某高速公路路面病害探討

江 宇 （安徽省中盛建設工程試驗檢測有限公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

隨著我國國民經濟建設的發展，高速公路建設逐步適應工業化和城市化的發展，已成為城市交通的骨干。研究高速公路路面病害成因是一項復雜的系統性工作，是保證路面行車安全的重要前提,本文主要工作是在分析既有病害調查基礎上，采用取芯法檢測、壓實度試驗、滲水系數測試、開槽法以及彎沉檢測等手段，對高速公路路面病害原因進行分析。

1 工程概述

以安徽省沿江平原與皖南山區的結合部某路段為研究背景，該路線全長56.815km，雙向四車道，設計速度120km/h，路基寬 28.00m，瀝青混凝土路面寬23.5m（包括硬路肩部分）；路面標準軸載BZZ—100。該項目于2017年12月底通車，目前部分瀝青混凝土路面和瀝青混凝土橋面鋪裝出現了坑槽、車轍和翻漿等病害。

2 實測結果

2.1 路面外觀

本次瀝青混凝土路面外觀檢測發現全線路段主要存在不同程度和范圍的車轍、坑槽、翻漿、松散、泛油等病害，綠化帶填土高度整體較低，中央分隔帶路緣石高度全部低于瀝青混凝土面層，不利于路面排水。

2.2 路面取芯檢測結果

2.2.1 厚度、外觀

本次瀝青混凝土路面面層厚度檢測共取芯22處，均滿足設計要求。其中8處芯樣松散破損未成型或局部破碎、松散未取出完整芯樣。

2.2.2 壓實度

本次瀝青混凝土路面面層壓實度檢測共選取芯樣20個，經試驗壓實度良好，馬氏壓實度均大于96%、理論壓實度均大于92%。

2.3 滲水系數

本次瀝青混凝土路面滲水系數全路段共抽檢20段，均滿足設計要求。

2.4 路面開槽專項檢查

本次針對瀝青混凝土路面病害較為明顯的路段進行開槽檢測（采用干作業排除濕作業水的影響），通過現場開挖可發現，K217+001～K223+999段大部分瀝青混凝土路面的中、下面層較為潮濕；部分路段中面層松散，且水穩基層還出現滲水現象，對開槽位置連續觀察一段時間后滲水量趨于穩定；部分橋梁防水層存在白色粉末狀雜質；中央分隔帶綠化帶靠近路緣石底部較為潮濕；部分硬路肩反濾層含較多雜質，排水不暢；部分槽孔瀝青路面中面層松散、破碎，部分槽孔路面水泥穩定粒料基層含泥量偏大。橫向排水管布設較密路段的中、下瀝青面層潮濕，水穩基層未出現滲水現象。

2.5 路面的彎沉檢測

本次針對瀝青混凝土路面病害較為多的K217+001～K223+999路段行車道采用全自動車載落錘式彎沉儀進行檢測（路面彎沉設計值20.5（0.01mm）），該路段瀝青混凝土路面的左、右幅平均彎沉值分別為16.1（0.01mm）、19.2（0.01mm），左幅瀝青混凝土路面最大彎沉值、最小彎沉值分別為329.8（um）、60.6（um），右幅瀝青混凝土路面最大彎沉值、最小彎沉值分別為567.5（um）、56.1（um）。通過與路面調查、路面取芯以及路面開槽檢測對比可發現面層較為潮濕、松散、水穩基層滲水處現場彎沉值明顯偏大。

3 結果分析

從上述結果可知，K217+001～K223+999路段病害較為嚴重。根據檢測結果和現場的實際情況，可初步判斷本項目路面早期病害可能由以下原因產生。

3.1 路面立體排水存在明顯不足[1]

①中央綠化帶填土高度不足，單位匯水區域內的水不能利用路面橫向排水系統及時排出；②中央分隔帶路緣石高度不足，雨水天氣超車道上高速行駛車輛濺起的雨水回至中央分隔帶反復侵蝕路面；③隔滲土工布布設不合理，未按設計要求布設于路緣石底部，而是采用與中央分隔帶路緣石搭接方式，這就導致中央分隔帶的積水易從其間隙滲入路面結構層；④橫向排水管部分路段變更，數量減少較多，影響路面整體排水；⑤高速、重載車輛來回碾壓路面，積水泵吸至路面各結構層縫隙間，延緩了路面的排水時間，加劇瀝青混合料的水老化，降低了其耐久性；⑥部分硬路肩邊緣排水反濾層厚度較薄，反濾層集料雜質較多，反濾效果不明顯。

3.2 芯樣松散、破碎

從路面取芯情況來看，路面出現較為嚴重的車轍現象，同時，對應芯樣完整性不滿足要求，部分芯樣松散、破碎。主要成因有：①瀝青針人度偏小，粘結性能不良；②礦料潮濕或不潔凈、含泥量高，與瀝青粘結不牢；拌和時溫度偏高，瀝青焦枯；③攤鋪時，未充分壓實、溫度偏低、雨天攤鋪，水膜降低了集料間的粘結力；④使用過程中，溶解性油類的泄漏，雨雪水的滲入，降低了瀝青的粘結性能。

3.3 瀝青混凝土路面層彎沉值偏大

①路面上重載、超載車輛較多，多路面產生破壞；②排水不暢，路基潮濕，回彈較小，從而導致路面彎沉較大[2]。

3.4 出現層間間隙

部分橋面水泥混凝土防水層與瀝青混凝土出現層間間隙。主要原因可能由于瀝青鋪裝層攤鋪前水泥混凝土防水層表面灰塵未清除干凈，導致瀝青混凝土鋪裝與水泥混凝土兩個結構層粘結不滿足要求。從現場橋面取芯、開槽驗證結果來看，鑿除瀝青混凝土面層后可發現水泥混凝土防水層表面存在明顯的白色粉末狀雜質，對瀝青混凝土面層與防水層的粘結造成影響，再加上部分自由水滲入層間間隙，最終導致部分鋪裝層出現局部破損、松散和翻漿。

3.5 冬季施工對瀝青混凝土耐久性的不利影響

參考相關溯源資料可知，本項目部分路段瀝青混凝土面層在11月、12月以及第二年1月份等不利季節進行攤鋪施工，這個時段施工對瀝青性能、瀝青混凝土壓實工藝和溫控方面要求非常高，如控制不嚴則可能會導致瀝青混凝土穩定性和耐久性降低。從調查結果來看，該時段施工的路面損壞的段落和部位明顯要多于其他時段施工的路面。從目前試運營兩年時間來看，個別路段局部病害已較為明顯，必須及時進行處理，避免由于病害的繼續發展和擴大而影響整個路段的結構功能和使用功能。

3.6 交通量的急劇增加

從兩年多該路段的交通流量來看，增長速度遠遠大于設計預估的交通量，并且重型車輛較多，對路面產生了更快的磨耗，對路面的使用性能也提出更高的要求。重載車輛增多，瀝青混凝土表層磨耗加大，增大瀝青混凝土開口孔隙，孔隙增多，瀝青含量損失加大，表面在荷載作用下就會產生松散現象。因此隨著時間推移，重載車輛增多，加劇了路面和橋面的破壞。

4 維修建議

①針對路面立體排水存在不暢問題較為嚴重路段，建議采用“上截下排，表面封堵，局部增加橫向排水設施”，a.在綠化帶處補種草皮；b.在中央分隔帶路緣石搭接處灌注水泥凈漿堵水；c.對部分路面老化嚴重路段采用霧封層處理；d.在硬路肩邊緣排泄水槽處順行車道方向切一條深溝排水，并定期清理堵塞物；e.部分水害嚴重路段可以采用頂管技術從路基外側布設橫向排水管[3]、[4]、[5]。

②部分病害尤其是車轍和松散較為嚴重路段，建議對上面層進行銑刨重新鋪筑瀝青混凝土。其中因瀝青用量偏少或因低氣溫施工造成的松散路面處理后再做稀漿封層處治；因油溫過高，瀝青老化失去粘性而造成的松散，應將松散部分全部挖除后重做面層；因瀝青與酸性石料間的粘附性不良而造成的路面松散，應將松散部分全部挖除重做面層。

③針對部分橋面翻漿嚴重處鑿除破損處面層，重新鋪筑防水層及瀝青混凝土面層。對坑槽采用熱補法修補，采用熱修補養護車，將加熱板加熱坑槽處路面，翻松被加熱軟化鋪裝層，噴灑乳化瀝青，加入新的瀝青混合料，然后攪拌攤鋪，壓路機壓實成型。

④加強經常性和預防性的日常養護，以保證路面經常處于良好的技術狀態。