瀝青路面病害成因及養(yǎng)護(hù)施工對(duì)策

柴 歡

(中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300000)

1 瀝青路面常見病害類型

目前來講，我國公路瀝青路面常見病害主要集中在水損壞、變形、裂縫等，在路面總病害面積中，上述3類病害所占面積較大。因此，本文將瀝青路面病害的重點(diǎn)聚焦在如何解決水損害、變形及裂縫類病害上，希望在掌握病害類型和成因的基礎(chǔ)上，找出有效的解決措施。

1.1 表面水損壞

在雨水等自然因素的長期作用下，很多瀝青路面普遍存在較為嚴(yán)重的表面水損壞現(xiàn)象，比如麻面、坑槽、掉粒等。

1.2 變形類病害

在瀝青路面病害中，變形類病害是最常見的一種類型，主要包含車轍、沉陷等。一旦路面出現(xiàn)變形情況，勢必會(huì)對(duì)路面平整度和行車舒適性造成極大影響，甚至?xí)l(fā)交通事故，不利于行車安全。

1.3 裂縫類病害

裂縫病害形式多種多樣，主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、反射裂縫、網(wǎng)裂等，在行車荷載的影響下，甚至?xí)霈F(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞性裂縫。

2 瀝青路面病害成因分析

2.1 水損壞原因

1)施工材料原因。一般來講，瀝青路面上面層多采用AC級(jí)配混合料，很少采用改性石油瀝青，普通石油瀝青缺乏抗高溫穩(wěn)定性，但隨著各地氣候不斷增長，很多時(shí)候，夏季高溫可達(dá)到38℃～39℃，且夏季高溫時(shí)間較長，在高溫和行車荷載長期作用下，極易出現(xiàn)瀝青路面嚴(yán)重變形現(xiàn)象。加上很多地區(qū)公路建設(shè)多采用二灰穩(wěn)定碎石半剛性基層，此類基層極易出現(xiàn)裂縫，甚至形成反射裂縫，若養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，一旦雨水下滲到瀝青路面結(jié)構(gòu)層，必定會(huì)發(fā)生瀝青路面水損壞。

2)施工工藝原因。當(dāng)施工工序不合理，或施工操作失誤，都會(huì)引起瀝青混合料離析，或者碾壓質(zhì)量不佳，壓實(shí)度不符合設(shè)計(jì)要求，或者層間粘結(jié)作用差等也會(huì)破壞瀝青路面。

3)排水設(shè)計(jì)原因。排水不暢、排水系統(tǒng)不完善也是引起瀝青路面水損壞的直接原因之一。由于路面積水等問題，車輛高速行駛過程中，尤其是重載超載車輛碾壓作用下，將會(huì)大幅增加動(dòng)水壓力，進(jìn)而加速破壞瀝青路面。

2.2 變形類病害原因

在高溫條件下，瀝青面層在行車荷載反復(fù)作用下，極易形成永久變形和塑性流動(dòng)，即車轍。對(duì)于變形類病害而言，其主要原因在于以下2點(diǎn)。

1)施工材料原因。據(jù)研究表明，普通瀝青具有相對(duì)較差的高溫穩(wěn)定性，加上近年來交通量持續(xù)增長，重載超載問題嚴(yán)重，在上述2種因素的共同作用下，路面很可以出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

2)設(shè)計(jì)施工原因。從早期修建的公路工程實(shí)際分析，部分主干道的實(shí)際荷載遠(yuǎn)在設(shè)計(jì)荷載之上，施工中為了縮短工期，往往會(huì)出現(xiàn)路基壓實(shí)度不符合規(guī)定要求，路面空隙率過大，相關(guān)指標(biāo)與設(shè)計(jì)規(guī)定不符等情況。加上高溫、重載交通等因素的制約，將會(huì)加重瀝青路面病害，導(dǎo)致瀝青路面流動(dòng)性變形問題嚴(yán)重化。

2.3 裂縫類病害原因

1)橫向裂縫。裂縫方向基本垂直于公路中心線，縫寬各異，縫長可能貫穿整個(gè)路幅，長度不一。產(chǎn)生橫向裂縫的原因主要在于氣溫、瀝青面層和半剛性基層材料的粘結(jié)作用及抗裂能力。

2)縱向裂縫。裂縫走向平行于行車方向，無論是裂縫寬度，亦或是裂縫長度，均存在很大區(qū)別。一般在行車道輪跡處集中出現(xiàn)。產(chǎn)生縱向裂縫的主要原因在于重載、超載問題嚴(yán)重，路面承受壓力過大，進(jìn)而出現(xiàn)了較為嚴(yán)重縱向裂縫。

3)網(wǎng)裂。裂縫方向縱橫交織，縫寬大于1 mm，縫距大于40 cm，裂縫范圍面積大于1 m2。網(wǎng)裂病害的原因主要在于2點(diǎn)：①隨著時(shí)間的推移，瀝青路面老化現(xiàn)象嚴(yán)重，表面反復(fù)受力很容易出現(xiàn)疲勞開裂。②由于路面已出現(xiàn)裂縫，這種情況下，雨水極易下滲到路面基層，在行車荷載等因素影響下，將會(huì)大大增加動(dòng)水壓力，導(dǎo)致瀝青和集料剝離，從而影響路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3 工程概況

某公路工程交通繁重，且重載超載問題嚴(yán)重，路面整體狀況較差，需對(duì)病害路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。由于本路段承擔(dān)著繁重的交通任務(wù)，為了減少對(duì)來往車輛通行的不利影響，必須及時(shí)開放交通。因此，為了快速恢復(fù)交通，決定采用就地?zé)嵩偕┕し桨高M(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)施工。就地?zé)嵩偕┕ぶ校毻ㄟ^加熱法將路面溫度保持在130℃～180℃，并通過精確稱量將一定量的再生劑摻加到耙松的舊路面。隨后均勻拌和回收料和新?lián)搅稀４鶆驍嚢韬螅谙卤砻鎸訑備佇碌幕旌狭稀Ｍㄟ^就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)，有助于增強(qiáng)再生路面層間粘結(jié)性能、有利于修復(fù)路面裂縫等病害，相比其他養(yǎng)護(hù)技術(shù)，還可節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，降低養(yǎng)護(hù)成本。

4 瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工對(duì)策

4.1 RAP材料回收利用

RAP材料回收與處理是熱再生施工的關(guān)鍵，為了保證RAP材料質(zhì)量，須分開、分層堆放，不得混放。在舊瀝青路面材料使用前，須進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測，主要檢測內(nèi)容有針入度、15℃延度、軟化點(diǎn)、60℃動(dòng)力黏度等，保證各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均可達(dá)到規(guī)定要求。

4.2 原路面清理

施工前清掃路面，比如路面上的垃圾、雜物等，保證路面清潔、干燥、無污染。

4.3 路面加熱

對(duì)就地?zé)嵩偕鷣碚f，加熱溫度和深度是前提，也是關(guān)鍵。通過再生機(jī)組的加熱設(shè)備，將路面加熱到施工規(guī)定溫度。同時(shí)，根據(jù)施工要求，選擇匹配的路面再生機(jī)，通過復(fù)拌機(jī)的翻松裝置對(duì)舊路面進(jìn)行翻松、拌和處理。

4.4 再生劑噴灑

完成上述作業(yè)后，可通過再生劑噴射裝置在翻松的混合料上均勻噴灑再生劑，保證再生劑和舊瀝青混合料直接接觸，從而提高舊瀝青混合料的使用性能。根據(jù)翻松深度、行駛速度等條件，再生劑噴灑裝置可隨之改變，精準(zhǔn)調(diào)整再生劑噴灑量。若舊瀝青路面均勻性不合格，需按照實(shí)際情況，合理調(diào)整再生劑噴灑量。

4.5 拌和施工

按照設(shè)計(jì)要求，就地?zé)嵩偕旌狭习韬褪┕ぶ校瑧?yīng)選擇專用拌和設(shè)備。拌和過程中，合理控制各類材料加熱溫度與拌和時(shí)間。拌和后，保證混合料均勻、無花白料。

4.6 攤鋪施工

根據(jù)試驗(yàn)段確定工藝參數(shù)，調(diào)整攤鋪時(shí)振搗的頻率與振幅，以提高再生混合料的初始密實(shí)度。攤鋪速度應(yīng)與加熱設(shè)備行進(jìn)速度保持一致，同時(shí)合理控制攤鋪溫度，確保混合料攤鋪均勻，無裂紋、離析等現(xiàn)象。按照施工要求，通過梯隊(duì)方式進(jìn)行攤鋪，速度不宜過快，可控制在2.0 m/min左右。在攤鋪過程中，同時(shí)，要做到連續(xù)、不間斷施工，盡可能減少停機(jī)次數(shù)，確保運(yùn)料車集中等候、集中攤鋪。

4.7 碾壓施工

緊隨攤鋪進(jìn)行碾壓施工。根據(jù)施工規(guī)定要求，可分3個(gè)階段完成碾壓施工：①初壓時(shí)，緊跟攤鋪機(jī)，應(yīng)采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，碾壓遍數(shù)為2～3遍，速度控制在2～3 km/h，施工溫度控制在130℃～140℃。②復(fù)壓時(shí)，采用鋼輪+輪胎壓路機(jī)進(jìn)行組合施工，碾壓遍數(shù)為4～6遍，速度為3～5 km/h，復(fù)壓時(shí)碾壓施工的重點(diǎn)，在保證壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，應(yīng)保證碾壓施工質(zhì)量。③終壓時(shí)，采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行施工，碾壓遍數(shù)為2～3遍，直至消除明顯輪跡。碾壓施工后，需檢驗(yàn)路面壓實(shí)度，保證滿足設(shè)計(jì)要求。

4.8 開放交通

結(jié)束以上各項(xiàng)工序后，即可進(jìn)入養(yǎng)生階段，當(dāng)路表溫度降至50℃以下，可開放交通。

4.9 性能檢測與分析

施工結(jié)束后，為了檢驗(yàn)施工效果，可采取鉆芯取樣法進(jìn)行測定，通過取出芯樣可知，芯樣完整，未出現(xiàn)斷裂，由此表明路面層間黏結(jié)效果良好，粗集料在細(xì)集料之間分布均勻，說明利用熱再生技術(shù)可提高路面施工的均勻性。同時(shí)，利用芯樣進(jìn)行壓實(shí)度檢測，實(shí)測壓實(shí)度平均值為98.8%，符合施工規(guī)定。

在路面水穩(wěn)定性檢測中，滲水性能是一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)。為了檢驗(yàn)路面的滲水系數(shù)，通過路面滲水儀對(duì)熱再生瀝青路面滲水系數(shù)進(jìn)行測定，共設(shè)10個(gè)測點(diǎn)，測定結(jié)果分析可知，再生熱路面的滲水系數(shù)在20～46 mL/min，平均值為26 mL/min，相比現(xiàn)行規(guī)范值小于等于300 mL/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該值，由此表明，路面經(jīng)就地?zé)嵩偕┕ゐB(yǎng)護(hù)后，具有良好的抗?jié)B性能。

5 結(jié)語

公路工程是一個(gè)地區(qū)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，是聯(lián)結(jié)地區(qū)之間的“血脈”。我國公路交通事業(yè)發(fā)展迅速，日益完善的公路網(wǎng)為國民經(jīng)濟(jì)增長奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，推進(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。然而，在公路建設(shè)里程持續(xù)增長的背后，也面臨著大量的公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)。為了保障道路通行舒適和安全，每年國家需要投入大量維修養(yǎng)護(hù)資金，目前我國公路事業(yè)已步入了“建養(yǎng)并重”的時(shí)期，如何抑制路面病害，采取切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)措施勢在必行。因此，本文開展瀝青路面病害及養(yǎng)護(hù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。