高速公路瀝青路面坑槽病害養護

韓俊峰

（北京城建華威公路工程有限公司，北京 100026）

隨著經濟的快速發展，人們的出行需求加大，特別是高速公路車流量不斷增多。在高速公路工程建設與運營期間，道路結構質量始終是施工和養護的重點。但因受路面荷載力、路面環境、瀝青材料性能、施工技術等因素影響，瀝青路面高速公路的坑槽問題較為突出，不但會減弱道路的承載能力，而且影響行車安全，因此，必須明確坑槽形成原因，并采取有效的治理措施，以提高瀝青路面高速公路的通行安全性。以下結合具體實踐，探討了高速公路瀝青路面坑槽產生的原因及防治對策。

1 瀝青路面坑槽類型及產生原因

1.1 瀝青路面坑槽的類型

坑槽是指因路面骨料剝落而產生的點式凹狀結構，是高速公路瀝青路面的常見病害，且通常成片出現。結合瀝青路面養護技術規范得知，坑槽屬于松散類病害。若按照坑槽發生的位置劃分，可分為3 類，具體特征及影響見表1。

表1 坑槽類型及其特征和影響

若按坑槽形成的原因劃分，分為以下3 類：一是壓實不足型坑槽。其形成原因有兩個方面：一方面，施工時，混合料溫度較高，使得瀝青老化嚴重，增加了瀝青的脆性，黏結力減弱，壓實度性能變差，各個材料間的連接效果變差，在車輛荷載作用下，出現坑槽；另一方面，因施工環節混合料溫度較低，且未均勻攤鋪，導致路面壓實度不夠，出現坑槽。二是厚度不均勻型坑槽。主要是因下部結構標高尺寸不合理，導致上部瀝青材料厚度不均勻，未滿足設計規范和標準，加上車輛行駛會帶走部分材料，進而出現路面坑槽問題。三是水損害型坑槽。主要是因水分以水膜或水汽的方式進入瀝青和骨料內部，降低了瀝青混合料的黏結能力，在車輛反復碾壓下，瀝青材料與骨料分離，進而出現坑槽。通常這一類型的坑槽是從底部開始形成的，一旦有水分進入瀝青路面結構，且長期存于基層結構中，會增大下部材料的孔隙，隨著內部水分越來越多，就會出現較為嚴重的水損害型坑槽。

1.2 瀝青路面坑槽產生的原因

（1）路基因素。路基強度直接決定高速公路的使用安全性和穩定性，若在路基施工時，軟基處理不當、壓實度不均勻、路堤邊坡不穩定、排水設施不當等，會導致實際強度與標準值間有偏差，后續使用時出現坑槽等病害。另外，受到混合料級配的影響，路面厚度不均勻、局部厚度過小、基層堅固性差、面層骨料黏結性弱、骨料離析，也會導致坑槽形成。

（2）施工因素。瀝青路面施工時，如果混合料不均勻，瀝青含量少，礦物骨料不能有效黏結，會產生坑槽。另外，施工時溫度過低，混合物溫度迅速下降，致密性不足；或者在施工過程中由于混合物的混合溫度過高，瀝青過早老化而變脆，都會產生坑槽。

（3）荷載因素。車輛的重量和作用會對路面產生沖擊力。當車輛經過坑槽或不平整路面時，會產生較大的沖擊力，進一步損害路面，使坑槽更加嚴重。另外，當車輛超載或行駛速度過快時，會對路面產生更大的壓力，可能導致路面產生坑槽。

（4）環境因素。瀝青路面長期暴露在自然環境中，容易受到溫度變化的影響，特別是高溫和低溫的交替作用下，路面材料會熱脹冷縮，導致路面產生裂縫。同時，如果路面下的地表水或雨水滲入瀝青層與路面結構中的瀝青發生反應，可能導致路面變松、變軟，形成坑槽。另外，氣候變化、季節交替、自然災害等因素都會對瀝青路面產生一定的影響，加劇裂縫和坑槽的產生。

（5）材料因素。瀝青路面施工過程中，如果瀝青混合料沒有攪拌均勻，會導致瀝青混合料中存在孔隙和孔洞，這些孔洞在壓實過程中會被壓縮，使得瀝青路面容易產生坑槽。同時，如果瀝青含量不足，會對礦粉顆粒缺乏粘結力，無法形成穩定的結構，從而使得路面容易產生坑槽。另外，如果施工材料不合格，如使用劣質瀝青、礦粉等材料，會導致路面的耐久性和穩定性不足，容易產生坑槽。

（6）養護因素。高速公路通車運行期間，養護工作必不可少。然而，實際管理中存在重施工、輕養護的現象。由于管理單位沒有定期養護和檢修，隨著損傷和病害累積，最終導致公路的整體性能降低。

2 高速公路瀝青路面坑槽的防治對策

2.1 路面坑槽的預防

2.1.1 優化結構設計

應充分考慮車流量要素，對瀝青路面結構進行優化設計。在具體優化設計中，首先，應結合高速公路等級要求，保證瀝青表層材料厚度均勻，提升路面的剛度和硬度，并做好排水設計工作。為此，需設置瀝青碎石纖維層作為防水層，再加鋪3 層瀝青面層。其次，在優化結構設計過程中，要注重分析地質地基特點，在對原路面進行治理改造時，需合理確定面層厚度，評價結構強度，控制路面路線高程，把控面層的抗拉強度、溫縮系數等指標，以改善原路面板塊固結狀況。

2.1.2 控制原材料質量

按照上述分類標準，根據第1.1節中船舶領域統計模型，分別對4類目標船周圍最近船舶相對其運動的軌跡最近距離時刻的相對位置分布進行統計，得到圖7。

為預防路面坑槽問題，在具體施工和養護中，高速公路施工部門應重視原材料的質量控制。第一，公路基層施工材料宜選擇干縮性、溫縮性小、并有較強抗沖刷能力的半剛性材料。第二，選擇面層材料時，應盡可能選擇松弛性好的瀝青材料，或者結合實際施工需要，在瀝青中加入特定的聚合物，使瀝青混合料在高低溫環境下有良好的穩定性。第三，為提高瀝青混合料的抗剝落性，在選擇骨料時，應保證其耐磨性、粘附性，并確保其含水量低。第四，應保證瀝青混合料級配符合穩定性、耐久性、抗疲勞性要求。

2.1.3 強化日常養護

對于高速公路管理部門，必須有足夠的資金投入，安排專業的養護管理人員，以有效落實公路養護工作，從而通過有效的養護工作延長道路使用壽命。

2.2 路面坑槽處理

發現路面坑槽后，應立即采取必要的修補措施。在坑槽形成的初期階段，面積較小、深度較淺，此時進行處理難度小、成本低，能避免坑槽進一步擴大。如不及時處理，坑槽會逐漸擴大，深度增加，處理難度和成本也隨之增加。瀝青路面坑槽的修復材料主要包括熱塑性瀝青、熱熔性瀝青、改性瀝青和白色涂料等。這些材料具有不同的特性和適用范圍，需要根據坑槽的具體情況和氣候條件進行選擇。首先，修復時，可根據坑槽的大小和深度，使用切割機或鑿子進行開槽，以確保槽底平整。同時，清除槽內的碎屑和雜物，保證槽內干凈。其次，在槽底和修復材料之間涂一層粘層，以提高修復材料的粘附性，再將修復材料均勻鋪設在槽內，以確保材料密實，并與路面平齊。再次，使用壓路機或平板夯將修復材料壓實，以提高路面的平整度和耐用性。最后，修整修復后的路面，應確保路面平整、美觀。

3 工程案例分析

3.1 工程概況

某高速公路的路面為瀝青混凝土路面，設計為4車道，車道寬度為3.75m，設計時速為100km/h。該公路通車運行時間是2013 年，在公路養護中發現，3 000m 路段范圍內出現多處坑槽，降低了路面的承載力，影響了行車安全性和舒適性。為了杜絕交通事故隱患，保護行車人員的生命安全，管理部門決定進行治理。

3.2 路面坑槽成因分析

（1）交通量。自該高速公路投入運營后，交通量呈快速上升趨勢，平均年增長率是28.74%。同時，隨著收費標準的提高，超載大型貨車數量越來越多，加大了瀝青路面變形破壞的可能性。

（2）原材料。該高速公路早期修建時，采用的材料為輕質酸性石料，其特征是粘附性低、瀝青裹覆能力差，容易出現脫落問題，進而引發路面坑槽。

（3）氣溫。該高速公路所處地理位置年平均溫度較高，夏季可達40℃，加上汽車尾氣排放，會進一步提高路面溫度，從而增加路面變形的可能性。部分路段會因溫度過高而出現瀝青混合料離析問題，導致路面坑槽。

（4）降雨。該高速公路所處地理位置有大規模降雨情況，在車輛荷載作用下，雨水會滲入并沖擊到瀝青與骨料之間，導致瀝青與骨料發生剝離，形成凹坑。

（5）養護。用于路面養護的專用設備較少，難以保證瀝青路面的施工質量，也無法保證路面的承載力符合標準要求。

3.3 治理方案

結合該高速公路的實際情況，分析路面坑槽形成原因后，決定采用熱再生修補技術進行處置，施工技術要點如下：

（1）路面加熱。選擇加熱設備，對有病害的路面進行加熱，使用高強度輻射加熱墻，遵循“圓洞方補、斜洞正補”的原則。同時，根據坑槽的實際情況，調整加熱板的高度，以保證加熱效果。

（2）路面耙松。對有病害的路面進行耙松、切邊，將路面溫度加熱到140 ℃以上，當瀝青軟化后，去除路面上的舊瀝青混合料，尤其要去除大粒徑材料，然后烘焦舊瀝青混合料，同時噴灑乳化瀝青，實現舊料再生。噴灑乳化瀝青可形成一層粘結層，方便新、舊瀝青混合料緊密貼合。

（3）路面鋪漿。要選擇性能優異的瀝青材料進行面層處理，確保延度、針入度等指標符合設計要求。如果瀝青材料性能一般，可以使用外加劑或聚合物來改善瀝青性能，防止出現坑槽等病害。在面層和底層之間加鋪防裂層，或設置低黏度的瀝青混凝土層，以吸收公路路面應力，達到排水效果。本次修補中，在病害部位開槽成型后，清理灰塵、積水、雜物，然后倒入修補材料。為了保證施工質量，從人員、環境、材料、技術等方面進行控制，嚴格落實管理制度和崗位責任制。

3.4 養護措施

高速公路瀝青路面使用過程中容易受到自然因素、車輛載荷等因素影響，出現裂縫、車轍、磨損等問題。為了保持路面狀態良好，延長路面的使用壽命，需要采取一系列養護措施。在實際養護過程中，可以根據具體情況選擇合適的養護措施進行組合。

第一，裂縫填縫技術。這一技術是高速公路瀝青路面裂縫養護技術。常見的裂縫填縫技術包括熱補、冷補和硅膠等。其中，熱補是通過使用熱熔瀝青或其他熱熔材料填補和修護裂縫處。該方法操作簡便、成本較低，但易受環境溫度影響，適用于裂縫較少的路面。冷補是使用乳化瀝青、水泥砂漿等冷態材料進行填補的方法，適用于裂縫較多或無法進行熱補的路面。冷補材料具有較好的粘附性和耐久性，但需要專業的施工設備和操作技能。填補裂縫時，硅膠材料的黏結強度和防水性能較強，適用于裂縫較大或需要長期維護的路面。硅膠填縫施工簡便，但成本較高。

第二，微表處技術。這一技術是高速公路瀝青路面預防性養護技術。該技術是按照一定比例混合攪拌具有一定級配的骨料、乳化瀝青、水和添加劑，形成一種特殊的瀝青混合料，然后使用專業設備攤鋪和磨平路面。微表處技術可以顯著提高路面的耐磨性、防水性和抗滑性，同時可以改善路面的平整度和外觀。微表處技術的優點是施工速度快、開放交通時間短、使用壽命長等，適用于對路面性能要求較高的場合。

第三，局部養護。局部養護是高速公路瀝青路面損壞部位的修復和加固措施。常見的局部養護方法包括熱油循環、更換損壞部件等。熱油循環是通過加熱瀝青，使其熔化后循環流動，以修復損壞部位的裂縫和坑槽等。該方法操作簡便、成本較低，但需要注意控制加熱溫度和時間，避免對路面造成損害。對于損壞嚴重的部件，如路緣石、排水設施等，需要進行更換或修復。在更換過程中要注意新部件的選材和質量，以確保其與原有路面協調一致，同時，要注意施工安全和質量。

4 結語

綜上所述，高速公路工程在實際運營中，隨著使用時間延長，受環境、荷載、施工質量等因素影響，很容易出現坑槽等病害。本文以瀝青混凝土路面為例，介紹了路面坑槽的類型和產生原因，然后從優化結構設計、控制原材料質量、加強日常養護等方面，闡述了裂縫問題的防治對策，并結合具體實例，分析、探討高速公路路面坑槽的治理措施和養護措施，旨在為高速公路的養護管理提供借鑒，提高路面安全性、穩定性，保障司機和乘客的人身安全。