淺議公路瀝青路面常見病害及防治措施

祁 睿

(甘肅省公航旅建設集團路業有限責任公司，甘肅 蘭州 730300)

1 概述

瀝青路面在公路工程中通常也稱為瀝青面層，在敷設和使用過程中，瀝青路面以瀝青材料作為結合料，再將粘結礦料與其他外加劑按設計的配合比混合、拌和、鋪筑而成的單層或多層結構層，廣泛適用于各種等級的道路，能滿足不同交通量和運量需求，因此，也是當前高等級道路普遍采用的路面類型[1-4]。瀝青路面的施工成本較低，使用過程中耐磨性較強，維修和養護方便，且具有路面平整、強度和穩定性較高、行車舒適性高、良好的彈塑性變形能力、優良的減振性、施工時間短、易于進行后期維修養護、可再生利用等優點[5-8]。但是隨著使用年限的增加，交通量逐年飛速增長，超載、超速等現象時有發生，路面長時間承受外荷載作用，尤其路面常年承受疲勞荷載，開裂、凹槽、車轍等多種病害會隨之出現。若不及時檢測診斷路面的病害并進行有效維修維護，會降低瀝青路面的耐久性，造成公路內部結構的損傷，甚至危及行車安全性[6，7]。

2 公路瀝青路面常見病害及其成因分析

2.1 瀝青路面的開裂及其成因

公路工程中瀝青路面的開裂一般是指路面因各種原因出現的不規則的裂縫，實際工程中具體的表現形式有橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、網裂等[8]。造成路面開裂的原因一般包括基層強度過低或者路基的不均勻沉降導致基層破裂進而反射到路面結構造成其開裂、路面結構自身由于低溫收縮或溫度疲勞作用造成開裂、路基拼接縫部位的不均勻沉降及路基或路面局部的壓實度不足造成路面開裂、瀝青的質量、瀝青混合料的組成、當地的地質與氣候條件、面層的厚度、基層材料的收縮性等造成開裂[9]。

2.2 瀝青路面的變形及其成因

公路工程中瀝青路面的變形主要包括坑槽、車轍、壅包、沉陷等[9，11，12]。其中，坑槽是公路工程中瀝青路面最常見的一種病害，是指路面因局部承載力不足導致對應部位出現的一種顆粒松散的粉碎性破壞，導致路面出現凹坑。車轍與壅包是指瀝青路面結構在車輛荷載與長期行車作用下產生的順著車輛輪跡的縱向凹陷或局部隆起的現象，造成該現象的原因包括：車輛的超載與超速；公路工程中下層結構強度偏低；施工過程中選用的瀝青軟化點偏低；瀝青混合料的用油量偏高或混合料自身的級配不合理。沉陷是路面變形中出現最普遍的一種，往往呈現出面積大、深度大、大多出現在挖方與填挖交界處等特點[10,12]。

2.3 瀝青路面的松散與其他破壞及其成因

瀝青路面發生的松散破壞是指路面結構的集料與結合料之間的粘性降低甚至消失，在車輛荷載作用下集料從表面脫落的現象。松散的成因主要有：瀝青混合料中瀝青的稠度偏低、含量偏少或油溫過高，致使瀝青與集料之間的粘附力不足；集料過濕或含泥量偏高，造成集料與瀝青之間的粘附性變差；瀝青混合料中的抗剝落劑老化或失效；施工過程中碾壓時壓實度不足或攤鋪溫度偏低。

此外，瀝青路面除發生開裂、變形、松散外，還會發生其他的破壞，常見的如水損害、泛油、凍脹和翻漿等現象。

3 公路瀝青路面病害及防治措施的應用分析

3.1 工程概況

我國西北地區某地快速干道是連接兩市的主干道，道路全長3 189.31 m，起止樁號為K0+289.31～K2+900。該快速干道修建于2002年，已運營17年，根據JTG D50—2017公路瀝青路面設計規范關于高速公路路面設計壽命的相關規定為，已進入路面使用壽命的中、后期。由于該路段修建較早，路段對應的地形復雜多變，經過河流、山區、路橋連接路段等，年久失修，疏于養護管理，且隨著交通運輸業的發展，路面交通壓力逐年加大，超載、超速等現象時有發生，路面已出現橫、縱向裂縫網裂、龜裂，特別是路橋連接部位橋梁引道基礎的不均勻沉降導致的路面橫向裂縫較為嚴重。此外，加之該道路有較長一部分路段靠近河流的河床附近，受降水、地表水、地下水的綜合影響，對應路段出現了較為嚴重的翻漿現象。因此，對應路段主要需要處理的，就是瀝青路面的開裂和翻漿。

3.2 公路病害處理

1)瀝青路面出現的單條橫向和縱向裂縫，寬度在5 mm之內的大條裂縫直接用乳化瀝青進行灌縫處理。寬度超過5 mm的裂縫，用銑刨機銑刨原有的面層，并在槽底噴灑粘層或透層油后用聚酯玻纖布處理后分層回填瀝青混合料。出現的間距超過10 mm的密集型橫向裂縫，直接采用連片銑刨的方式銑刨，銑刨厚度根據裂縫深度及其他病害程度和下承層的具體情況綜合決定為15 cm，銑刨后再用聚酯玻纖布處理之后分層回填瀝青混合料。

2)出現小面積網裂、龜裂的部位，一般按照“圓洞方補、斜洞正補、小洞大補、淺洞深補”的原則，對原有的開裂路面小范圍內進行銑刨處理。而發生了較為嚴重的龜裂、網裂病害的部位，如整車道或大面積網裂且網裂范圍內同時存在龜裂現象，采用連片銑刨的方式處理，銑刨厚度根據開裂部位的裂縫深度、其他病害程度以及對應位置下承層的具體情況決定，銑刨后再用聚酯玻纖布處理，而后分層回填瀝青混合料。

3)在處理翻漿問題時，先根據實際的翻漿范圍劃定主坑槽銑刨范圍，再沿翻漿點中心向四周擴散開挖，開挖深度視基層松散情況確定，開挖到基層堅固密實為止，并在基層頂面設置寬度超過15 cm的縱、橫向臺階。另外，在沿主坑槽的外緣一側，開挖寬度大于30 cm比主坑槽底面低4 cm～5 cm且底部橫坡不小于3%的橫向盲溝。盲溝及主坑槽開挖結束后清理干凈槽底、盲溝底部以及側壁的松散物，并回填厚度為5 cm的單粒徑碎石，碎石粒徑為4 cm～6 cm。在盲溝部位放置兩根四面打孔管徑為5 cm的PVC管，PVC管向外延伸至邊坡，向內延伸至主坑槽5 cm，兩管并排放置在盲溝反濾層上并固定，再繼續回填碎石至基層頂面以下10 cm。而后回填粗粒式瀝青混合料并壓實，再在其頂面鋪設一層T010/140型瀝青浸漬無紡土工布，最后，分層回填瀝青混合料，并采用小型壓實設備壓實，再對接縫進行封邊。

3.3 病害處理效果監測

對該公路出現病害的路段進行處治后，進行了為期18個月的跟蹤監測。監測結果表明，在監測期內，已處理的路段未出現開裂、不均勻沉降、翻漿等病害，能有效保證路段的正常通行，能滿足路面的使用要求。此外，對原路面進行維修加固，能有效地利用舊瀝青路面，節約施工成本，且節省了大量的基層材料，減少了因完全拆除舊路面所需的費用，雖然在施工中增加了聚酯玻纖布等的投入，但從施工和管理的總成本來看，在工期緊，不中斷交通、施工干擾大的情況下，采取上述病害處治技術，經濟效益十分可觀。該公路的瀝青路面病害處治施工過程在滿足公路正常使用功能的基礎上，節約了施工成本，取得了較好的經濟與社會效益，且避免了原路面完全拆除過程對環境造成的污染，滿足綠色施工要求，符合可持續發展戰略。

4 結語

文中通過分析了公路瀝青路面常見病害的成因，并總結了開裂、變形、松散及其他三大類常見病害，包括橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、網裂、坑槽、車轍、壅包、沉陷、水損害、泛油、凍脹和翻漿等多種病害，并通過工程應用實例，介紹了公路瀝青路面出現不同的開裂狀況和翻漿后對應的處理措施。處理后的路面，經過長期監測與檢測評定，達到設計要求，經一年多的使用未發生路面開裂、翻漿、不均勻沉降等病害，實踐證明該路面病害處治技術具有較高的可行性。本文的研究，對于公路工程中瀝青路面的病害防治工作，具有一定的參考和借鑒意義。