瀝青路面泛油現(xiàn)象的分析及防治論文
【摘 要】本文分析了瀝青路面泛油現(xiàn)象的危害性及傳統(tǒng)和現(xiàn)代定義的不同。綜合國(guó)內(nèi)外研究對(duì)瀝青路面泛油現(xiàn)象，按照原因和機(jī)理的不同分為空隙率過(guò)小型、壓密型、動(dòng)水作用型和施工不當(dāng)型四種，并分別闡述了其判別性特征和原因機(jī)理。結(jié)合新、舊規(guī)范對(duì)比分析，按泛油型式不同提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。
【關(guān)鍵詞】瀝青 路面 泛油 分型 預(yù)防措施
一、瀝青路面泛油的定義和危害
（一）瀝青路面泛油的定義
傳統(tǒng)型定義為：瀝青面層中的自由瀝青受熱膨脹，直至瀝青混凝，空隙無(wú)法容納，溢出路表的現(xiàn)象；新型定義為：路表水侵入面層內(nèi)部并長(zhǎng)期滯留在瀝青層底部，在行車(chē)荷載的反復(fù)作用和動(dòng)壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導(dǎo)致面層上部泛油而底部松散的瀝青遷移現(xiàn)象。
�。ǘr青路面泛油的危害
路面泛油會(huì)造成三種直接后果：一是路面滑溜，對(duì)行車(chē)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，特別是雨天。二是上面層混合料中的瀝青含量愈來(lái)愈高，而中面層及下面層的瀝青含量愈來(lái)愈低，直接損害中、下面層的低溫抗裂性能、抗疲勞性能。三是瀝青遷移造成路面空隙率的不利性改變，上面層空隙率愈來(lái)愈小而中、下層空隙率愈來(lái)愈大，中下面層空隙率的增大往往伴隨著負(fù)壓的產(chǎn)生及空隙的連通，路面的雨水極容易透過(guò)微觀裂紋或面層空隙進(jìn)入基層，甚至擊穿上面層，形成水損害。
二、泛油現(xiàn)象分型及其機(jī)理
�。ㄒ唬┛障堵蔬^(guò)小型
1.現(xiàn)象特征
空隙率過(guò)小型泛油的現(xiàn)象特征是高溫季節(jié)，整條路段地出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，不管是輪跡帶還是非輪跡帶，只不過(guò)程度輕重不同而已。路表如鏡面光滑，雨天車(chē)輛易打滑。鉆心取樣表明，空隙率過(guò)小型泛油的內(nèi)部空隙充滿(mǎn)了瀝青，表面層厚度方向不存在明顯瀝青含量差異。
2.泛油的機(jī)理
該型泛油的機(jī)理是瀝青混合料的設(shè)計(jì)空隙率過(guò)小，油石比偏大，在高溫季節(jié)，瀝青受熱膨脹，在填滿(mǎn)混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此，泛油現(xiàn)象的內(nèi)因是空隙率過(guò)小，而誘發(fā)的直接外因是高溫�？障堵蔬^(guò)小型泛油的原因有二。一是規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不合理導(dǎo)致設(shè)計(jì)空隙率過(guò)小。如我國(guó)剛開(kāi)始推行SMA路面時(shí)，照搬國(guó)外規(guī)范，沒(méi)有考慮環(huán)境條件的差別，將設(shè)計(jì)空隙率的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為2%-4%，而我國(guó)不論北方還是南方，夏季都十分炎熱，因此，路面出現(xiàn)泛油成為必然。二是瀝青混合料配比設(shè)計(jì)不當(dāng)，經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)規(guī)范理解不深，沒(méi)有考慮具體工程的實(shí)際情況而造成。
(二)壓密型
1.現(xiàn)象特征
壓密型泛油的表觀特征是伴隨有明顯的車(chē)轍病害，泛油只發(fā)生在輪跡帶，表面油膜分布較均勻。由于車(chē)轍的存在，車(chē)輛往往被迫變道行駛，而雨天容易形成積水，這些易對(duì)交通安全構(gòu)成威脅。
2.泛油的機(jī)理
壓密型泛油的機(jī)理：瀝青混合料由于壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低或壓實(shí)度不足，路面開(kāi)放交通后在重載車(chē)輛的再次壓密作用下，瀝青混合料內(nèi)的集料不斷嵌擠而空隙率減少，最終瀝青膠漿被擠壓到路表而發(fā)生泛油。在高溫季節(jié)，瀝青受熱體積膨脹，會(huì)進(jìn)一步加劇輪跡帶的泛油現(xiàn)象。壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低的原因通常是剛引進(jìn)國(guó)外新技術(shù)時(shí)，對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)吃不透，加之缺乏經(jīng)驗(yàn)造成；而壓實(shí)度不足是壓實(shí)功不夠造成。
(三)動(dòng)水作用型
1.現(xiàn)象特征
動(dòng)水作用型泛油有兩種表觀形式：一是點(diǎn)狀的油斑，由小到大發(fā)展；二是沿輪跡帶分布的帶狀泛油。點(diǎn)狀油斑的發(fā)展過(guò)程是，首先在某段輪跡帶上出現(xiàn)小塊油斑，直徑1～2cm左右；隨后，輪跡帶上的小塊油斑逐漸增多、增大，油斑的直徑增大到2～5cm不等，繼續(xù)沿輪跡分布；油斑發(fā)展的最后階段，油斑的直徑、面積和爆發(fā)密度進(jìn)一步增大，直至各塊油斑逐漸聯(lián)通成片。帶狀泛油現(xiàn)象是沿輪跡帶分布的。外觀考察和鉆芯抽提試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此類(lèi)泛油的路段瀝青用量正常，不存在過(guò)量瀝青。
2.泛油的機(jī)理
該型泛油的機(jī)理是：路面積水在高速行駛的汽車(chē)輪胎下形成很高的動(dòng)水壓，這種動(dòng)水壓力隨車(chē)速的提高呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。當(dāng)車(chē)速較高時(shí)，所產(chǎn)生的動(dòng)水壓足以擊穿表面層瀝青混凝土，進(jìn)入面層底部；路表水侵入面層內(nèi)部并長(zhǎng)期滯留在瀝青層底部，在行車(chē)荷載的反復(fù)作用和動(dòng)壓水沖刷下，集料表面的瀝青膜剝落成為自由瀝青，并在水的作用下被迫向上部遷移，從而導(dǎo)致面層上部泛油而底部松散。
(四)施工不當(dāng)型
1.現(xiàn)象特征
根據(jù)美國(guó)熱拌瀝青混合料鋪筑手冊(cè)，施工不當(dāng)型泛油一般表現(xiàn)為點(diǎn)狀油斑或片狀油膜，油斑或油膜的分布較隨機(jī)，不具規(guī)律性，油斑的發(fā)生與有無(wú)車(chē)轍無(wú)關(guān)。油斑處鉆心試驗(yàn)表明僅該處的瀝青含量偏高。
2.泛油的機(jī)理
由于原因的復(fù)雜性和現(xiàn)象的多樣性，施工不當(dāng)型泛油無(wú)法歸結(jié)為統(tǒng)一的泛油機(jī)理。常見(jiàn)的施工不當(dāng)型泛油的原因有：
�。�1）骨料離析；
�。�2）混合料中礦料含水量超標(biāo)；
�。�3）石油或柴油污染基層頂面；
（4）施工時(shí)改性瀝青結(jié)合料易聚積在施工機(jī)械上，機(jī)械碾壓過(guò)程中這些聚集的瀝青從機(jī)械掉落下來(lái)，從而導(dǎo)致油斑現(xiàn)象。
三、泛油現(xiàn)象的防治
(一)空隙率過(guò)小型
空隙過(guò)小型泛油是系統(tǒng)性泛油現(xiàn)象，一旦發(fā)生，危害嚴(yán)重，影響范圍大。預(yù)防關(guān)鍵是做好兩方面的工作：一是國(guó)家主管部門(mén)要把好技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)關(guān)；二是國(guó)家應(yīng)盡快實(shí)行行業(yè)準(zhǔn)入制度，無(wú)資格認(rèn)定的不準(zhǔn)從事相關(guān)技術(shù)工作。
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壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低或壓實(shí)度不足，不僅造成車(chē)轍和壓密型泛油，還造成水損害等早期破壞，影響交通安全和路面耐久性。我國(guó)新規(guī)范明確指出：瀝青路面的成敗與否，壓實(shí)是最重要的工序，許多高速公路瀝青路面發(fā)生早期損壞，多與壓實(shí)不足有關(guān)，因此壓實(shí)度的評(píng)定至關(guān)重要。針對(duì)原規(guī)范在壓實(shí)度和壓實(shí)工藝方面的不足，新規(guī)范采取了兩項(xiàng)措施：一是將原來(lái)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)提高了1%；二是對(duì)瀝青路面的壓實(shí)度采取重點(diǎn)對(duì)碾壓工藝進(jìn)行過(guò)程控制，并適度鉆孔抽檢壓實(shí)度的方法。新規(guī)范在壓實(shí)度控制方面是觀念上的重大轉(zhuǎn)變，從原來(lái)的鉆孔試件測(cè)定壓實(shí)度改為以壓實(shí)工藝控制為主、鉆孔檢測(cè)作為抽檢校核的手段，將事后檢查轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程控制，即實(shí)行施工過(guò)程中的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。
�。ㄈ﹦�(dòng)水作用型
由于大空隙率、高速行車(chē)和水的綜合作用是動(dòng)水作用型泛油的主要原因。因此，在混合料設(shè)計(jì)上對(duì)不同空隙率的混合料不應(yīng)使用相同的粘附性標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)瀝青混凝土面層中各層孔隙率的不同，對(duì)瀝青與集料的粘附性要求應(yīng)隨設(shè)計(jì)空隙率的變化而變化�；旌狭系目障堵试酱�，其內(nèi)部遭受水侵蝕的影響越大，瀝青與集料的粘附性要求應(yīng)越高。對(duì)于孔隙率與路面水損害之間的關(guān)系，新規(guī)范認(rèn)為孔隙率過(guò)大會(huì)造成“路面滲水情況嚴(yán)重，并造成嚴(yán)重的水損壞”，如“橋面瀝青昆合料的空隙率過(guò)大，殘余空隙率超過(guò)6%-8%，在汽車(chē)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的動(dòng)水壓力，加速鋪裝層的水損害破壞”。因此，“瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，最重要的指標(biāo)莫過(guò)于空隙率”。新規(guī)范認(rèn)為原規(guī)范的II型瀝青混合料空隙率普遍偏大，不適用于多雨潮濕地區(qū)的路面使用。對(duì)于設(shè)計(jì)孔隙率指標(biāo)，新規(guī)范結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，規(guī)定一個(gè)空隙率范圍，以適應(yīng)于不同的需要，這個(gè)范圍根據(jù)公路等級(jí)、氣候、交通條件不同而有所不同。
�。ㄋ模┦┕げ划�(dāng)型
防范施工不當(dāng)型泛油的關(guān)鍵是觀念轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)抓施工質(zhì)量過(guò)程控制，而不僅是傳統(tǒng)的最終質(zhì)量，在材料和施工工藝兩個(gè)方面嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。
四、結(jié)語(yǔ)
由于泛油現(xiàn)象的多樣性和原因的復(fù)雜性，所以應(yīng)是按不同原因和機(jī)理對(duì)瀝青路面的泛油現(xiàn)象進(jìn)行分類(lèi)，然后提出針對(duì)性的預(yù)防措施從根本上解決問(wèn)題。
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