山區公路長大縱坡瀝青路面病害成因及養護措施研究

丁 偉

（中國路橋工程有限責任公司,北京 100011）

0 引言

隨著近年來國家社會經濟的快速發展，公路建設也隨之達到了建設高潮。越來越多的山區公路開通運營，由于山區特殊的地形、環境、交通等條件惡劣，長大縱坡瀝青路面出現越來越多的車轍、裂縫、推移及擁包等病害。因此做好山區公路，特別是長大縱坡瀝青路面的養護工作是一項重難點。為了使山區公路建設工作更具針對性，該文主要對“山區公路長大縱坡瀝青路面病害成因”進行分析和研究，并結合相關實踐經驗，從多角度深入探討山區長大縱坡瀝青路面養護措施，對今后相關工作開展具有較深遠的意義。

1 山區公路長大縱坡瀝青路面病害的特點

山區公路瀝青路面在車輛行駛荷載及氣候環境（如雨水、氣溫變化以及路基土質、水文差異等）的反復作用下，將產生塑性變形、剪力彎拉應變和彈性疲勞等現象。特別是隨著各地區經濟的發展，交通量不斷增長，物流、運輸業超載現象難以遏制，或存在設計、施工等方面造成的質量問題，各種病害如果在日常得不到及時養護或預防性養護，瀝青路面就會出現多種損壞，其中長大縱坡瀝青路面尤為突出[1]。

山區公路長大縱坡路面病害主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、車轍、松散與坑槽等，如圖1、圖2、圖3所示。

圖2 車轍

圖3 松散與坑槽

2 山區公路長大縱坡瀝青路面病害原因分析

2.1 瀝青路面裂縫形成的原因分析

瀝青路面形成裂縫病害，存在的最大隱患就是雨水等水分通過裂縫滲入下結構層，造成路基破壞，路面結構層承載力下降；一旦受到破壞的路面反復受到車輛荷載的影響，就會迅速造成路面結構層的損壞，其中山區公路長縱坡瀝青路面裂縫表現為橫向裂縫、縱向裂縫兩種類型。

2.1.1 橫向裂縫原因分析

橫向裂縫通常與路中心線基本垂直，縫寬大小不一，部分橫貫整個路幅，部分貫穿局部路幅，裂縫彎彎曲曲、有支有叉，同時伴隨著支縫、塌陷、破碎、剝落等問題。同時，由于對山區道路瀝青路面施工技術掌握不透徹、控制不嚴格，對熱脹冷縮對道路路面結構層的深層次影響存在主觀忽視，導致溫度高低不均而形成溫縮裂縫。

此外，公路瀝青路面在道路運營過程中，經過車輛、設備的反復碾壓，對瀝青集料及所含水分帶來一定程度的影響，造成瀝青材料黏性降低，形成路面疲勞，最終形成水損裂縫。

2.1.2 縱向裂縫原因分析

與橫向裂縫相比，縱向裂縫病害同樣較為突出。縱向裂縫基本與行車方向相同，裂縫的長度和寬度不一，但縱向裂縫長度通常較長，同時一般會伴有支縫。該病害一般發生在高填方的路段，裂縫容易沿行車方向呈臺階狀，影響行車舒適性。縱向裂縫形成的主要原因是瀝青路面長時間處于相對疲勞狀態，負擔的車載較重，造成瀝青路面整體強度降低。縱向裂縫病害需要進行科學養護，采取有效措施，否則將加劇該病害的發展，影響正常交通，并降低瀝青路面的使用壽命。

2.2 瀝青路面車轍形成原因分析

車轍病害在瀝青路面中較為常見，其不僅影響道路的行駛舒適性，還對交通安全埋下一定的隱患。正常情況下，瀝青路面的車轍主要包括結構性車轍、流動性車轍、壓密性車轍。而山區公路長大縱坡瀝青路面車轍病害相對較為嚴重、集中，主要表現為：車轍數量多、深度大，大多存在于上坡路段，并且雖通過處理，車轍會反復出現。長大縱坡瀝青路面車轍病害的影響因素主要包括內因和外因兩個方面[2]。

2.2.1 結構性車轍原因分析

結構性車轍發生于半剛性基層道路，瀝青道路在運營過程中，當車輛行駛荷載超過道路所能承受的強度時，會造成瀝青道路的各結構層產生永久變形[3]。一般結構性車轍寬度較大，車轍斷面成“V”形。

2.2.2 流動性車轍原因分析

在夏季氣溫較高的氣候條件下，在車輛荷載的反復作用下，應力超出了瀝青混合料所能承受的抗剪能力，最終造成瀝青路面形成永久的變形或者塑性流動變形，此種車轍呈“W”形。其中在山區公路長大縱坡瀝青路面中，這種車轍病害最為突出、常見。之所以車轍病害在該區域較為嚴重，主要是受車輛動力因素影響，通常車輛速度會降低，行駛速度較慢，造成車胎輪跡處瀝青路面下陷，周邊瀝青路面上凸。同時，受瀝青原材料的質量、性能等不良影響，加劇了車轍病害的程度。

2.2.3 壓密性車轍原因分析

壓密性車轍形成的根本原因是瀝青攤鋪過程中，瀝青未經過嚴格的碾壓，造成瀝青路面壓實度、密實度沒有達到設計要求，這是一種非正常的車轍，往往是由于片面地追求道路成型時的平整度，碾壓不嚴格、不到位造成的。

2.3 瀝青路面形成松散及坑槽原因分析

瀝青路面松散及坑槽病害主要是瀝青路面在水的作用下，使瀝青與礦料之間的黏結力逐步降低，并逐步從礦料表面脫落。并且隨著公路運營時間的延長，最終造成瀝青路面在車載的反復作用下呈松散狀態，嚴重的瀝青路面中的礦料也逐步脫落，最終形成坑槽。該病害形成的主要原因主要包括以下幾種情況：

2.3.1 礦料的選擇問題

瀝青路面形成松散、剝落病害，最可能的原因就是瀝青與礦料之間的黏結性比較差，或者是選用的抗剝落劑沒有達到設計目標，在外界作用下，最終造成瀝青從礦料表面剝落。瀝青混凝土礦料選擇應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》要求，如表1所示。

表1 瀝青混凝土礦料選擇要求

2.3.2 配合比設計問題

瀝青路面出現松散、剝落，在配合比設計方面，也可能存在設計的瀝青混凝土空隙率過大，礦料選擇不合理，造成路面透水性較強，水容易進入并滯留在瀝青混合料內部。在行車荷載產生的壓應力以及車輛快速行駛產生的真空吸力形成的剪應力作用下，瀝青路面混合料穩定性出現問題，路面病害也隨之出現。

2.3.3 施工問題

道路瀝青路面施工過程中，存在不滿足設計及施工規范要求情況，但仍進行路面施工情況[4]。例如：

（1）瀝青集料構成的原材料在生產、運輸、儲存的過程中，方式不當，形成原材料離析狀態，或者在瀝青集料在裝料、運輸、瀝青攤鋪的過程中，施工工藝、工法不滿足要求，造成瀝青集料出現嚴重的離析現象，并且現場施工人員沒有及時處理。

（2）瀝青攤鋪過程中，縱縫、橫縫、道路邊緣的處理很關鍵，受瀝青攤鋪作業人員的施工經驗不足、工作態度不佳及現場監督不到位等影響，造成這些部位的瀝青混合料離析。

（3）瀝青攤鋪過程中，施工作業人員過度追求路面成型平整度水平，對攤鋪的瀝青混合料壓實不到位，造成瀝青路面壓實度不滿足要求。

（4）瀝青路面施工時，要求上一結構層表面潔凈，以確保瀝青路面各結構層的黏結性良好。而施工過程中，可能存在瀝青攤鋪的面層受到嚴重污染，或者污染物未按照要求進行清理，即組織瀝青攤鋪，最終影響了瀝青路面的整體性。

（5）瀝青路面施工時，道路標高、瀝青層厚度控制出現問題，造成瀝青厚度不足，在行車荷載作用下，瀝青路面上面層粗骨料脫落形成坑槽。

3 山區公路長大縱坡瀝青路面病害養護措施研究

針對山區公路長大縱坡瀝青路面常見病害，結合以往經驗及客觀實踐，通常可以采用綜合處理法、廠拌再生法等多種養護措施。不同的措施具有不同的技術使用條件，在日常的病害養護時，應根據現場實際情況，審慎對待、科學選擇，否則不僅在經濟上形成浪費，還甚至可能造成二次病害。因此山區公路長大縱坡瀝青路面病害治理有必要對其養護措施進行必要的研究，用最科學的方法進行養護。

3.1 山區公路長大縱坡瀝青路面養護的原則

山區長大縱坡瀝青公路進行封路維修、養護，道路的服務型、通暢性將被人詬病。同時道路等病害出現，或出現較多病害后再去處理、養護，將大大增加道路的養護難度。因此，路面要遵循“預防為主”的養護原則，控制好路面瀝青攤鋪質量，并制定有針對性的措施及方案，盡量避免路面后期出現病害問題，延長瀝青路面養護周期，最大限度地降低路面養護對道路正常通行的影響，確保道路的服務功能良好[5]。

3.2 山區公路長大縱坡瀝青路面的正常養護與養護措施

山區公路長大縱坡瀝青路面因運營的時間不同，病害數量、性質嚴重性不同，因此在路面養護時，應選擇具有針對性的養護措施。對于日常巡視發現的輕微病害，可選擇采用一定的保養劑，增強瀝青材料的黏性，提高瀝青路面的整體強度，達到瀝青路面日常養護的預期目的。對于日常巡查發現病害問題已經較為突出、嚴重的，一般養護措施已經無法達到養護目的，應根據現場瀝青路面病害的實際情況，科學選擇瀝青表面處治以及稀漿封層的技術處治等手段，以此來解決山區公路長大縱坡瀝青路面最常見的塌陷、車轍、裂縫等病害問題，最終達到路面平整性等舒適度功能。

3.3 山區公路瀝青路面治理的有效措施

對于山區公路長大縱坡瀝青路面車轍病害，還可采用改性瀝青與常溫下施工相結合的方式進行瀝青表面修復、治理。這種治理、養護方法，首先將存在病害區域的老舊瀝青材料徹底清除，再將瀝青混合料注入瀝青病害裂縫處，最后對注入的瀝青混合料進行合理碾壓，在平整度、壓實度達到要求后，瀝青路面病害修復完成。對于出現的裂縫病害問題，通常可采用罩面措施進行修復，但處理過程中應注意將雜物和積水處理到位。

3.4 嚴格控制車輛超載現象

在日常道路交通運行過程中，車輛的超限、超載情況非常普遍，而車輛的超限、超載都嚴重影響了公路的使用功能，必將縮短公路的運營壽命，導致公路出現車轍、坑槽、擁包、沉陷等病害現象，除影響行車體驗、舒適度外，嚴重的還將釀成交通事故，損害道路交通設施、路面等。因此對道路養護，特別是對山區長大縱坡瀝青道路的養護，嚴控車輛超載是重中之重，也是最簡單、行之有效的措施。

3.5 日常養護做好路面、路肩的防排水工作

在山區，特別是南方，陰雨天氣較多，瀝青路面通常會積水，隨著時間的延長，將造成瀝青材料性能的降低，道路結構層隨之遭到破壞，黏性及穩定性大不如前。因此山區長大縱坡瀝青路面特別要注意該路段的路面排水，在日常巡查中，要及時排查路面積水情況。同時有必要在具備條件的情況下，對易積水的瀝青路面段進行改造、處理，可以對老瀝青路面進行銑刨處理，再加鋪瀝青層，解決路面低洼處積水問題，在根本上降低因路面積水問題造成的瀝青路面損壞。

另外，道路中央分隔帶、邊坡等滲水，都會造成局部路基受到水浸泡后強度降低，在常年的車載作用下，路面結構最終形成下陷、坑槽等病害。因此公路路肩這些區域的防排水工作也不能忽視，做好相應的工作，對道路路面養護工作同樣重要。

3.6 瀝青道路注意環境美化

道路路面養護不可避免，特別是對于山區長大縱坡路面，因其特殊的地理環境及道路行駛條件，必須注重養護過程中的交通引導，按照提前制定的方案及國家的交通規范要求，做好提示、警示標志。同時可以通過種植綠色植物，美化道路通行環境，提高道路通行效果。

4 結語

山區公路長大縱坡瀝青路面因其特殊的設計及環境因素，一旦出現嚴重的病害，即會影響車輛的行車舒適性，降低山區公路的運行壽命，增加山區公路的管理、運營成本，甚至釀成嚴重的交通事故。該文從山區公路長大縱坡瀝青路面各類病害出發，探討、分析了各類常見病害的形成原因及影響因素，并提出了相應的管理、養護措施，對類似路面養護具有借鑒、參考價值。