高等級瀝青路面病害分析及處理

范少飛

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.027

摘 要：該文對瀝青路面大中修工程施工中出現的塊裂龜裂、橫縱向裂縫、唧漿、車轍擁包等病害類型及成因進行了分析，提出了如何利用新技術、新工藝，本著“經濟耐久、節能環保”的原則進行養護維修。

關鍵詞：瀝青路面大中修 病害類型 處置方式

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0027-02

G15沈海高速公路煙臺段全長100.1 km，途經芝罘區、福山區、棲霞市及萊陽市，該段于2000—2001年陸續建成通車，至今投入運營已12年之久。近年來隨著煙臺市經濟及港口建設的迅速發展，交通量增長較快且重載車輛較多，在車輛荷載的反復作用及自然因素的影響下，瀝青路面老化現象嚴重，出現縱橫向裂縫，車轍、麻面、塊裂及龜裂等病害，已嚴重影響到路面的使用功能及行車的舒適性，依據“分類施治、區別對待、盡量利用、經濟耐久、節能環保、分段施工”的原則，根據現場勘察，針對不同病害類型、地形地貌、城鎮布局等因素，結合老路檢測結果，以及本著節能環保、盡量利用老路的原則，分段進行維修施工。現將病害處置方案探討如下。

1 塊裂、龜裂處理

1.1 塊裂、龜裂產生的原因

煙臺地區冬季降雪量大，反復凍融，高速路面水下滲嚴重，破壞了瀝青混凝土的粘結力，同時受行車荷載的反復作用，導致路面出現塊裂、龜裂的病害，先是破壞上面層，進而向下發展。

塊裂產生的主因是材料，塊狀裂縫的產生同行車荷載作用關系不大，它主要是由面層材料的低溫收縮和瀝青老化所引起。不像龜裂主要表現在荷載作用的輪跡處，塊裂可能出現在整個路面寬度內，范圍較大，塊裂一般僅限于路面表面，對路面承載力和功能性能都沒有太大影響，處治辦法是對路面進行稀漿封層處治。

龜裂是瀝青路面最為重要的一種裂縫形式，在路面上表現為相互交錯的小網格狀裂縫，因其形狀類似烏龜背殼而被稱為龜裂，疲勞損壞是產生龜裂的最主要原因。

1.2 塊裂、龜裂處理方案

維修過程中，銑刨原路4 cm上面層，中面層完好地噴灑黏層油，鋪筑4 cm細粒式瀝青混凝土修補至原路面標高（最好是比原路面高2～3 mm，以待通車后穩定沉降）；中面層損壞的將原路面5 cm中面層銑刨，噴灑黏層油，分層修補至原路面標高，效果很好。

2 橫向裂縫處理

2.1 橫向裂縫產生的原因

橫向裂縫是與道路中線近似垂直的裂縫，瀝青勁度過大或瀝青變硬，在氣溫下降的時候就容易在垂直于行車方向形成間距大致相同的橫向裂縫。這種橫向裂縫是自上而下發展的，初期一般細且淺。橫向裂縫也有可能是一種以半剛性基層裂縫或舊路面裂縫為主的反射裂縫。這種裂縫自下而上發展，反映到路面表面時，裂縫已經貫穿了整個路面結構。瀝青路面與橋涵等構造物連接處壓實度不足、固結沉陷等也易在相應的位置產生橫向裂縫。

（1）半剛性基層尤其是水泥穩定砂礫的開裂反射到瀝青面層、某些基層開挖溝槽埋設管線以及冰凍地區路基凍裂導致路面的橫裂，加速了瀝青的老化，老化的瀝青又加快了裂縫形成的速度，使橫向裂縫迅速貫通整幅路面。

（2）灌縫養護過程中，裂縫處（熱瀝青）缺少骨料，在行車荷載的作用下裂縫處面層出現局部破碎。

（3）水分通過橫向裂縫滲入面層和基層難以排出，在重載交通的作用下，形成高壓力、高流速的水流，沖刷基層和面層，導致面層尤其是下面層瀝青與集料剝離，強度與整體性遭到破壞；而基層尤其是上基層細集料被水流沖刷，并以灰漿的形式由裂縫處擠出，強度大大降低。由于下面層和上基層的脫空以及強度降低，并導致橫縫處路面產生唧漿、沉陷、坑槽等病害。

2.2 橫向裂縫處理方案

（1）如果裂縫處無支縫、破碎、沉陷或唧漿等病害，利用路面開槽機（型號：TDC300型）沿裂縫延伸方向開鑿V型槽口（槽深4 cm左右，槽口寬5 cm），采用壓力風清除雜物后，先用熱瀝青對裂縫進行灌縫處理，再填塞瀝青砂，搗實。

（2）如果裂縫處有支縫、破碎、沉陷或存在唧漿等病害，將裂縫兩側影響范圍內9 cm厚上、中面層銑刨，下面層未破壞僅存在裂縫的，可用熱瀝青灌縫處理，噴灑黏層油，再分層鋪筑瀝青混凝土修補至原路面標高；下面層及基層損壞嚴重的，還需銑刨6 cm下面層和上基層，采用密級配瀝青碎石（ATB-25）分層回填修補。施工中為保證壓實，裂縫修補寬度不小于150 cm。

3 縱向裂縫產生的原因

縱裂產生的主要原因之一是疲勞損壞。在重復荷載作用下，路面承載能力逐漸不足，就會在經常承受荷載的路面輪跡帶處首先產生多條平行的小縱裂，逐漸發展成為龜裂；在半填半挖路基的分界處，新舊路結合部或路基加寬處，由于路基壓實不夠，發生不均勻沉降，就會在這些位置產生縱向裂縫；混合料攤鋪時縱向施工搭接質量不好、離析，或者老路面層縱向裂縫向上反射作用，往往會在路面的中線處產生裂縫。

（1）基層強度過大，基層水泥用量過高，細料含量偏大。

（2）晝夜溫差大，造成材料體積收縮，產生低溫開裂。

（3）部分路段面層和基層均采用兩臺攤鋪機平行鋪筑而成，存在骨料離析，接縫處理不好從而導致行車道出現縱縫。

4 唧漿處理

4.1 唧漿產生的原因

（1）半剛性基層溫縮、干縮大，易開裂，裂縫向上傳遞反射，形成自下而上的貫穿橫縫。

（2）半剛性基層非常致密，基本上不透水，水進入路面內部到達基層頂面后難以向下滲透，又很難蒸發，長時間滯留在基層頂面，浸泡基層使之軟化，形成灰漿。

（3）因施工時壓實度不夠，混合料離析等原因，使水通過面層空隙進入路面內部成為可能。

（4）中央分隔帶防水土工布施工不嚴格，或者打防護欄立柱時刺穿中央分隔帶的防水土工布，造成滲水。

（5）高速重載車輛帶來的行車荷載的擠壓和泵吸作用。

4.2 唧漿處理方案

唧漿屬于水損害，凡能防止水進入或滯留于路面內部的措施均有助于防治唧漿。目前路面養護方法眾多，既有傳統的挖補、“開膛破肚”式維修，又有最新的、快速無損高聚物注漿技術。常用施工技術如下。

（1）銑刨主路面下面層以下15 cm，然后滿鋪10 cm最大粒徑為4～6 cm級碎石，整平后振動壓實，再用12 cm密級配瀝青碎石（ATB-25）回填修補，最后用細粒式瀝青混合料修補到原路面標高。

（2）采用頂管法施工，頂管采用6 cm夾砂玻璃鋼管，20 ℃下的許可操作壓力不小于1.25 MPq，設置部位在上基層下設置，管口包裹滲水土工布。

（3）采用高聚物注漿新技術，高聚物材料不含水，不會產生干縮現象，能夠密實填充脫空。高聚物注漿形成的材料具有很好的柔韌性，抗拉強度和抗壓強度比較接近。材料為彈性體，不容易發生開裂，并具有較好的抗滲性，能阻止雨水下滲。

5 車轍、擁包處理

5.1 原因

瀝青混凝土路面尤其是高等級公路通車一段時間后，逐漸產生一些車轍、擁包、搓板等病害，極大地影響行車舒適與安全。主要原因有，原材料特別是碎石、石屑等集料，規格不穩定，時粗時細，石粉含量時多時少；混合料中瀝青用量偏大；瀝青軟化點較低；瀝青混凝土配比設計不準確；環境溫度過高，山東地區夏季瀝青路面地表溫度經常超過70 ℃；超載行車荷載的作用，特別是行車渠化交通。瀝青質量不合格，瀝青的粘度低，感溫性很強。施工時瀝青混凝土的壓實度不足，通車后在行車荷載作用下進一步壓密等。

5.2 預防措施

從源頭抓起，加強對石場碎石生產規格的控制，嚴把材料進場質量關；選擇溫度穩定性好的瀝青或改性瀝青，并嚴格控制瀝青含量；從拌和站安裝調試開始，嚴格檢查各料倉的計量控制裝置、集塵裝置的準確性及運轉技術狀態的正常性，保證瀝青混合料生產質量的均勻與穩定；嚴格控制瀝青混合料生產配合比，增強施工碾壓達到壓實度設計要求；連續級配采用粗粒式瀝青混凝土，控制瀝青含量，加足礦粉，適當增加粗集料的含量，剩余空隙率不宜過大或過小，一般在3%～5%為宜。另外，SMA的級配為間斷級配，也是一種具有優良高溫穩定性的混合料，目前出現的病害也較少。同樣重要的是，嚴格控制超載車輛上路。

6 新材料、新技術運用

6.1 乳化瀝青冷再生技術的循環利用

目前我國高等級瀝青路面已進入大中修時期，由此產生的大量舊路面材料不僅浪費資源且污染環境，乳化瀝青冷再生技術可循環利用舊材料，常溫施工無污染。乳化瀝青冷再生混合料初期易松散破壞，配合比設計采用Su-Perpave體積設計法，同時給出合適的室內成型工藝，混合料性能的評價分兩階段：成型初期，采用肯塔堡飛散試驗和凍融劈裂試驗分別評價混合料的初期松散性和其中存在的水對路面性能的影響；成型后期，采用車轍、凍融劈裂、小梁彎曲來控制混合料的長期性能。

（1）基層損害嚴重路段可采用水泥穩定碎石挖補修復后，噴灑透層油，加鋪一層約10 cm改性乳化瀝青冷再生基層。

（2）基層破損嚴重、路面彎沉值不能滿足設計要求的路段可原路面結構后，對路床病害處置后，重新鋪筑一層老路銑刨料墊層，加鋪一層廠拌再生水泥穩定銑刨料底基層，最后加鋪兩層水泥穩定碎石基層。基層施工后及時對基層養生以減少前期裂縫，及時鋪筑瀝青面層或澆灑透層油以減少裸露時間，減少基層橫向干縮性開裂。

6.2 溫拌瀝青混合料的使用

溫拌瀝青混合料的原理是使用添加劑，降低瀝青在高溫下的粘度，使瀝青混合料能在較低的溫度下進行拌合與施工，通過試驗驗證，溫拌瀝青混合料的拌合、攤鋪、碾壓的溫度比普通熱拌瀝青混合料可降低20 ℃～50 ℃（實際施工中降低了約35 ℃左右），其瀝青混合料具有與普通熱拌瀝青混合料相當的施工和易性與路用性能。

瀝青路面病害的成因多種多樣，只有認真分析其產生的原因，了解其作用機理，采取有針對性的預防、治理措施，才能夠將瀝青路面的病害降低到最小，保證公路正常的使用性能和壽命。

參考文獻

[1] 曾海輝.關于瀝青路面大中修施工技術的探討[J].科技研究，2014.

[2] 陳曉光，丁樸，熊杰.乳化瀝青冷再生技術分析[J].公路與汽，2006（2）：105-107.