高速公路瀝青路面破壞的成因與處理方案分析

何維

摘 ?要：瀝青路面長(zhǎng)期受行車荷載及自然因素影響，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生早期病害，例如裂縫、坑槽、車轍等，若無(wú)法及時(shí)的處理，病害將持續(xù)擴(kuò)展，從而出現(xiàn)大范圍破壞，將對(duì)行車舒適性及安全造成嚴(yán)重影響。在瀝青路面病害中，裂縫及坑槽危害大、頻率高，其破壞成因及修補(bǔ)方案一直是路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究的重點(diǎn)。為此，該文分析了常見(jiàn)瀝青路面破壞類型及產(chǎn)生原因，并探討了瀝青路面裂縫及坑槽修補(bǔ)方法，最終決定選擇灌縫法、冷鑿熱補(bǔ)施工工藝進(jìn)行裂縫、坑槽修補(bǔ)，以期全面提高路面施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;破壞成因;灌縫法

中圖分類號(hào)：U416 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

自滬嘉高速公路（1988年）通車運(yùn)營(yíng)至今，當(dāng)前我國(guó)高速公路總里程已超過(guò)了14萬(wàn) km，躍居世界首位。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的不斷加快，我國(guó)已形成了基本完善的公路網(wǎng)，公路建設(shè)規(guī)模也在急速擴(kuò)展。但隨著交通量的迅速增長(zhǎng)，我國(guó)早期修建的大多數(shù)公路工程已步入了大中修階段，此類公路多以瀝青路面為主，在行車荷載與自然因素長(zhǎng)期作用下，多數(shù)路面已呈現(xiàn)出了不同程度的病害問(wèn)題，例如裂縫、坑槽、車轍和沉陷等，在此類病害中，裂縫與坑槽最為常見(jiàn)，影響范圍最大。若不重視此類危害，不及時(shí)處治，將會(huì)對(duì)路面使用性能及行車安全造成嚴(yán)重影響。為此，做好瀝青路面病害防治工作顯得尤為重要。

1 常見(jiàn)瀝青路面破壞類型及產(chǎn)生原因

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路工程建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大。瀝青路面作為高等級(jí)公路常見(jiàn)路面類型，在新技術(shù)、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)的今天，瀝青路面使用性能也得以有效改善。與此同時(shí)，瀝青路面養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)技術(shù)水平也得到了快速提升，對(duì)常見(jiàn)瀝青路面破壞類型的定義也發(fā)生了改變。綜合考慮國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，可將瀝青路面破壞類型分為2類，即結(jié)構(gòu)性破壞與功能性破壞，結(jié)構(gòu)性破壞，將大幅降低瀝青路面各層結(jié)構(gòu)承載力，而功能性破壞將會(huì)對(duì)路面的正常使用造成嚴(yán)重影響，甚至給行車舒適性及安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。當(dāng)前，一般將坑槽、松散、沉陷和車轍等歸納到功能性破壞，而將龜裂、反射裂縫、縱橫向裂縫等歸納到結(jié)構(gòu)性破壞。

2 工程概況

某高速公路工程總長(zhǎng)度為34.2 km，為雙向6車道，通車運(yùn)營(yíng)多年后，因交通量不斷增長(zhǎng)，在行車荷載及自然因素的長(zhǎng)期作用下，路面出現(xiàn)了不同程度的病害問(wèn)題，例如裂縫、坑槽、車轍和沉陷等，經(jīng)路面勘查可見(jiàn)，路面使用性能指數(shù)已出現(xiàn)下降趨勢(shì)，為改善路面使用性能，必須針對(duì)路面破壞問(wèn)題，采取處理方案進(jìn)行修補(bǔ)施工。經(jīng)實(shí)地勘察可見(jiàn)，瀝青路面破壞形式中，出現(xiàn)最多的為裂縫、坑槽，此類病害的大量出現(xiàn)，將嚴(yán)重影響瀝青路面的使用壽命，為更好地提升工程質(zhì)量，必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，多方考慮各種因素，及時(shí)進(jìn)行有效處理。為此，該文僅對(duì)裂縫及坑槽的修補(bǔ)進(jìn)行分析。

2.1 裂縫處理方案

針對(duì)瀝青路面裂縫修補(bǔ)多選擇灌縫法，常用的開(kāi)槽、貼縫2種方式，開(kāi)槽是指通過(guò)開(kāi)槽機(jī)在灌縫前將一道封料槽設(shè)于裂縫處。貼縫是指事故過(guò)程中灌縫瀝青高出路面一些，達(dá)到“蓋帽”作用，從而達(dá)到提高裂縫黏結(jié)力的作用，并避免雨水下滲。此類修補(bǔ)方法主要應(yīng)用于縱、橫向裂縫。傳統(tǒng)的灌縫方法是直接將加熱后的瀝青灌入裂縫，簡(jiǎn)單、成本少，但無(wú)法灌入瀝青路面內(nèi)部，僅作用于表面，根本無(wú)法滿足黏結(jié)力需求，將出現(xiàn)再次開(kāi)裂的現(xiàn)象。為了保證施工質(zhì)量，該文決定選擇一種新型裂縫修補(bǔ)技術(shù)，高滲透液態(tài)灌縫修補(bǔ)技術(shù)。其技術(shù)原理為利用原材料、催化劑之間的化學(xué)反應(yīng)填滿裂縫，在反應(yīng)過(guò)程中原材料可產(chǎn)生膨脹作用，從而灌滿整個(gè)裂縫，滿足灌縫效果。

2.2 坑槽處理方案

相比傳統(tǒng)的瀝青路面坑槽修補(bǔ)技術(shù)，冷鑿熱補(bǔ)工藝屬于填挖式修補(bǔ)法，被稱為“永久性”修補(bǔ)工藝，處理效果更好。這種施工工藝需要先按照修補(bǔ)范圍將和行車方向平行或垂直的輪廓線劃出，隨后將路面破壞處挖除，并進(jìn)行修補(bǔ)邊緣的切割，最后根據(jù)挖填方式進(jìn)行施工。在坑槽處理中，采用冷鑿熱補(bǔ)工藝，修補(bǔ)效果良好，可達(dá)到施工目的。

3 高速公路瀝青路面破壞處理措施

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)公路網(wǎng)功能日益完善。高速公路作為公路網(wǎng)的主要構(gòu)成部分，在行車荷載及自然因素的長(zhǎng)期作用下，極易引發(fā)瀝青路面破壞問(wèn)題，從而對(duì)路面使用性能、路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。在交通量不斷增長(zhǎng)的今天，為了保證路面質(zhì)量，必須結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行處理，只有這樣才能更好地提升工程質(zhì)量，該文針對(duì)本路段最常見(jiàn)的2種病害，即裂縫與坑槽，采取高滲透液體灌縫修補(bǔ)工藝及冷鑿熱補(bǔ)施工工藝進(jìn)行修補(bǔ)，從而有效提升工程質(zhì)量，改善路面使用性能。具體施工工藝如下。

3.1 高滲透液態(tài)灌縫修補(bǔ)施工工藝

該工程通車以來(lái)，基層混凝土面板裂縫以向上面層反射，裂縫寬度范圍在2 mm～7 mm，且有大量縱、橫裂縫產(chǎn)生于路面，對(duì)路面美感性、外觀質(zhì)量影響較大。尤其是夏季多雨季節(jié)，通過(guò)裂縫雨水不斷下滲，將對(duì)路基穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，從而危及行車安全。針對(duì)這種情況，該文決定選擇高滲透液態(tài)灌縫法進(jìn)行處理。

3.1.1 材料性能

該文選擇灌縫料由2種高聚物混合形成，能夠克服傳統(tǒng)施工法的很多缺陷，在路面修復(fù)方面作用良好。將高滲透液態(tài)灌縫材料的2種高聚物成分設(shè)定為A組份（黑色液體）、B組份（淡黃色液體），按比例配置需樣品檢測(cè)，則其材料性能指標(biāo)見(jiàn)表1。由此可見(jiàn)，在性能方面，高滲透液態(tài)材料性能良好，可作為灌縫修補(bǔ)材料。

3.1.2 施工流程

施工流程如下。1） 封閉工作面。施工現(xiàn)場(chǎng)整齊擺放各標(biāo)志牌，保證施工安全。2）清縫。針對(duì)裂縫處可通過(guò)鋼刷進(jìn)行2～3遍涂刷，隨后利用空壓機(jī)將裂縫內(nèi)雜物清理干凈，保證縫內(nèi)清潔。3）涂刷介面劑。清理干凈裂縫之后，需要在裂縫處均勻地涂抹介面劑，從而增強(qiáng)灌縫料和路面之間的黏結(jié)力。4） 灌縫料配制。按比例向灌縫機(jī)內(nèi)合理?yè)郊覣、B 2種材料，常溫下，高滲透灌縫材料即可使用，無(wú)需加熱導(dǎo)熱油。5）灌縫。完成上述作業(yè)后，即可進(jìn)行灌縫施工。要根據(jù)裂縫寬度，合理選擇灌縫設(shè)備。若裂縫寬度在3 mm以內(nèi)，直接選擇灌縫噴槍即可，若裂縫寬度在3 mm以上，則選擇注入棒即可。

3.2 冷鑿熱補(bǔ)施工工藝

3.2.1 清理坑槽

當(dāng)瀝青路面被破壞之后，坑槽內(nèi)極易落入雜物，特別是在開(kāi)槽時(shí)，需要將坑槽內(nèi)的水分、雜物清理干凈，從而保證修補(bǔ)材料與路面之間能夠黏結(jié)充分，一般小顆粒雜物，如灰塵等可直接選擇壓縮空氣、熱空氣吹干凈即可，而塊狀雜物，則需人工清理。為保證坑槽干燥，需通過(guò)加熱設(shè)備加熱處理槽壁、地面部位。

3.2.2 涂抹黏結(jié)劑

開(kāi)槽之后，坑槽底面、槽壁面極為平滑，當(dāng)修補(bǔ)瀝青混合料直接摻加之后，會(huì)大大降低新舊瀝青路面的黏結(jié)力，為此，通常都會(huì)將一層黏結(jié)材料先噴灑到坑槽壁上，從而增強(qiáng)兩者間的黏結(jié)性能。一般采用改性瀝青、乳化瀝青等材料作為黏結(jié)劑。

3.2.3 攤鋪修補(bǔ)料

根據(jù)施工要求，可選擇2種方式制備瀝青路面修補(bǔ)混合料，其一，現(xiàn)場(chǎng)拌和，可有效做好用量控制工作，但配合比方面控制難度較大。其二，選擇完成拌和的修補(bǔ)料，在保存、運(yùn)輸環(huán)節(jié)需做好加熱、保溫等工作，為此該文選擇第二種方法。根據(jù)要求，再準(zhǔn)備好修補(bǔ)瀝青混合料，通過(guò)機(jī)械設(shè)備將其放入坑槽內(nèi)，隨后通過(guò)人工方式攤鋪平整，但必須合理地控制混合料溫度，不宜過(guò)低，避免壓實(shí)度不足。

3.2.4 混合料碾壓

在坑槽內(nèi)加入一定量的瀝青混合料進(jìn)行均勻攤鋪之后，需做好混合料碾壓施工，保證混合料壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，若無(wú)法充分壓實(shí)坑槽，在車轍作用下，極易出現(xiàn)脫落、松散等問(wèn)題，甚至產(chǎn)生二次破壞。為此，必須重視混合料碾壓施工質(zhì)量。要求按照“邊緣—中間”的順序進(jìn)行坑槽碾壓。

3.2.5 開(kāi)放交通

完成修補(bǔ)坑槽施工之后，若坑槽附近散落有廢料，需及時(shí)清理干凈，并回收整理所有施工工具。待熱拌瀝青混合料冷卻到一定程度之后，即50℃以下，即可開(kāi)放交通。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自改革開(kāi)放以后，我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，高速公路建設(shè)里程越來(lái)越長(zhǎng)。但隨之而來(lái)的還有路面病害問(wèn)題。裂縫、坑槽作為瀝青路面主要病害，一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外急需攻克的技術(shù)難題。裂縫及坑槽病害的產(chǎn)生，不利于路基路面穩(wěn)定，更會(huì)影響行車舒適性及安全。在雨水、高溫、凍融等自然因素長(zhǎng)期作用下，又會(huì)造成水損壞，加劇結(jié)構(gòu)破壞程度，嚴(yán)重影響公路通行能力及服務(wù)能力。為此，必須做好瀝青路面病害防治工作。該文通過(guò)灌縫法、冷鑿熱補(bǔ)施工工藝進(jìn)行裂縫、坑槽修補(bǔ)，可全面提高路面施工質(zhì)量，推進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

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