淺談高等級公路瀝青路面常見病害分析及養(yǎng)護措施

姜 偉，徐 萌

（吉林省高速公路管理局養(yǎng)護管理技術(shù)中心，吉林長春 130021）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟日益發(fā)展和建設(shè)速度的加快，高等級公路建設(shè)也取得了舉世矚目的發(fā)展，公路交通量顯著增高，交通渠化以及重載和超載現(xiàn)象日益突出，同時人們對瀝青路面的舒適性、安全性和耐久性有了更高的期望，因此對瀝青路面也提出了更加嚴格的要求。所以瀝青路面經(jīng)常會出現(xiàn)開裂、泛油、松散、坑槽等常見病害，這些病害的出現(xiàn)嚴重影響了行車速度、行車安全，縮短了瀝青路面使用壽命，影響了道路投資效益。某高速公路于1997年9月建成通車，然而由于該路段客流量大，車輛超載嚴重，致使路面不同程度地出現(xiàn)了車轍、龜裂、唧漿等病害現(xiàn)象，從而加速了道路的破壞。結(jié)合工程實踐經(jīng)驗簡單介紹這幾種病害及其成因。

1 瀝青路面病害成因

1.1 路面設(shè)計問題

某高速公路路面結(jié)構(gòu)采用 35 cm 二灰碎石基層，15 cm 瀝青混凝土面層。由于二灰碎石為半剛性結(jié)構(gòu)，強度較高，且形成板體，其彈性模量遠比瀝青混凝土為高，在相同外部荷載作用下的變形能力較瀝青混凝土小的多。而瀝青混凝土為柔性結(jié)構(gòu)，其變形能力強，亦即其板體效應(yīng)差。在實際的行車過程中，當行車荷載作用于其上時，直接接觸部分的瀝青混凝土承受絕大多數(shù)荷載并將荷載傳遞到基層上，而由于基層強度 高，變形能力差，板體性強，因而該部分瀝青混凝土在所承受的基層反作用力下，其內(nèi)部原有結(jié)構(gòu)層被破壞，失去應(yīng)有的強度和變形能力，形成車轍。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，其中有多方面的原因，可能是瀝青面層結(jié)構(gòu)選用不當、混合料類型不合理。還可能是油路補強段的路面厚度考慮不足，再或許就是巖石路段石質(zhì)類型確定有誤，及路面厚度沒有達到標準等等。瀝青面層結(jié)構(gòu)具體標準就是要滿足多數(shù)車型的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求。應(yīng)該選用粒徑相對較小，空隙也小的級配混合料，采用細粒徑瀝青混凝土，提高瀝青路面面層的防滲性。

1.2 路面結(jié)構(gòu)問題

此問題具體說就是路面面層問題，在面層結(jié)構(gòu)中，表面層承受的荷載、溫度應(yīng)力最大，又直接暴露在空氣中。近些年來，高速公路建設(shè)的技術(shù)人員對混合料設(shè)計與施工十分重視，在選擇抗車轍、抗裂、抗磨耗、穩(wěn)定、耐久、密水、粗糙抗滑的性能和結(jié)構(gòu)上，都花費了很大的精力；但由于對中下面層的重視程度不高，一些通車路段出現(xiàn)的病害，主要原因是中面層的抗車轍和下面層的抗疲勞性不好

1.3 路面排水設(shè)計

有的項目在設(shè)計時排水設(shè)計有欠考慮，致使從路面滲透的水無法排出。在路塹挖方路段下未設(shè)透水層，致使山坡裂隙水滲透到基層，從而造成路面破壞。，縮短了瀝青路面使用壽命，影響了道路投資效益。

2 高速公路瀝青路面常見病害

瀝青混凝土路面病害共分 11 個大項 21 個小項,高速公路瀝青路面常見的病害有功能性破壞、局部沉降、路面推移、泛油、沉陷、坑槽、車轍、裂縫、水損壞等。

（1）功能性破壞

此類病害主要表現(xiàn)為在通車后的不平整路面現(xiàn)象，同時其在設(shè)計時的預(yù)期功能目標也無法實現(xiàn)，造成這種病害的原因是不及時的初期養(yǎng)護造成的。

（2）局部沉降

這種病害主要表現(xiàn)是因為的路基沉降后不均勻而導(dǎo)致的路面局部沉陷，是因為沒有嚴格控制施工質(zhì)量才造成這種病害，再加上同沒有妥善處理施工中出現(xiàn)的問題。

（3）路面推移

病害主要表現(xiàn)為在公路的縱方向，會出現(xiàn)瀝青混合料的位移現(xiàn)象，通常出現(xiàn)于公路通車后或施工期間。

（4）泛油

此病害主要表現(xiàn)是在對材料進行運輸及施工時，局部公路的部位會出現(xiàn)瀝青混合料粘結(jié)，造成病害的原因包括粉膠比、攤鋪不均勻、級配以及油石比沒達到標準

（5）沉陷

沉陷指路基壓實度不夠或者是地基土質(zhì)不良,在地下水的浸入、路基不穩(wěn)定因素，再就是行車荷載等作用下產(chǎn)生的不均勻的豎向變形而導(dǎo)致路面局部下沉的現(xiàn)象。沒有嚴格控制施工質(zhì)量，同時沒有妥善處理施工中出現(xiàn)的問題從而造成了沉陷的病害。沉陷給高速公路帶來的危害很大,嚴重影響交通安全,在實際養(yǎng)護工作中必須及時處置。

（6）坑槽

杭槽是指在行車荷載等外力作用下，讓得局部路面骨料脫落而產(chǎn)生的深度在小于等于 2.5 cm,不大于 (約 0.3 m× 0.3 m)的坑洼。

（7）車轍

車轍是輪跡處深度大于 10 mm 的縱向帶狀凹槽(轍槽)在大型車輛的反復(fù)碾壓下產(chǎn)生永久變形和塑性流動而逐漸形成。造成這種病害的原因是大噸位、集裝車、超重車等車輛反復(fù)在公路上行駛碾壓，從而出現(xiàn)永久性的塑性流動、變形而導(dǎo)致的。

（8）裂縫

裂縫是最常見的病害之一,按其形狀又基本分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和反射裂縫四種。主要表現(xiàn)為路面橫向或縱向的開裂，半剛性基礎(chǔ)材料、瀝青面層的抗裂性能。決定性因素是公路所在地的溫度變化。通常高速公路裂縫以橫向裂縫比較常見。

（9）水損壞

在歲月的侵蝕下，尤其是在長期下雨后，高速路面的顏色會愈發(fā)的變黑，會出現(xiàn)輪跡處路面向兩邊推擠而隆起的現(xiàn)象，繼續(xù)輪跡處沉陷，再發(fā)展，接下來靠近輪跡的隆起就會部分破損，很快就出現(xiàn)面層松散、剝落、坑槽等現(xiàn)象。典型水損害現(xiàn)象就是松散的集料表面光溜溜的，接著瀝青膜已剝落殆盡。

3 路面病害病理的養(yǎng)護對策

3.1 裂縫的養(yǎng)護

嚴酷的天氣下全部或大部分可愈合的輕微裂縫，可不加處理。但是對于其他的情況：例如對于縫寬達達到 3 mm 時，用刷可將縫隙掃干凈，再用壓縮空氣吹凈塵土后，采用同步碎石或超薄磨耗層封縫。由于土基、基層強度不足或路基翻漿等引起的嚴重龜裂，應(yīng)先處治好基層后再重新作面層。

3.2 坑槽的養(yǎng)護

（1）修復(fù)坑槽，就是利用切割設(shè)備按幾何形狀對修補范圍進行切割清除作業(yè)。

（2）對基層進行檢查，如果基層完好，則將其進行清理，并且灑刷粘結(jié)瀝青于坑內(nèi)與坑邊側(cè)，而后填筑、整平瀝青混合料，最后借助碾壓設(shè)備將其壓密，保證新舊混合料的緊密度后，方可開放交通使用。如果因基層局部強度不足等使基層破壞而形成坑槽，宜先處治基層，再修復(fù)面層。

3.3 車轍的養(yǎng)護

銑刨有車轍路段。銑刨后應(yīng)切縫清理路床，以保證接口平順。因車輛行駛推移而產(chǎn)生的車轍，應(yīng)將出現(xiàn)車轍的面層切削或銑刨清除，然后重鋪瀝青面層。在一級公路上可以采用 (SMA)或（SBS）改性瀝青混合料、或聚乙烯改性瀝青混合料等來修補車轍。因面層與基層間有不穩(wěn)定的夾層而形成的車轍，需將面層挖除，清除夾層后，重作面層。因為基層強度不足、水穩(wěn)性能不好，使基層局部下沉而造成的車轍，要先處理基層。

3.4 泛油的養(yǎng)護

只有輕微泛油的路段，可撒上在大于 3 mm、小于 5 mm 粒徑的石屑或者粗砂，并用壓路機或控制行車碾壓后方可修復(fù)。

若在泛油較重的路段，可撒上大于 3 mm、小于 5 mm 粒徑的石屑用壓路機碾壓。待穩(wěn)定后，再撒 3～5 mm 粒徑的粗砂，并用壓路機或控制行車碾壓，即可修復(fù)。

泛油的修復(fù)與養(yǎng)護應(yīng)注意以下事項:處治時間應(yīng)選擇在泛油路段已出現(xiàn)全面泛油的高溫季節(jié)；做到少撒、薄撒、零勻撒、零堆積、去、零空白；禁止使用含有粉粒的細料；要采用壓路機或引導(dǎo)行車碾壓，使所撒石料均勻壓入路面；如采用行車碾壓，應(yīng)及時將飛散的粒料掃回，待泛油穩(wěn)定后，將多余浮動的石料清掃并回收。

3.5 裂縫的修復(fù)

利用改性瀝青、乳化瀝青或熱瀝青對細小裂縫進行灌縫處理，將撒上風積砂或水洗砂于其表面，清理表面并清掃均勻。要注意的是在灌縫之前，縫邊 、縫內(nèi)的雜物務(wù)必清理干凈，與此同時還要保證裂縫內(nèi)的干燥性。

3.6 路面沉陷的修復(fù)

將切割機把沉陷斷面的水穩(wěn)層與瀝青面層進行切開作業(yè)，而后根據(jù)沉陷修復(fù)養(yǎng)護工藝流程對其進行處理沉陷深度不大于 2.5 cm 時，精銑刨 1 cm，攤鋪橡膠瀝青同步碎石封層或超薄磨耗層填補，在界面上覆蓋灑粘層油布，在不大于 6 cm 的分層填筑并壓實，在修復(fù)完成后，待修復(fù)區(qū)域冷卻到 50℃以下后，即可將交通恢復(fù)

4 瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護

4.1 加強日常養(yǎng)護

日常養(yǎng)護很重要，要做好小修保養(yǎng)。做到經(jīng)常巡路檢查，及時排除有損路面的各種因素，如果發(fā)現(xiàn)路面出現(xiàn)初期病害應(yīng)該及早處理，不留隱患。在春季要做好瀝青路面收縮裂縫的灌、封修理；秋季做好冬季病害的預(yù)防性保養(yǎng)修理，例如裂縫灌封修理、凍脹松脆的防治。盛夏是瀝青路面養(yǎng)護施工的最佳季節(jié)，應(yīng)及時處治泛油、銑刨鏟除擁包、坑槽，及時恢復(fù)路面的使用質(zhì)量。

4.2 微表處的養(yǎng)護

目前微表處是認為對高速公路進行預(yù)防性養(yǎng)護最佳選擇，能快速修復(fù)路面輕度車轍以及多種路面病害，是提高路面防滑能力的最有效、最經(jīng)濟的手段之一。其必須使用專用的攤鋪機進行攤鋪。進行施工前，必須把路面清理干凈。若不慎使用水沖洗了路面，則要待所有的路面裂縫完全干燥后，才能進行微表處施工。單層的微表處適用于舊路面車轍深度小于等于 15 mm 的情況，超過的必須要分兩層攤鋪。

5 注意事項

（1）在早期修建的高速公路的路面破壞，路面整體強度不能滿足使用要求，結(jié)構(gòu)破壞比較嚴重。就是其半剛性基層設(shè)計厚度過薄，從而產(chǎn)生彎拉破壞，使路表彎沉值嚴重下降。這樣的結(jié)構(gòu)，全線基層均須補強

（2）從出現(xiàn)的路面病害看，大多數(shù)較為嚴重的病害多為水引起，所以，在進行路面設(shè)計時，必須高度重視路面排水設(shè)計。特別是路塹開山段和中央分隔帶的排水問題

（3）造成水損害的一個主要原因是瀝青與集料的黏附性和抗剝落性能。如果黏附性不好的集料(如花崗巖)要摻如 1%～1.5%的生石灰，增加和瀝青的粘附性。

（4）在瀝青路面的表面層建議設(shè)計 SMA 的結(jié)構(gòu)，以增加路面的使用壽命，提高高速公路的使用效率。在最近幾年我果的高速路建設(shè)上面層都采用的這種結(jié)構(gòu)，都已去得了很好效果。

（5）提高設(shè)計質(zhì)量。采用新的理念進行設(shè)計 ，在根本上提高路面強度，抓住重點，要解決好材料、設(shè)計方法、面層結(jié)構(gòu)與級配設(shè)計。做好養(yǎng)護管理瀝青路面病害的出現(xiàn)，解決好瀝青路面常見病害的破壞，延長路面的使用周期，提高投資效益，必須要抓好養(yǎng)護管理工作。

6 結(jié)語

應(yīng)加強施工的各個環(huán)節(jié)控制，以保證高速公路整體質(zhì)量。因造成瀝青路面常見病害的因素比較多，在設(shè)計階段缺乏綜合考慮、施工單位未采取切實可行的施工措施、相關(guān)施工質(zhì)量監(jiān)督與管理不到位等因素。只有從各個方面對其進行研究，并制定出切實有效的施工質(zhì)量控制措施，同時結(jié)合富有針對性的養(yǎng)護方法，最后貫徹落實。

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