高等級(jí)瀝青路面早期病害的形成和處置

李 東 濱

(山西省朔州高速公路有限責(zé)任公司，山西 朔州 036000)

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高等級(jí)瀝青路面早期病害的形成和處置

李 東 濱

(山西省朔州高速公路有限責(zé)任公司，山西 朔州 036000)

介紹了瀝青混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)，基于高等級(jí)瀝青路面早期病害的主要表現(xiàn)形式，探討了車(chē)轍、面層松散、裂縫等病害的產(chǎn)生原因和處理方法，從而確保瀝青路面的行車(chē)安全性。

道路，瀝青路面，車(chē)轍，路面裂縫

0 引言

在道路交通工程領(lǐng)域，我國(guó)通常將二級(jí)以上(包括二級(jí))道路稱(chēng)為高等級(jí)道路。目前，我國(guó)的高等級(jí)道路占道路通車(chē)總里程的30%左右，卻承擔(dān)著全國(guó)道路客貨運(yùn)輸總量的70%以上。簡(jiǎn)言之，無(wú)論從道路的日常管理和養(yǎng)護(hù)，還是其創(chuàng)造的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，高等級(jí)道路都是道路管理和政府主管部門(mén)工作的重點(diǎn)之一。

1 瀝青混凝土路面是國(guó)內(nèi)外高等級(jí)道路路面的主要結(jié)構(gòu)形式

縱觀國(guó)內(nèi)外道路交通現(xiàn)狀，雖然作為道路主要承重層的基層結(jié)構(gòu)形式存在較大的差異(如水泥穩(wěn)定層、鋼筋水泥混凝土等，近年來(lái)有些道路還選擇高碾壓混凝土，即RCC作為路面的基層)，但水泥混凝土和瀝青混凝土材料一直是高等級(jí)道路路面的主要結(jié)構(gòu)形式。與水泥路面相較，瀝青混凝土道路所具有的一些特點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。

1.1 行車(chē)平穩(wěn)舒適

作為級(jí)配骨料之間的粘結(jié)劑，其作用不僅是將固態(tài)骨料粘結(jié)在一起，而且當(dāng)路面受到上部沖擊荷載作用時(shí)，更使得固態(tài)骨料顆粒之間產(chǎn)生明顯的彈性運(yùn)動(dòng)，在路面材料的彈出和回彈過(guò)程中，上部荷載的沖擊作用的大部分會(huì)被路面所吸收，而使行車(chē)所受到的路面反沖擊作用明顯降低。這是作為柔性路面的瀝青道路行車(chē)相對(duì)舒適的主要原因[1]。

1.2 路面平整度易于形成和保持

瀝青路面的材料基本由級(jí)配骨料和瀝青(包括某些添加劑)組成。為了使在常溫下呈現(xiàn)固態(tài)和半固態(tài)的路用瀝青與級(jí)配骨料更好結(jié)合，呈現(xiàn)良好的和易性，無(wú)論是瀝青還是骨料，都必須加熱到一定的溫度，并在較高的溫度下經(jīng)一定工藝拌合形成瀝青混合料。瀝青混合料的成品溫度一般在160 ℃～170 ℃，已明顯超過(guò)了水的沸點(diǎn)。由于基本消除了水分，也就使得道路攤鋪后形成的面層自身不會(huì)因水分的蒸發(fā)出現(xiàn)收縮和彎沉，其結(jié)果使得路面平整度易于形成和保持。

1.3 面層抗滑構(gòu)造易于形成和終身保持

正如本文前述，瀝青路面是由剛性的級(jí)配骨料和柔性的路用瀝青所組成，這種剛?cè)岵?jì)的結(jié)果，使得路面從形成到使用壽命終結(jié)能夠自我保持良好的抗滑性能，這與水泥路面需要人工刻制橫向抗滑構(gòu)造并極易在使用數(shù)年后由于抗滑構(gòu)造磨平而必須重新刻制形成鮮明的對(duì)照。

1.4 修建和養(yǎng)護(hù)后能夠快速開(kāi)放交通

一般水泥路面攤鋪后需要近20 d以上的養(yǎng)生期(與環(huán)境溫度和濕度有關(guān))才能形成必要的強(qiáng)度。與此相較，瀝青路面(包括新鋪和養(yǎng)護(hù)修復(fù)工程)經(jīng)攤鋪壓實(shí)后即可達(dá)到96%以上的壓實(shí)密實(shí)度，而在保證安全(安全監(jiān)控設(shè)施到位)前提下即可通車(chē)使用。

鑒于這些主要特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)外的高等級(jí)道路以瀝青路面為絕大多數(shù)。圖1反映了目前我國(guó)已建成通車(chē)的高等級(jí)道路中水泥路面所占比重。

2 瀝青混凝土路面早期常見(jiàn)病害的主要表現(xiàn)形式和處置方法

眾所周知，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和鑒于道路工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，在道路交通領(lǐng)域許多新型路面結(jié)構(gòu)和新材料的研發(fā)和應(yīng)用已成為我國(guó)道路交通事業(yè)發(fā)展的重要特點(diǎn)：

1)以改性瀝青為代表的道路新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用(改性劑以SBS，PE和以廢舊橡膠輪胎為主要來(lái)源的橡膠粉等)；2)SMA，RCC(碾壓水泥混凝土)和高承載力和長(zhǎng)壽命復(fù)合路面為主要代表的新型道路結(jié)構(gòu)的研發(fā)和推廣；3)在道路養(yǎng)護(hù)和路面材料再生領(lǐng)域逐步完善和規(guī)模應(yīng)用的以路面快速銑刨、碎石同步封層及路面舊材料高品質(zhì)快速再生為主要代表的新型筑養(yǎng)路新技術(shù)和新工藝[2]。

這些新技術(shù)的應(yīng)用，有效遏制了高等級(jí)道路早期病害的產(chǎn)生，筆者近年來(lái)曾在山西高速朔州路段進(jìn)行路面早期病害產(chǎn)生類(lèi)型和數(shù)量的專(zhuān)題調(diào)研，發(fā)現(xiàn)僅僅由于改性瀝青的應(yīng)用，即可使路面早期病害產(chǎn)生數(shù)量降低50%～55%，但路面早期病害并未得到徹底根除，以下述形式為主要表現(xiàn)的路面早期病害仍時(shí)有發(fā)生，必須分析其產(chǎn)生機(jī)理，并及時(shí)以合理的工藝進(jìn)行處置。

1)車(chē)轍。由于改性瀝青的應(yīng)用，車(chē)轍已較少見(jiàn)。筆者認(rèn)為，改性瀝青路面產(chǎn)生車(chē)轍主要基于兩種原因，一是超載超重車(chē)輛的反復(fù)碾壓，不僅易使路面產(chǎn)生永久性縱向壓縮沉陷(車(chē)轍)，而且出現(xiàn)路面材料的橫向隆起(路面壅包)；二是路面材料的級(jí)配不當(dāng)，特別是瀝青中改性劑摻配比例和剪切細(xì)度不夠。前者需要道路管理部門(mén)的有效執(zhí)法(筆者所在山西北部地區(qū)煤礦、鐵礦和有色金屬礦山較多，故超載車(chē)輛較為多見(jiàn))；后者應(yīng)特別注意按要求進(jìn)行路面材料的骨料級(jí)配及保證改性瀝青的制作質(zhì)量，除了嚴(yán)格按要求的改性劑比例與基質(zhì)瀝青摻配和剪切混合工藝外，固態(tài)改性劑(SBS，PE和橡膠粉等，液態(tài)改性劑除外)的剪切細(xì)度應(yīng)不大于5 μm(改性瀝青制作過(guò)程中應(yīng)定期進(jìn)行切片鏡檢)，剪切混合完成后應(yīng)保證足夠的發(fā)育周期，然后經(jīng)瀝青三項(xiàng)路用指標(biāo)檢測(cè)合格(特別注意軟化點(diǎn)指標(biāo)應(yīng)≥60 ℃[3]，我國(guó)某些道路工程單位生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)改性瀝青的軟化點(diǎn)已達(dá)80 ℃以上)才能投入使用，這對(duì)遏制并逐步消除路面車(chē)轍具有重要意義。路面車(chē)轍和附帶路面壅包的消除目前采用病害挖除+新材料填補(bǔ)工藝處置，其基本工藝過(guò)程為：

車(chē)轍銑刨→材料清除→創(chuàng)口和下部涂覆底油→新料填補(bǔ)→ 壓實(shí)。

2)面層松散和坑槽。作為道路的上部面層，其主要作用是抵抗上部荷載的磨耗，并對(duì)下部承重層起到防止自然或人為液態(tài)水向下滲透的作用。有鑒于此，面層強(qiáng)度的整體性是十分重要的。局部松散和坑槽是高等級(jí)瀝青路面的常見(jiàn)病害，其形成原因較為復(fù)雜，但主要由下述原因所造成：路面材料的油石配比較低或?yàn)r青本身的路用特性較差；瀝青加熱時(shí)的超溫作業(yè)，使瀝青的粘結(jié)作用嚴(yán)重降低；面層壓實(shí)密實(shí)度低于95%等。

顯然，面層松散和坑槽的形成主要是由材料和施工質(zhì)量所引起，其處置方法與路面車(chē)轍相似，但松散和坑槽在高等級(jí)道路中一般均為較小面積(0.5 m2～2 m2)的局部病害，與車(chē)轍的較大長(zhǎng)度差別明顯，因此大多使用液壓鎬、風(fēng)鎬或電鎬完成首道挖切工序。

3)縱橫裂縫和網(wǎng)裂。路面裂縫的形成分為兩種情況，一是因?yàn)榈缆坊鶎?承重層)因地質(zhì)結(jié)構(gòu)或壓實(shí)密實(shí)度不足而出現(xiàn)變形對(duì)路面形成反射性裂縫；二是因路面材料的級(jí)配、油石配比較低或壓實(shí)不足等原因形成。若是前者則不僅要處置表面裂縫，更應(yīng)首先修復(fù)和加強(qiáng)道路基層的強(qiáng)度；若是后者，則應(yīng)對(duì)裂縫的分布進(jìn)行分析，如果裂縫的間距較大(縱橫間距均≥30 cm)，可以按下述工序完成處置：

將裂縫擴(kuò)寬至5 mm～6 mm→高壓清縫→灌注補(bǔ)縫材料→上部覆蓋干粉。

有時(shí)為了簡(jiǎn)化工藝，亦可采用補(bǔ)縫膠條來(lái)壓補(bǔ)裂縫，但補(bǔ)縫膠條中的粘結(jié)劑屬于常溫半液態(tài)材質(zhì)，壓補(bǔ)后需要一定時(shí)間(視材料和環(huán)境溫度的影響而異)才能形成強(qiáng)度，而且工程成本較高。

如果裂縫的間距較小但面積較大，即形成所謂的網(wǎng)裂，其處置方法應(yīng)參照面層松散和坑槽的作業(yè)工藝完成。

3 結(jié)語(yǔ)

高等級(jí)瀝青路面常見(jiàn)早期病害的種類(lèi)較多，使其得到迅速和合理的處置是一個(gè)較為復(fù)雜的工藝過(guò)程，對(duì)其形成的原因進(jìn)行研究并采用合適的作業(yè)工藝是處置這些路面病害的技術(shù)前提和質(zhì)量保證。

[1] 賈小平.透層油的撒布及其作業(yè)參數(shù)的優(yōu)化[J].山西交通科技，2015(1)：9-10.

[2] 靳 煒.路面多功能養(yǎng)護(hù)車(chē)作業(yè)工藝的改進(jìn)[J].山西交通科技,2016(4):104-106.

[3] JTJ 036—98,SBS改性瀝青技術(shù)要求[S].

Early disease forming and disposition of high-degree asphalt pavement

Li Dongbin

(Shanxi Shuozhou Highway Co., Ltd, Shuozhou 036000, China)

The paper introduces merits of asphalt concrete pavement. Based on major early diseases behavior of high-degree asphalt pavement, it explores rutting, loose surface layer and cracking and other diseases occurring causes and processing methods, so as to guarantee the asphalt pavement driving safety.

road, asphalt pavement, rut, pavement cracks

1009-6825(2016)30-0145-02

2016-08-18

李東濱(1975- )，男，工程師

U416.217

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