高速公路瀝青路面病害的成因與處理

張海雷

0 引言

瀝青路面是指用瀝青作結合料鋪筑面層的路面的總稱。瀝青混凝土路面屬于柔性路面結構，路面剛度小，在荷載作用下產生的彎沉變形大，路面本身抗彎拉強度低。瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車平穩、振動小、噪聲低、施工期短、養護方便等優點，其缺點:對溫度敏感性較強，夏季發軟冬季開裂。在低溫和雨季季節，熱拌瀝青混合料路面基本不能施工。種種原因造成瀝青路面病害的種類有:裂縫、坑槽、車轍和推移、泛油、松散等。

1 高速公路瀝青路面病害的成因

1.1 病害總成因

有設計和原材料、瀝青混凝土配合比及混合料、施工質量、外界原因(荷載、氣候水文地質條件)等方面的因素。

1.2 裂縫成因

1)縱向裂縫形成的主要原因有:地基、路基施工和水的滲透破壞等。

2)橫向裂縫形成的主要原因有:材料收縮、瀝青及混凝土的溫縮、差異沉降等引起的橫向裂縫。

3)網裂形成的主要原因有:路面結構設計不合理，路基路面壓實度不足，路面材料配合不當或拌和不均勻等使瀝青與石料粘結性差。路面出現橫向、縱向裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，使基層表面被泡軟，在汽車荷載反復作用下，基層表面被逐步掏空，產生網裂。瀝青老化和汽車嚴重超載，使基層產生疲勞破壞。

1.3 坑槽成因

1)水損害形成坑槽是瀝青路面早期破壞最常見的現象之一。

2)車輛修理把油滲入路面，污染使瀝青混合料松散，經行車碾壓逐步形成坑槽。

3)地基影響。

1.4 車轍和推移成因

1)車轍形成的主要原因有:道路交通、氣象條件、縱坡影響。2)推移形成的主要原因有:超限超載車輛的影響;路面基層強度、表面質量、透層油對面層的影響;瀝青路面施工質量的影響。

1.5 泛油成因

混合料組成設計不當、混合料拌和控制不嚴、粘層油用量不當、施工質量差、水破壞。

1.6 松散成因

1)集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結力使顆粒脫落。2)集料顆粒被粉塵包裹，使瀝青膜粘結在粉塵上，沒有粘結在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落。3)表面離析處缺少大部分細集料，離析面上粗集料之間相接觸，但只有在少數接觸點瀝青膜與集料粘結。4)瀝青混凝土面層如果混合料密實度不夠，集料就易脫落形成局部松散。5)瀝青混合料拌和溫度控制，石油瀝青拌合出廠溫度要求在120℃ ～165℃，有的瀝青混凝土達到180℃，溫度過高可能導致瀝青變質，沒有粘性使混合料松散。6)路面污染。

2 高速公路瀝青路面病害的預防

2.1 裂縫

2.1.1 改進施工方法

路基施工過程中在路基拓寬地段、路橋(涵)銜接處嚴格控制填土厚度及填料均勻性，并保證壓實度要求。瀝青路面進行半幅攤鋪時，采取合理措施處理縱向冷接縫。

2.1.2 試驗預防

利用光彈試驗對高速公路瀝青路面早期裂縫進行預防，面層和基層均無裂縫的情況下，表面降溫30℃在面層中產生溫度應力分布;有裂縫時試驗得到溫度應力分布狀況。

2.1.3 嚴把施工質量

嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規范允許的范圍內。碾壓完成后要及時養生，在養生結束后立即用乳化瀝青做透層或封層，之后盡快鋪筑瀝青面層。

2.1.4 確保瀝青混合料配比合理

采用優質瀝青會減少溫度裂縫。采用較稀(針入度大)瀝青有利于減少溫度裂縫。

2.1.5 加強養護

瀝青面層常因基層施工質量引起反射裂縫。因此，基層施工及時養護，良好的接頭處理及整體強度是有效防治瀝青面層反射裂縫的有效方法之一。

2.1.6 改良設計

半剛性路面設計應選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性強度材料做基層。選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層。在穩定度滿足要求的前提下，優先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。瀝青面層采用密實型瀝青混凝土。

2.1.7 技術改進

1)瀝青路面面層用瀝青—橡膠(粘稠瀝青75%+磨細硫化橡膠粉25%)混合料鋪設一層厚約10 mm的薄層。構成應力吸收薄膜，以提高路面的抗拉強度和減小溫度對路面開裂的影響。2)路面面層與基層之間，采取瀝青—橡膠混合料鋪設一層應力吸收薄膜夾層，也能有效地防止路面的反射開裂。

2.2 坑槽

選用粘附性和抗老化性強的瀝青，混合料合理級配;嚴格控制混合料出廠、攤鋪、碾壓及終了溫度，確保壓實度、厚度和平整度達到規定要求;確保路表排水暢通，對裂縫、小面積松散、沉陷等作用及時維修，避免發展為坑槽。

2.3 車轍、推移

2.3.1 車轍預防

1)材料選擇:a.集料:采用堅硬、粗糙、形狀接近立方體、棱角性好、與瀝青粘附性強的粗、細集料;控制天然砂用量不超過10%;改善集料加工工藝，減少針片狀顆粒含量，控制破碎里氏破碎面比例。b.瀝青:選用粘度較高、針入度較小、軟化點較高和含蠟量較低的瀝青;重載交通路段上面層、中面層、爬坡路段瀝青路面下面層采用外摻劑進行改性。按照縱坡坡度和坡長，提高瀝青的PG等級1級～2級，以提高勁度模量，抵抗車轍。

2)瀝青混合料配合比設計:優化礦料級配;控制瀝青用量;合理調整配合比設計;采用GTM方法、SUPERPAVE方法設計混合料，加大其成型壓力，增加馬歇爾擊實次數，在規定條件下進行車轍試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗、彎曲試驗等，以檢驗瀝青混合料的各項路用性能。

3)瀝青面層結構設計:按照各結構層功能分別設計。上面層具有抗車轍、抗老化、低溫和抗磨耗能力。中間層具有較高模量。下面層具有抗疲勞和抗水損壞能力?；鶎涌刂茖拥讐簯?，具有高柔性、良好的水穩定性和抗疲勞性能。

4)施工過程質量控制:采用合理碾壓工藝提高壓實度，控制殘余空隙率。減少混合料離析，縮小瀝青用量允許誤差的范圍，將允許誤差±0.3%縮小至±0.2%，并做全程監控。調整施工工序，盡量使面層連續攤鋪，減少污染，層間灑布乳化瀝青粘層，做好下封層，減小施工變異性。

5)交通與環境控制:夏季高溫封閉重載交通，做好路面灑水降溫工作。

2.3.2 推移預防

加強路面基層施工質量提高基層平整度。透層油灑布前，認真清掃表面浮土及雜物并且保證透層油灑布均勻和設計用量，提高基層與面層的粘結力。

2.4 泛油預防

提高混合料壓實后的內在穩定性，適度降低瀝青和細集料含量，提高混合料中多角碎石顆粒的含量，施工攤鋪時盡量避免攪拌不勻的現象。配合比設計必須嚴格按照試驗規程進行最佳油石比的選定。

2.5 松散預防

選用合格原材料，嚴格控制細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結力。嚴格控制瀝青混合料均勻性、施工溫度及壓實效果，防止混合料離析。

3 高速公路瀝青路面病害的處理

3.1 裂縫處理

裂縫產生后及時選用適宜、經濟可行的處理方法進行維修控制，以防止路面破壞。常見處理方法有灌油修補法、乳化瀝青稀漿封層、瀝青混合料罩面法。

3.2 坑槽處理

處理應快速修補不中斷交通，根據路面綜合修補使用的設備其修補方法分為兩種:冷補法，熱補法。

3.3 泛油處理

1)路表輕微泛油，表面石子外露，可不作處理或撒3 mm～5 mm粒徑的石屑或粗砂，并碾壓。2)因局部施工質量引起水損壞且出現坑槽，可先撒5 mm～10 mm粒徑的碎石碾壓。待穩定后，再撒3 mm～5 mm粒徑的石屑或粗砂，并碾壓或按坑槽修補方法處治。3)大段泛油嚴重，摩擦系數降低較多，影響行車安全，可先撒10 mm～15 mm粒徑(或更大的)碎石碾壓，待穩定后，再分次撒上5 mm～10 mm粒徑的碎石，并碾壓成型或將含油量過高的軟層銑刨清除后，重作面層，采用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。4)面層與基層粘結不良而脫皮先清除松動部分，噴灑粘層瀝青重新鋪面層;屬于面層本身顆粒重疊，油料分布不均而脫皮將面層翻修;面層與封層粘結不良脫皮的，先清除脫皮松動部分，噴灑粘層瀝青重新封層。

3.4 車轍、推移處理

1)車轍處理:路表有明顯車轍且深度不小于15 mm，采用銑刨中上面層重新鋪筑的方案;車轍深度不小于30 mm采用銑刨面層重新鋪筑方案;車轍不大于15 mm結合其附近路面情況考慮治理方案，如果沒有其他病害，暫不治理或結合以后的罩面設計進行。2)推移處治:瀝青面層磨損、橫向推移應清除不穩定層，用銑刨機拉毛重鋪面層;基層或土基不穩定應進行補強處理后再修復面層;因基層施工質量引起的車轍、推移，在重新攤鋪面層前先處理好軟弱基層。

3.5 松散處理

低溫施工造成的面層松散:先收集好松散料，待氣溫上升時，重作噴油封層，撒布石屑或粗砂，并用輕型壓路機壓實。其他原因引起的松散，如面層龜裂松散、酸性骨料和瀝青老化的松散或由瀝青含量不足的松散，采用“挖補”工藝。

4 結語

鑒于瀝青混凝土路面病害早期化的特點，在優化設計的同時，更為重要的是應該加強施工管理、提高現場施工質量，規范施工，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益。

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