高速公路長大縱坡瀝青路面病害成因及養(yǎng)護(hù)措施

張 劍

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350000）

1 工程概況及病害調(diào)查

1.1 工程概況

格魯吉亞Kobuleti市繞城公路項目，KM12+400～KM31+259段屬于二標(biāo)段，道路全長18.859 km；道路被設(shè)定為雙向單車道。Kobuleti繞城公路位于格魯吉亞西部巴圖米市，臨近黑海，屬于海邊氣候，當(dāng)?shù)赜晁渑妫昶骄?20 d降雨，對高速瀝青路面的排水要求較高。

在車流量大且車輛存在超載的情況下，該公路部分路段存在嚴(yán)重的破損現(xiàn)象，在此影響下，車輛運行的安全性大幅度降低，行車舒適度也受到大幅影響。特別是長大縱坡，破壞程度更嚴(yán)重。

1.2 長大縱坡瀝青路面車轍病害調(diào)查

高速公路在山嶺地域建設(shè)時，其地質(zhì)情況非常復(fù)雜，且存在大量的長大縱坡。該高速公路通車開始，就以安全、暢通為目標(biāo)。隨著時間的推移，車流量不斷增加以及沿線本身就復(fù)雜的地質(zhì)條件，通過現(xiàn)場勘測之后發(fā)現(xiàn)該公路存在嚴(yán)重的車轍病害，且多發(fā)生在行車道，特別是重載方向的長大縱坡路段車轍病害更嚴(yán)重，部分公路車轍深度超過5 cm，嚴(yán)重影響了行車安全。

2 施工工藝流程

（2）以施工要求為準(zhǔn)，準(zhǔn)備合適粒徑的碎石以及優(yōu)質(zhì)的抗車轍瀝青作為撒布施工的原材料。采用封層車噴灑，在此期間調(diào)整好噴嘴的姿態(tài)，并使車輛以勻速的狀態(tài)行駛，高效完成撒布作業(yè)。對于作業(yè)空間有限或較隱蔽的邊角區(qū)域，撒布車的適用性不足，可能存在撒布不全面的情況，轉(zhuǎn)為人工撒布的方法，保證各處均有足量的材料。

（3）材料選擇2.2～2.6 kg/m瀝青、10～10.5 kg/m碎石，對于撒布過程中散落的碎石以及重疊部位，安排專員清理。

（4）撒布施工中，以縱橫向交接處以及啟動部位較為特殊，需要避免漏灑、重疊撒布的情況。若因操作不當(dāng)重疊撒布，應(yīng)及時以人工作業(yè)的方式清理多余的碎石，否則不可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

（5）碎石、瀝青撒布完成后，安排2臺26 t的膠輪壓路機(jī)持續(xù)碾壓3遍，設(shè)備盡可能保持勻速行駛，全程速度穩(wěn)定在2.0～2.5 km/h，不可突然提速或急剎車，且從基層邊緣處開始碾壓，逐步向中間區(qū)域推進(jìn)。碾壓成型2～3 h后，使用清掃車清理未黏結(jié)的松散碎石，以免清理不及時影響上面層和封層的黏結(jié)效果。

（6）碾壓完成后的3 h內(nèi)，加強(qiáng)現(xiàn)場防護(hù)，任何車輛以及人員均不可進(jìn)入現(xiàn)場，在無干擾的條件下使撒布料成型；3 h后適度開放交通，車輛限速25 km/h，若車輛行駛速度過快，將導(dǎo)致抗車轍瀝青同步碎石封層受損，影響最終的施工效果。

3 長大縱坡瀝青路面病害原因分析

車轍指瀝青路面上，車輛產(chǎn)生的輪跡在其他車輛荷載的持續(xù)作用下，豎直方向變形逐漸積累，且會導(dǎo)致兩側(cè)鼓起。根據(jù)瀝青路面車轍的不同產(chǎn)生原因，可以將車轍分為三種，即壓密型車轍、結(jié)構(gòu)型車轍、失穩(wěn)型車轍。

3.1 縱坡坡度

載重車輛在坡面上行駛時，車速會隨著坡面、坡度的增加而減小。由感溫性材料瀝青的時溫等效法則可知，對于長大縱坡路段，以20 km/h行駛過對路面產(chǎn)生的形變和車輛以100 km/h行駛5遍導(dǎo)致路面的形變相同。

3.2 重載、超載交通的影響

現(xiàn)階段，車輛數(shù)量不斷增大，大貨車數(shù)量也越來越大，公路上通行的超載車輛的數(shù)量也有所增加，一般軸載可達(dá)到20 t，最高可達(dá)30 t。但目前對公路瀝青路面進(jìn)行設(shè)計時，規(guī)范軸載為10 t，高速公路經(jīng)常發(fā)生超載。

通過對本地某學(xué)校初高中價值觀與自我價值觀關(guān)系之間的相關(guān)研究，我們大致可以了解到自我觀除了與個人取向之間存在的既定人際價值感關(guān)系外，與其他自我價值感基本上均存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，并無明顯的正相關(guān)關(guān)系。換句話說，青少年作為自我觀發(fā)展的關(guān)鍵個體，如果自身價值觀感越高，青少年個體將會愈加重視自我的全面發(fā)展，比較側(cè)重于實現(xiàn)個人的自我價值。

3.3 路面溫度的影響

隨著溫度的不斷增加，瀝青黏度以非線性指數(shù)降低，相反變形卻以非線性指數(shù)增大。如果天氣溫度不斷上升，特別是夏季，路面溫度高達(dá)60 ℃時，路面變形會隨著交通荷載不斷顯著，卸載后變形也不會消失，最終形成永久變形[1]。

3.4 瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響

在瀝青結(jié)合料黏結(jié)性以及礦料的嵌擠作用下，使瀝青混合料具有高溫穩(wěn)定性。但如果溫度持續(xù)上升，車輛荷載導(dǎo)致的水平推力以及剪切力足以對抗瀝青自身的黏結(jié)，需要礦料級配發(fā)揮效用。如果瀝青混合料使用密集配型，集料始終處于懸浮狀態(tài)，無法發(fā)揮嵌擠作用，也無法抵抗車轍。

4 長大縱坡瀝青路面車轍防治措施及效果評價

在多種因素的共同作用下，長大縱坡路面產(chǎn)生了車轍病害。為了有效解決車轍病害，本文從瀝青料設(shè)計、路面交通管理、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，結(jié)合實際情況，以期提升長大縱坡瀝青路面的抗車轍性[2]。

4.1 原材料的選用

（1）膠結(jié)料選用分析。

由于該地區(qū)溫度較高、交通量較大，所以對瀝青進(jìn)行選擇時需要以高、低溫性能良好的特征為原則。一般情況下，在長大縱坡段，可以選擇提升1個或2個高溫性能等級的瀝青膠結(jié)料。

（2）集料的選用。

為了增加混合料自身的穩(wěn)定性，可以選用具有大量棱角和紋理結(jié)構(gòu)復(fù)雜的碎石，擠壓碎石使其嵌擠增強(qiáng)。為了提升抗車轍性，需要多加注意對集料的選用。

（3）外摻劑的選用。

通過使用外摻劑可以改善混合料本身的路用性能，達(dá)到操作簡易、提升效果的作用。

4.2 瀝青混合料級配的選擇

瀝青混合料具有不同的類型，導(dǎo)致其不同的主要原因是級配不同。一般情況下，粗集料自身的嵌擠作用使瀝青混合料具有高溫穩(wěn)定性，使用的瀝青混合料為骨架密實型時，其抗車轍能力也較強(qiáng)。

4.3 路面交通管理

瀝青路面早期發(fā)生病害主要是由于超載、重載車輛，特別在長大縱坡段，超載現(xiàn)象使得該路段的車轍病害嚴(yán)重。為此，有關(guān)部門開始對車輛的超載進(jìn)行控制，利用限行、繞行等對車輛進(jìn)行分流，減輕車轍病害。

4.4 效果評價

一般的瀝青路面，其瀝青混合料高溫性能只要符合規(guī)范即可。針對高速公路長大縱坡段，瀝青混合料還需要具備較好的抗剪性和抗疲勞性。通過對實際高速公路進(jìn)行考察，對于瀝青路面結(jié)構(gòu)，中面層的溫度低于上面層的溫度，但也出現(xiàn)了車轍病害，為此必須重視對面層自身抗車轍性。為了達(dá)到抗車轍目的，對中層面提出了多種抗車轍方案，并以室內(nèi)試驗為方式對抗疲勞性、抗剪切能力以及高溫穩(wěn)定性進(jìn)行分析，對不同類型瀝青混合料的抗車轍效果進(jìn)行對比分析[3]。

5 長大縱坡路段瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)

對該路段自身的情況進(jìn)行客觀分析后，提出了廠拌熱再生法、綜合處理法等方案。針對不同的條件，需要選取不同的養(yǎng)護(hù)方式，進(jìn)行實踐時，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

5.1 瀝青路面養(yǎng)護(hù)原則

為有效降低養(yǎng)護(hù)難度，提高高速公路長大縱坡通行性能的連貫性，應(yīng)堅持以預(yù)防為主的養(yǎng)護(hù)原則，注重瀝青鋪設(shè)施工中的諸多影響要素與環(huán)節(jié)，并制定具有針對性的應(yīng)對措施與方案，規(guī)避后期可能出現(xiàn)的瀝青路面病害問題，延長高速公路養(yǎng)護(hù)周期，降低道路養(yǎng)護(hù)施工對道路正常通行造成的負(fù)面影響。

5.2 瀝青路面的正常與養(yǎng)護(hù)措施

高速公路的長達(dá)縱坡段本身運行時間不同，病害程度不同，養(yǎng)護(hù)措施也不同。如果路段病害較輕，養(yǎng)護(hù)時可以使用保養(yǎng)劑，主要是單方面增強(qiáng)路面的強(qiáng)度，以此完成養(yǎng)護(hù)。如果路段病害比較嚴(yán)重，此時需要根據(jù)病害的情況，分析路段塌陷、裂縫、車轍等的產(chǎn)生原因，利用稀漿分層技術(shù)以及表面微處理等方法對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5.3 瀝青路面治理的有效措施

為了解決瀝青路面的車轍病害，對路面進(jìn)行修復(fù)，可以選擇改性瀝青和常溫施工瀝青混合的方法。針對需要處理的病害處，清理病害區(qū)域后，將瀝青混合料注入病害發(fā)生的裂縫位置，進(jìn)行碾壓直至路面平整。對于其他裂縫問題，應(yīng)先清理裂縫內(nèi)部的雜物以及積水，利用罩面方式進(jìn)行修補(bǔ)。

5.4 做好路面排水工作

雨水密集的地區(qū)，由于大量積水以及長時間積水，瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)會遭受到極大破壞，路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響。為了避免上述現(xiàn)象，需要對高速公路長大縱坡面提前做好排水工作，保證道路排水功能正常。對于容易積水處，首先需要設(shè)置防水層，徹底對該區(qū)域銑刨，避免積水向瀝青內(nèi)部滲透。

5.5 美化瀝青道路環(huán)境

對高速公路長大縱坡瀝青路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)注意公路的車流量。為了盡量不影響交通，需要提前做好交通疏導(dǎo)工作，提前準(zhǔn)備相關(guān)標(biāo)志。此外，可以在公路上設(shè)置一些綠色植物，以優(yōu)化道路，減少道路問題。

6 結(jié)語

文章對高速公路發(fā)生的車轍病進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)產(chǎn)生車轍病的主要原因，具體包括縱坡坡度、路面溫度、交通情況等。為了解決該問題，從路面材料選擇、級配設(shè)計、交通管理等方面出發(fā)，為解決車轍問題提供方案。本文選取格魯吉亞高速公路的中面層作為本次試驗的研究對象，并為解決車轍問題提出了多種研究方案，并通過后期試驗驗證了效果。