瀝青混凝土路面的病害形成原因與防治措施分析

李春然、王彪

（貴州宏信創達工程檢測咨詢有限公司，貴州貴陽 550014）

0 引言

瀝青混凝土路面是我國主要的路面形式之一，相比于水泥混凝土路面，具有減震吸聲性能優越、行車舒適度高、耐久性和抗滑性好、施工期短、養護維修簡便等優點。隨著我國經濟迅速發展，人民生活水平日益提高，交通通行量也不斷增大，交通荷載不斷增大；同時受氣候、地質條件、路面材料和施工質量的影響，瀝青混凝土路面病害日益嚴重，極大地影響了交通通行的安全性。因此，在瀝青混凝土路面施工以及后續的運營養護過程中，要采取有效措施，對病害進行必要的防治處理，以改善瀝青混凝土路面綜合性能，滿足道路交通通行需要。

1 瀝青混凝土路面的主要病害及成因分析

1.1 裂縫的成因分析

目前瀝青混凝土路面病害中，裂縫問題發生率較高，主要包含以下裂縫類型。

1.1.1 橫向裂縫

裂縫與路中線基本呈垂直狀態，縫寬不等，有的貫穿整個路幅，有的貫穿部分路幅。該裂縫形成的原因不僅有車輛荷載作用，與施工材料的性能和施工工藝也存在直接關系。就目前瀝青混凝土路面施工結構分析，底層結構一般是水泥穩定碎石材料，該材料的強度和剛度較高，但是穩定性較差。尤其是受到環境溫度變化的影響，導致結構發生膨脹或者收縮反應，引發嚴重的裂縫問題[1]。

1.1.2 縱向裂縫

裂縫基本與行車方向平行，裂縫長寬不一，常在高填方的路基上出現，縱向裂縫容易沿行車方向呈臺階狀分布，影響行車舒適度。該裂縫問題主要是因為基層沉陷，或者車輛荷載持續作用。基層沉陷多數是因為施工路段比較低洼且回填高度沒有達到設計標高要求；或者回填土結構內存在大量的有機物，在地下水的持續作用下，不能達到密實標準要求，在車輛荷載作用下發生推移，從而影響結構的性能，導致結構裂縫的發生。一些車輛存在超載運行的情況，超出瀝青混凝土路面結構的承載能力，從而引發縱向裂縫。除以上原因外，路面結構強度不足，地質不良導致路基不均勻沉陷，相對方向的車輛荷載差異大、不平衡也會引發縱向裂縫。

1.1.3 網狀裂縫

該類型的裂縫包含大量的橫向裂縫與縱向裂縫，縱橫交錯呈網狀不規則分布。造成網狀裂縫的原因主要有橫向裂縫和縱向裂縫未及時處理導致交織發展、溫度疲勞以及瀝青老化等。如果不能及時處理，會導致大量的水分經裂縫滲入路基和路床結構內，導致結構強度下降。再加上車輛反復碾壓作用，導致內部結構松散，極大地影響道路通行的安全性。

1.2 坑槽的成因分析

坑槽病害對于瀝青混凝土路面而言，產生的影響是非常嚴重的，其多數是水損害所造成的。水損害是因為瀝青混凝土路面長期受到水或者凍融循環的作用，加上車輛的持續碾壓，導致內部孔隙水產生動壓力或者真空負壓，在長期抽吸作用影響之下，水分會直接進入瀝青混合料的骨架結構中，影響瀝青和集料的黏結力，使瀝青膜逐漸與集料剝離，導致路面表面出現脫落、松散等問題，最終形成坑槽病害。如果現場施工工藝選擇不當，或現場施工質量管理不到位，也會引發坑槽病害。在瀝青混合料的攪拌過程中，應該加強溫度控制，運輸到現場后，溫度也必須保持在合理的范圍內，如果溫度不合理，碾壓施工效果將難以達到標準要求，最終導致瀝青混合料的黏結性能較差，對瀝青混凝土路面的運行產生負面影響。坑槽病害非常嚴重，如果不能及時處治，會嚴重威脅道路交通的安全性[2]。

1.3 車轍的成因分析

車轍是瀝青混凝土路面在行車荷載的長期持續作用下，結構層材料發生側向位移，而產生的永久性帶狀凹槽，主要處在行車道車輪荷載經常作用的位置上。該病害表現為路面存在凹槽而結構沒有完全斷裂。其形成原因主要包含以下四種。

1.3.1 磨耗性車轍

磨耗性車轍是在惡劣環境影響以及車輪持續碾壓作用下，導致瀝青混凝土路面的集料發生脫落而形成的；有些道路工程為了提高冬季路面防滑性能，噴灑一定量的防滑材料，使瀝青的高溫性能下降，也會導致嚴重的磨耗性車轍病害。

1.3.2 結構性車轍

結構性車轍多數是在長期運行之下，路面結構老化嚴重，加上車輛荷載持續作用，而引發的病害。

1.3.3 失穩性車轍

瀝青材料比較特殊，如果環境溫度超過40℃，瀝青結構的黏結性能會逐步降低，表現出流動性特點。再加上車輛持續碾壓作用，導致瀝青混凝土路面結構損壞嚴重，部分位置會出現凹陷、凸起等問題，形成失穩性車轍病害。

1.3.4 壓密性車轍

道路工程施工中，路基結構的壓實作業極為重要，如果壓實效果不合格，路面結構的坡度及平整度不能滿足設計要求，且雨水不能及時排放，進入瀝青混合料空隙內，導致路基結構性能下降，引發壓密性車轍病害[3]。

1.4 沉陷的成因分析

挖方段和填挖交界處是沉陷病害多發部位，路面沉陷對深層次的路基結構危害嚴重，會極大地影響道路通行效果，大幅度縮短道路使用壽命。造成沉陷的原因主要有：路基結構層排水不暢，土體濕潤軟化發生不均勻沉陷；工程建成時間久遠，日益增長的交通量超過路面的承受力，發生疲勞破壞；在車輛荷載作用下，下層結構強度不足；橋頭路面沉陷不均勻等。沉陷主要表現為大面積沉陷和小面積沉陷兩種狀態。

1.4.1 大面積沉陷

大面積沉陷發生的原因主要是路基或基層結構承載力不足，尤其是一些施工路段選擇的填方材料不合理，性能不達標，最終影響路面壓實度，再加上長期受到降雨、車輛荷載的共同作用，路基或基層結構發生破壞，引發大面積沉陷。

1.4.2 小面積沉陷

小面積沉陷主要是因為瀝青混凝土路面的攤鋪不均勻、壓實不合格、平整度不足、坡度設計不合理或者瀝青混合料配比不當所造成的。

2 瀝青混凝土路面的病害防治措施

2.1 裂縫類病害的防治措施

2.1.1 裂縫類病害的處治

瀝青混凝土路面出現裂縫病害后，應該及時采取合理有效的措施，避免水等有害物質進入結構內部，造成更為嚴重的危害。對于裂縫寬度在2mm 以下的細小裂縫，可以不進行處理，但是要組織技術人員觀察裂縫的變化情況，一旦超出標準，應該立即采取處理措施；裂縫寬度在2～5mm 之間時，應用工具將裂縫內的雜物清理干凈，然后灌入乳化瀝青材料進行封閉處理；裂縫寬度超過5mm 時，需要使用專業工具進行開挖處理，將內部雜物清除干凈，然后填入瀝青混合料進行修補處理，再應用設備對路面進行充分壓實。如果裂縫是因為路基和基層強度不足所造成的，病害比較嚴重，應該將該區域內面層全部清理干凈，然后重新鋪設材料并碾壓密實。在現場處理的過程中，應加強地基結構承載性能檢測，一旦發現問題，要整體進行處治[4]。

2.1.2 裂縫類病害的預防

第一，低溫收縮是導致瀝青混凝土路面產生裂縫的主要因素。因此，選材應采用低溫勁度小、延展度大、溫度反應不敏感、含蠟量低的瀝青，按技術要求選擇級配優良的礦料，選擇最佳配合比的瀝青混合料，從而有效防止瀝青混凝土路面開裂。

第二，設計過程中要綜合考慮現場的水文情況、地質條件、交通通行狀況、車輛荷載等多方面因素，確定最佳的公路設計方案。

第三，加強施工現場的質量管控，每個環節都必須有專人進行質量監督檢測，確保各種材料滿足技術指標要求。

第四，加強交通管制，禁止超載超限車輛進入。

2.2 坑槽類病害的防治措施

2.2.1 坑槽類病害的處治

目前的瀝青混凝土路面坑槽修補方法主要包含挖補法、填料法、熱烘法、噴射法等，本文主要分析以下兩種方法。

一是挖補法。該方法主要針對不規則的坑槽病害進行處理。首先，應找出坑槽的邊緣，按照“圓洞方補，斜洞正補”的原則，在坑槽邊緣外合適的距離，畫出填補輪廓線。其次，鑿除輪廓線內路面損壞部位，清除坑內松動部位及粉塵、雜質，并在槽壁涂刷熱瀝青。再次，如基層損壞，則按原配合比將基層混合料拌和均勻后，填入槽內，進行攤鋪、整平、壓實。最后，碾壓密實的基層表面須保持清潔、干燥，在其表面噴灑透層瀝青，分層填入瀝青混合料，并攤鋪、整平、壓實。

二是填料法。該方法具有及時性、廣泛性和臨時性的特點。優勢是維修設備簡單，操作方便，施工速度較快，適用于不同季節，對于修補面積較小的坑槽病害有著非常明顯的作用。在填料施工中，將現場存在的泥土、松散骨料、水等清理干凈，然后再填入強度較高的材料，并碾壓成型。

瀝青混凝土路面修補包含下述兩種工藝。

一是材料冷處理法。冷處理方式的主要優勢是施工速度快。首先，將不規則坑槽切除后，進行現場清理。其次，進行分層攤鋪、碾壓施工，確保路面結構性能合格。最后，對于超出路面的部位，及時進行碾壓處理，達到壓實度的要求。

二是材料熱處理法。熱處理方法的應用，可以保證坑槽和路面結構的整體性能符合要求。一般在坑槽內部雜物清理干凈后，立即開展現場攤鋪施工，使用加熱后的材料進行修復處理，以提高路面結構的整體性能。

2.2.2 坑槽類病害的預防

要做好瀝青混凝土路面的排水工作；保證瀝青層的攤鋪厚度達標；提高碾壓密實度；選用堿性集料；瀝青與集料應有良好的黏結性能；現場攤鋪施工過程中，應該加強溫度的控制，確保溫度在合理的范圍內；在規定的時間內進行碾壓處理。通過以上措施確保路面的整體性能合格，減少病害的發生概率。

2.3 車轍類病害的防治措施

2.3.1 車轍類病害的處治

對于車轍病害，需要先將其表層變形部分進行刨除處理，再填補新料，最后攤鋪、碾壓密實。由于車轍變形屬于永久變形，存在不可逆的特點，所以在清除瀝青面層的舊料之后，應該進行內部結構承載性能的檢測，如果發現問題，應該對下層結構進行換填、壓實施工，然后再進行面層作業。

2.3.2 車轍類病害的預防

車轍病害處治所需時間比較長，占地面積比較大，修復作業有著較高的難度，同時需要較多的資金和人力，所以采取預防性措施，更加能夠節約成本。首先，選擇高強度的施工材料，如瀝青瑪蹄脂材料，以提升瀝青混凝土路面的耐久性，延長其使用壽命。其次，在現場施工中加強搭接部位的管理，并保證結構的壓實度符合要求，從而減少車轍發生的概率[5]。

2.4 沉陷類病害的防治措施

2.4.1 沉陷類病害的處治

路面結構發生沉陷問題，多數是因為承載力不足所造成的，對于沉陷問題，需要將病害部位全面清除，然后分析承載力不足的原因，再采取有針對性的措施進行處治。如果是因為壓實質量不合格而引起的沉陷問題，要及時進行回填作業，并檢測承載力參數，達到要求后再進行攤鋪施工。如果是因為水損害所造成的承載力不足、松軟等問題，要及時進行地基的換填處理，解決水損害問題后方可進行后續施工。

2.4.2 沉陷類病害的預防

在路基施工中，加強施工各個階段的質量管理和控制，并對路基的彎沉值、壓實度進行全面檢測，確保滿足技術標準要求。對于容易發生沉陷的部位，如臺背、回填區等，需要加大現場監管力度。只有確保路基的質量達到標準，才能有效地預防沉陷病害。同時，要對道路基層、底基層的結構進行全面檢查，并選擇合適的施工工藝，從而提高結構的性能。在瀝青混凝土路面施工的過程中，首先，要全面落實溫度的管控措施，運料車到達現場之后，進行材料溫度檢測，保持合適的溫度；其次，攤鋪工作開始前，應進行攤鋪機的預熱處理，確保熨平板有足夠的溫度，并且加強攤鋪速度的控制，以達到均勻性、連續性要求，使路面結構整體性能符合要求。最后，在攤鋪之后，立即開展碾壓施工，路面壓實度必須符合標準要求，要做好該階段的質量檢測工作，如果存在壓實度不足的情況，及時采取合理的應對措施。

3 結語

對于瀝青混凝土路面的病害，各級管理部門應引起足夠的重視，從材料、設計、施工、養護等各環節加強監管和檢測力度，層層控制，層層落實。在運營階段，還要加強交通管制，限制超載超限車輛通行，夏季高溫時段，將重型車輛安排在夜間、凌晨等路表氣溫較低的時段通過，減少對瀝青混凝土路面的損害。只有從根本上加強質量管控并落實預防措施，才能減少瀝青混凝土路面病害的發生概率，進而延長道路的使用壽命。