G30線永山高速公路瀝青路面修補常見問題原因分析及質量控制措施

郭金龍

【摘 要】本文根據G30線永山高速公路路面病害及成因，結合日常養護生產路面修補工作，分析總結了路面修補過程中常見問題的產生原因，提出路面修補過程中的質量控制措施。

【關鍵詞】瀝青路面；修補；質量控制

瀝青混凝土路面龜裂、松散、坑槽、沉陷、車轍等常見病害，會嚴重影響路面的平整度和行車的舒適性。路面一旦出現上述病害，在交通荷載和水的綜合作用下，其損壞程度會很快發展，不僅造成養護費用的大幅增加，并且嚴重危及駕乘人員的安全。本文根據G30線永山高速公路主要路面病害及成因，結合日常養護生產路面修補工作，分析總結了路面修補過程中常見問題的產生原因，提出路面修補過程中的質量控制措施，以期對路面修補質量的提高起到一定的積極作用。

1 G30線永山高速公路常見路面病害及成因分析

我單位管養的G30線永山高速公路起點位于永昌縣境內K2016+700處，終點位于山丹縣境內K2134+700處，路線全長118km。其中K2044+900-K2122+200段一級公路于2000年建成通車，于2004年改建為高速公路；K2016+700-K2044+900、K2122+200-K2134+700段高速公路于2002年建成通車。由于路線長，地域跨度大，受氣候差異、建設期施工質量影響，存在多種路面病害，其主要原因為：一方面，由于一級公路改建高速公路時舊路利用率在75%以上，路面結構層未重新設計施工，只是對原一級公路路面病害進行處治后，在表層鋪筑5cm中粒式瀝青混凝土，由此導致該段高速公路路面基礎差、底子薄，在長期車輛荷載作用下，路面病害較為嚴重。另一方面，受我省高速公路養護管理模式的影響，永山高速公路在2007年前由省運營中心負責管養，主要采取修補坑槽、維持道路正常通行為主的被動性養護，日常養護工作不到位；2007年永山高速公路養護實行管養分離，由我單位全面負責日常養護工作，此時永山高速公路已錯過最佳預防性養護時機，進入了矯正性（修補性）養護階段，造成路面病害較多，道路使用壽命縮短。目前，以修補方式處治的的主要路面病害為龜裂、松散、坑槽、沉陷、車轍等。

1.1 龜裂

永山高速公路自建成通車至今，已運營13年，隨著車流量逐年增長，在車輛荷載長期反復作用下，瀝青結構層底面產生的拉應力超過材料的疲勞強度，底面發生開裂，并逐漸擴展到表面而形成路面裂縫，加之永山高速公路K2044+900-K2122+200段為一級公路拓寬改建的高速公路，由于原路基存在缺陷及拓寬施工局部路段質量不高等原因，也造成路面裂縫較多。

1.2 松散

永山高速公路路面松散病害主要集中在每年5-9月雨季期間，尤其是在雨天轉晴后，路面松散病害發生較多，一是，由于瀝青路面經過車輛荷載長期作用，瀝青自然老化，從而使得瀝青膜與集料之間的粘結力降低，在外部水的作用下使集料從混合料中脫離形成松散。二是，當路面出現麻面時，由于上層石料間有了相互移動的余地，在汽車荷載的作用下也就容易被振動脫落而浮散在路表，這些石料在行車的作用下，搓動被瀝青粘著的石料，促使后者脫落。此外，小麻面中常常積水，又會使石料表面瀝青膜剝離，油石間的粘結力減弱，石料松動脫出，導致路面松散破壞。三是，由于瀝青路面面層混合料局部空隙率較大、施工接縫等薄弱地方有瑕疵或路面受到油污出現路面局部松散破損情況。

1.3 坑槽

瀝青路面出現坑槽，其主要原因為：一是，輕微病害沒有得到及時處理，造成局部發生龜裂、松散，在行車荷載尤其是重載車輛的不斷作用下，自上而下、由小變大逐漸形成坑槽。二是，基層發生破損的路段，由于重載車輛的作用，自由水產生很大的壓力沖刷基層混合料表層細料，形成灰白色漿。在動水壓力和孔隙水壓力的反復作用下，使得基層粒料出現松散，并反射到面層，形成惡性循環，最終會導致坑槽出現，并且絕大多數都在車流量較為集中的行車道上，這種病害多形成在基層，表現在面層，修補起來難度較大。永山高速公路上行線K2121-K2126段路面多處發生唧漿病害，即為以上原因形成的，在2011年、2012年的日常養護中，我單位采取開挖病害部位預埋排水管進行排水和路面實施霧封層進行封閉地表水的處理方法，起到了一定的預防和延緩作用，但從長遠角度看，該方法不能從根本上解決問題，對于因基層損壞形成的路面病害必須對基層進行徹底處理，才能有效改善路面技術狀況。

1.4 沉陷

沉陷病害主要集中在K2044+900-K2122+200一級改高速路段，其主要原因為：一是，由于改建時新舊路基銜接處質量不高、局部路段基層強度不足，在行車荷載和自然因素作用下形成的。二是，高填方路基的不均勻沉降或局部滑移引起的。三是，由于剛性橋臺結構物與柔性路堤連接處在行車荷載的反復作用下，填土自身固結沉降形成的橋頭沉陷，產生和形成的原因很多，包括地基地質條件、填料、施工材料，以及設計、結構、施工方面的諸多因素。

1.5 車轍

瀝青路面車轍是指在路線方向車輛集中通過位置上所生成的連續的縱向變形，即在行車荷載重復作用下，路面累積產生永久的帶狀凹槽。在永山高速公路上，車轍病害較為普遍，其產生的主要原因為：一是，瀝青混合料熱穩定性不足。礦料級配不好，細集料偏多，集料未形成嵌鎖結構，瀝青用量偏高，瀝青針入度偏大或瀝青質量不好；二是，由于雨水滲透侵蝕基層表面的粉料，使其軟化進而形成車轍；三是，瀝青面層、基層施工時未充分壓實，在車輛反復荷載作用下，輪跡處被進一步壓密而出現下沉，這是車轍形成的主要原因；四是，長上坡路段重載車輛行駛速度降低，荷載對路面的作用時間延長，從而形成車轍，永山高速下行線K2084-K2090局部路段車轍深度在25mm以上，主要就是這個原因形成的。

2 影響路面修補質量的原因

瀝青路面修補質量的好壞，不論從社會影響、養護成本考慮都極為重要，作為公路養護人員有必要認真探討研究路面修補中常見問題原因及應采取的相應對策，影響路面修補質量主要有施工工藝和施工條件兩方面的原因。

1）施工工藝方面主要是原材料質量、路面銑刨、清底灑油、混合料攤鋪、混合料碾壓、平整度控制和接縫的處理等環節

（1）原材料質量

由于公路是線性構造物的特性，路面修補一般來講多是長距離、零散施工，每工作日修補面積有限，瀝青混合料生產數量較少，對于原材料和混合料拌合質量的試驗檢測工作一直不到位，缺少科學、嚴謹的檢測數據用以指導施工，而原材料質量及混合料拌合質量又恰恰是保證路面修補質量的重要條件。

（2）路面銑刨

在日常養護過程中，大面積修補均采用大型銑刨機進行路面銑刨，而對于零星修補則采用小型銑刨機進行路面銑刨，在銑刨過程中，小型銑刨機無法對銑刨厚度做到精準控制，容易對路面基層造成破壞，一方面，基層受到擾動，強度降低；另一方面，銑刨厚度過深，會在基層表面形成坑槽，容易積水，在行車荷載作用下，會加快基層和面層的破壞速度，形成路面的再次破損。

（3）清底灑油

路面銑刨后作業面清理不徹底，透層油、粘層油灑布不規范、不均勻也是直接影響修補質量的關鍵因素。

（4）混合料攤鋪

由于日常養護中路面修補面積均較小，瀝青混合料無法使用機械設備進行攤鋪，只能采用人工攤鋪找平的方法，該方法的弊端是：一是，人工攤鋪速度直接影響混合料攤鋪后溫度；二是，人工攤鋪容易造成混合料離析，表面平整度差；三是，松鋪厚度不能準確控制，影響攤鋪質量。

（5）混合料碾壓

受坑槽挖補條件所限，混合料壓實是修補坑槽的難點，尤其是基層與下面層壓實，大型壓實機械根本派不上用場，小型壓實機具很難達到壓實效果，而壓實效果是確保質量的重要內在指標。

（6）平整度控制

坑槽修補后能否達到與四周原路面保持銜接平順，是很難控制的；補的過高，除影響行車外，行車的沖擊力影響會促使新修補區域快速損壞；補的過低，也影響行車，并且下雨積水，容易造成新修補坑槽短期內再次破損。

（7）接縫處理

修補后的坑槽運行一段時間后再次破壞，一般在坑槽的四周接縫處開始損壞，由于坑槽修補時瀝青混合料多是冷接縫處理，新舊面層很難較好的粘結在一起，極易從接縫處滲入路表水造成再損壞。

2）施工條件方面的影響造成瀝青路面前補后壞主要表現在天氣、施工溫度等不利因素

（1）天氣因素

就是存在為保證道路安全以及滿足社會需求，在坑槽內潮濕的情況下修補坑槽，其修補后的成功率可想而知。

（2）施工溫度因素

由于路面修補施工戰線長、工序繁雜、混合料用量少，一噸混合料有時能修補幾公里十幾個坑槽、使用幾個小時，不論采取什么保溫措施，都很難保證施工各環節的溫度，尤其是雨雪等路面養護不利季節，而修補坑槽時施工溫度控制很大程度上是確保修補后不再損壞的重要措施。

3 路面修補質量控制措施

瀝青路面產生龜裂、松散、坑槽、沉陷、車轍等病害不僅嚴重影響路面的表面功能和使用性能，更對行車安全有很大的影響?？偟膩碚f，及時修補路面，能夠恢復瀝青混凝土路面的表面功能，恢復行車的平順性和舒適性，能恢復路面的局部強度和承載能力，彌補路面破損處原有路面的強度和耐水性的不足，改善破損處承受車輛和水等外部荷載的進一步破壞擴展，做到防治結合。

為了獲得更好的路面修補質量，杜絕前補后壞現象，必須遵照嚴格的修補工藝進行施工，雖其工藝過程較繁瑣、修補成本較高，但修補后的壽命卻能夠大大延長，減少重復維修的次數，減輕養護職工勞動強度。

路面修補時應重點做好如下幾點：

（1）加強試驗檢測力度，嚴格控制路面修補所使用的原材料質量、混合料級配、油石比和溫度。瀝青混合料在運輸途中必須做好覆蓋保溫工作，有效減少混合料溫度損失，保證路面修補質量。

（2）路面病害開挖時一定要徹底，必須超過損壞邊緣，放大開挖區域，測定路面損壞部分的范圍與深度，按“圓坑方補、斜坑正補”的原則，劃出路面修補輪廓線，輪廓線必須是與路中心線平行或垂直的正方形或長方形，修補范圍的輪廓線應在病害面積范圍以外10-15cm，使得接縫處理效果更好；沿輪廓線用切割機順線切直開槽，如果發現基層損壞時，要挖深至槽底穩定部分，就是說豎向變形一定要處理到位，不留隱患。

（3）面層銑刨后坑槽的除塵工作尤為重要，槽壁及基層表面必須清掃干凈，要利用大容量吹風機噴出的高強空氣流直接將坑槽內殘留的松散顆粒、雜物等吹出來，形成潔凈的坑槽維修面。基層頂面澆灑透層油，上下面層之間及槽壁噴灑粘層油，要求涂（灑）刷整齊、均勻，不留空白，不過多流淌。

（4）基層補強時，盡量采用機拌混合料，以保證拌和質量，若是路拌混合料，要使用料斗、稱等稱量工具準確選取原材料，控制配合比例，確保拌和料質量。

（5）無可避免的必須用人工進行攤鋪時，必須加快混合料攤鋪速度，確保瀝青混合料攤鋪、碾壓溫度在規范規定范圍內。瀝青混合料松鋪系數一般為1.2-1.5，混合料攤鋪要均勻，不得出現粒料離析現象，保證坑槽周邊材料充足。深度在7cm以上的坑槽必須分層修補，并與原路面相應結構層形成不小于10cm的錯臺。

（6）混合料碾壓時，應采用雙鋼輪振動壓路機與重型膠輪壓路機相結合碾壓的方式進行，遵循“高溫、緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，達到要求的壓實度，并無明顯的輪跡為止。不允許壓路機碾壓中途急停、轉向，以免發生推擠、擁包現象。采取相應的壓實措施，盡可能提高壓實效果，對于小面積修補下面層碾壓應采用滿足壓實要求的小型壓實機具壓實，上面層采用重型膠輪壓路機碾壓成型，對邊緣角隅等不易壓實的薄弱地方，一定要利用振動夯等工具進行補夯壓實。

（7）要控制修補壓實后的坑槽比四周原路面高0.5-1厘米（視坑槽深度、粒料的粗細和壓實工具效果而定），運行一段時間修補處即會與路面持平。這是必須的，否則，修補后的坑槽極易積水并且受到較大的豎向行車沖擊力。

（8）接縫處理盡可能采用階梯狀接縫，即基層處理后，修補面層時向外圍擴展進行二次清邊，錯開豎向接縫，保證新舊路面的整體性，一定程度上還有防止水侵入的效能。另外，在修補完成后，在修補面積四周接縫處均采用路面灌封膠進行灌縫，阻止地面水沿接縫進入路面造成破壞。

（9）盡可能避開雨季或雨后立即修補坑槽，坑槽內潮濕時確需修補的，一定要利用噴燈、加熱罩等加熱工具對坑槽范圍進行加熱，確保修補后新舊面層有最佳粘接效果。

只要我們在路面修補時按照規范、規程作業，同時對以上幾點進行重點控制，相信瀝青路面修補質量會得到進一步提高，公路養護會帶來更好的經濟效益和社會效益。

[責任編輯：王楠]