垂直，由路面两侧路肩位置逐渐向路中心延伸。造成这种病害的原因之一是由于季节和温度的变化引起的；另外路面基层由于养生不到位、细集料偏多和配合比不符合要求而产生干缩裂缝，反射到沥青面层也会产生横向裂缝。[3]
（3）网裂和龟裂：路面结构设计不合理、压实度不足、配合比不当等都会造成路面产生网裂，龟裂形成的原因主要是路面承载力不足，面层层间粘结太差，结构层不能共同受力，底层拉应力增大，加之大交通量及重载车辆的反复作用，路面产生疲劳开裂。
3.2坑槽
水是高原沥青路面产生坑槽的主要原因之一，其形成过程可归纳如下：
合作市属高寒湿润类型气候，温差变化较大，冷季长暖季短，夏季雨水较为集中，而部分施工企业没有按照设计施工要求，沥青混合料配合比不符合设计要求，导致粗料多细料少，空隙率偏大，较易产生透水现象；其次在沥青路面施工过程中，由于运输原因或操作原因，致使基层混合料出现离析，局部基层强度达不到设计和施工的要求；另外由于基层局部的浮土、浮浆清扫不干净，沥青混凝土层与基层之间局部出现隔离层，形成泥浆包，导致路面的抗剪能力和抗压强度都达不到设计要求。[4]
3.3其他
经过调查发现，经过G213线去往四川和青海方向的重车行驶较多，在公路右幅车道产生车辙。车辙的产生受内因和外因的综合影响，内因包括路面结构层次及材料组成，外因包括设计、施工、交通条件和气象条件等。在S306线和X406线局部地方发现有沉陷产生，它们的共同点是出现在挖方段或者填挖交界处，特点是面积大，涉及的结构层次深，主要原因是土质路堑排水不畅，路基过湿而产生不均匀沉降，引起路面局部下沉。而在冬春交替季节，由于高原地区低温时间长，在冻融时期容易产生产生冻胀翻浆，路面冻涨翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。
4.病害出现总体原因分析
产生病害的原因是多方面的，其中有沥青质量、气候等外部因素，也有设计配合比、拌合摊铺等内部因素的影响。
4.1沥青质量的问题
我市交通基础设施建设相对落后，建设资金有限，因此面层采用的通常是国产沥青，就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多，而且数量十分有限。
4.2超限超载的问题
在路面设计中缺乏交通车辆调查资料，没有考虑到超载的问题，造成设计年限内累计标准轴载出现与事实不相符的情况。使得在设计时弯沉值偏大，基层的拉应力偏小，造成路面整体刚度不足，导致路面提前破坏。另外，重型车辆的超载也加速了路面的破损。
4.3气候温度的影响
合作市地处青藏高原边缘地带，辖区平均海拔2980米，年均气温1.7℃，日温差较大，由于低温时间较长，导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。
4.4 配合比设计存在的问题
沥青混凝土配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及验证阶段和试拌试铺阶段，而在实际施工时有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工。另一方面，由于现状所致，政绩工程工期较短，部分项目低价中标，碎石料场不规范等，导致路面出现一些病害。
4.5 沥青混凝土拌合摊铺
石油沥青拌合出场温度要求在120～165℃，而实际上有些施工单位由于设备和人员素质等原因，在拌合温度控制方面时高时低很不稳定。温度过高可能导致沥青变质，没有黏性使沥青混凝土松散；温度过低，沥青混和料拌合不匀，影响级配，这也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的原因。[5]
5.针对沥青路面病害的防治对策
5.1 合理设计路面结构
根据建设地的实际情况，将沥青路面结构的承载能力主要由半刚性材料基层来承担；还应加强沥青路面防水设计，选用合理的基层和底基层结构。
5.2严格控制沥青混合料的质量
选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高基性能指标。集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。根据当地的气候条件和交通情况做具体分析，采用合适的混合料配合比。[6]
5.3 严格控制施工质量
施工质量控制不严，早期破损必然出现。所以沥青路面施工每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到质量标准。拌合过程中发现“花白料”或“离析”等异常情况应立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标；[7]改善基层材料级配，增加粗骨料；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能用细料进行压实后找平；合理洒布透层油、粘层油；在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁；[8]在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在130℃- 150℃为宜，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2m/min 左右，碾压遍数不能太少，基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺。
5.4 管理手段与养护对策
超重车对沥青路面的损坏极大，应加大路政管理力度，对超重车辆严格予以限制。加强路面养护管理，路面出现破损时，应采取及时有效的养护处理措施。
参考文献
1 王小岗.青藏高原部分沥青混凝土路面病害调查及原因分析.公路，2007
2 顾云发.浅谈高原多雨雪地区公路沥青路面形成早起破损的原因及防治措施.城市建设理论研究，2012
3 毛竹.高速公路沥青路面坑槽破坏原因及修补工艺.江西建材，2011
4 杨敏.工程路面常见病害及防治对策.城市建设理论研究，2015
5 冯燕辉.沥青路面常见病害与预防.黑龙江科技信息，2010
6 宋国庆等.沥青混凝土路面工程病害及防治技术.长三角，2009
7 李午智.沥青混凝土路面早期工程病害及预防.四川建材，2006
8 郭进科.浅析国省干线公路沥青混凝土路面工程施工的技术要点.建筑工程技术与设计，2016
论文作者:刘崇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
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