高速公路瀝青路面病害防治措施

尉超

摘要：根據(jù)高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的實(shí)踐分析了高速公路瀝青路面各種病害的成因，提出了各種病害的處治方法，并對(duì)高速公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工及管養(yǎng)等方面提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：高速公路瀝青混凝土路面病害成因 措施建議

我國從上世紀(jì)80年代末期開始修建高速公路，截止2010年12月高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)7.4萬Km，其中相當(dāng)部分都采用了瀝青混凝土路面，在高速公路通車后，因行車荷載作用、外界環(huán)境影響以及設(shè)計(jì)、施工中存在的不足，瀝青路面逐步出現(xiàn)多種路面病害，主要有裂縫（縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂）、變形（車轍、波浪或搓板、沉陷、隆起）、松散（磨光、松散、剝落、坑槽）及其它（泛油）四大類。筆者根據(jù)近幾年的高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的實(shí)踐，提出了路面病害的處治方法，并對(duì)今后高速公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)等方面提出一些建議。

１路面病害成因分析

1.1縱向裂縫

1.1.1路基原因

有些縱向裂縫路段處于丘陵低洼、河谷處，天然含水量較高，在設(shè)計(jì)時(shí)未發(fā)現(xiàn)或未作特別處理，在施工時(shí)也未作等載或超載預(yù)壓，在高填土后，地基出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面縱向開裂。有些路基雖作了清淤或換填處理，但處理不徹底或回填材料控制得不好，也會(huì)因不均勻沉降造成路面縱向開裂。

1.1.2路基施工原因

施工時(shí)路堤填料粘土塊粉碎不足，致使路基壓實(shí)不均勻；暗埋式構(gòu)造物處因構(gòu)造物長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠；有些加減速車道與行車道拼接段不同步施工，且拼接處理不好導(dǎo)致路基沉降不均勻。

1.2橫向裂縫

1.2. 1基層反射裂縫

一方面在基層成型過程中，因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫；另一方面基層材料因溫差而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使瀝青面層底面承受拉力，隨著溫濕循環(huán)變化、行車荷載反復(fù)作用從而導(dǎo)致面層底面裂縫沿豎向擴(kuò)展到路表，形成瀝青路面橫向裂縫。

1.2.2瀝青混凝土的溫縮裂縫

瀝青是一種對(duì)溫度變化比較敏感的粘彈性材料，溫度下降時(shí)，瀝青混合料逐漸變硬變脆，當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，瀝青路面表面就會(huì)被拉裂，并逐步向下發(fā)展，形成上寬下窄的橫向裂縫。

1.2.3差異沉降

在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處或構(gòu)造物臺(tái)背與路段交接處、新舊路基結(jié)合處，因地基或路基與構(gòu)造物質(zhì)差異沉降導(dǎo)致基層的開裂，并反射到瀝青面層，形成橫向裂縫。

1.3網(wǎng)裂沉陷坑槽

1.3.1基本施工質(zhì)量差

由于半剛性基層的整體強(qiáng)度與材料、拌和、攤鋪、養(yǎng)生等多種因素密切相關(guān)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題均可導(dǎo)致其不能形成均勻堅(jiān)固的板體結(jié)構(gòu)，從而因半剛性基層局部強(qiáng)度不足而引起瀝青面層開裂，雨水從裂縫浸入，并滲入到基層表面，在汽車荷載反復(fù)作用下，粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿，基層表面被逐步淘空，使瀝青路面面層產(chǎn)生網(wǎng)裂、沉陷，進(jìn)而形成坑槽。

1.3. 2瀝青路面空隙率過大

瀝青路面空隙率過大，致使雨水侵蝕面層，經(jīng)過凍融循環(huán)、動(dòng)靜荷載作用逐步形成坑槽。

1.3.3瀝青與石料粘結(jié)性差

但在瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)，因石料的差異性或?yàn)r青用量偏小，使得瀝青與石料的粘結(jié)力不足，使混合料逐步松散，進(jìn)而形成坑槽。

1.3.4車輛油漬污染

汽車油污滲入路面空隙，使瀝青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。

1.3.5汽車超載的影響

汽車超載造成軸載換算系數(shù)增大，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)使用壽命明顯縮短。

1.4車轍推移

1.4.1行車荷載的影響

高速公路的交通渠化現(xiàn)象導(dǎo)致行車道車輛輪跡處進(jìn)一步壓實(shí)并逐漸形成不同程度的轍槽；重車普遍超載，導(dǎo)致當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)大大增加，加速了車轍、推移形成。

1.4.2基層施工質(zhì)量差

因施工質(zhì)量問題造成基層整體強(qiáng)度不足，使得路表變形過大而形成轍槽和推移。

1.4.3 瀝青面層高溫穩(wěn)定性差

瀝青混合料是一種彈塑性材料，由于瀝青、礦料的選材不當(dāng)導(dǎo)致瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性差、抗塑性變形能力低，使得面層混合料產(chǎn)生橫向流動(dòng)而形成轍槽和推移。

1.5泛油

1.5.1混合料組成設(shè)計(jì)不當(dāng)

因混合料中瀝青用量過多或空隙率過小，在車輛荷載反復(fù)碾壓下，多余瀝青由下部泛到路表形成泛油病害。

1.5.2混合料拌和控制不嚴(yán)

在瀝青混合料拌和時(shí)礦粉等細(xì)料含量控制不嚴(yán)格，導(dǎo)致瀝青用量相對(duì)較多。

1.5.3粘層油用量不當(dāng)

由于施工工藝掌握不好，粘層油用量不當(dāng)或噴灑不均勻而導(dǎo)致面層局部泛油。

1.5.4施工質(zhì)量較差

攤鋪時(shí)混合料產(chǎn)生離析、局部細(xì)料過分集中，導(dǎo)致泛油。

1.5.5水損壞

雨水滲入使下層瀝青與石料剝離，在動(dòng)水作用下瀝青膜剝落、上浮引起表層泛油。

2 路面病害處治方法

2.1 路面坑槽

高速公路的路面坑槽應(yīng)在不中斷交通的情況下快速修補(bǔ)好，這需要先進(jìn)的路面綜合修補(bǔ)設(shè)備作保證。目前路面坑槽的修補(bǔ)方法根據(jù)使用的路面綜合修補(bǔ)設(shè)備分為兩種，一種為冷補(bǔ)法，一種為熱補(bǔ)法。冷補(bǔ)法可適用于不同深度的坑槽修補(bǔ)，但修補(bǔ)接縫處易因處理不當(dāng)出現(xiàn)唧漿。熱補(bǔ)法可基本適于全天候修補(bǔ)坑槽，但對(duì)于較深的坑槽修補(bǔ)效果不易保證。

2.2路面沉陷及變形

路面沉陷及變形的發(fā)展是一個(gè)漸變的過程，路面沉陷及變形積累到一定量時(shí)對(duì)行車的平整舒適有明顯的影響，此時(shí)，無論沉陷及變形是否穩(wěn)定都必須進(jìn)行處治。因此，應(yīng)加強(qiáng)觀測以確定沉陷及變形處治的合理時(shí)間處治的方法主要為銑刨沉降段路面，進(jìn)行重新攤鋪。

2.2.1測定標(biāo)高確定銑刨范圍

沉降使得路面縱、橫坡都發(fā)生了變化，可通過測量中央分隔帶與超車道、超車道與行車道、行車道與緊急停車帶的分界標(biāo)線及緊急停車帶外側(cè)邊緣線4條縱線的標(biāo)高變化圖，以4條縱線的標(biāo)高變化圖穩(wěn)定處作為維修的起、終點(diǎn)。

2.2.2銑刨原路面

沉降段按單幅全斷面進(jìn)行銑刨，可以超車道與行車道分界標(biāo)線右邊緣為界分兩次施工，先施工行車道及緊急停車帶，后施工超車道，銑刨后應(yīng)切縫清理路床，以保證接口平順。

2.2.3噴灑粘層油

2.2.4掛線調(diào)標(biāo)高

對(duì)于重鋪路面標(biāo)高與原路面標(biāo)高差在3cm 以內(nèi)的，可以全部銑刨原瀝青路面上面層。一次攤鋪成型于標(biāo)高差超過3cm的，在銑刨原瀝青上面層后，分兩次攤鋪、兩次調(diào)平，在保證上面層厚度的前提下，先用上面層材料找平中間層，然后再攤鋪上面層。

2.2.5碾壓成型

對(duì)于因基層和路基結(jié)構(gòu)破壞引起的沉陷，應(yīng)先處理好基層和路基才可修復(fù)面層。

2.3路面裂縫

2.3.1對(duì)于由基層開裂引起的反射裂縫及由瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫，如縫寬在3mm以上可采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵、縫寬在5mm以上可采用砂粒式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料填充搗實(shí)。

2.3.2對(duì)于由地基沉降引起的橫向裂縫，則需沿橫縫兩側(cè)各50cm-100cm范圍開槽，挖除上面層，將裂縫填實(shí)，然后沿橫縫加鋪玻璃格柵，重新攤鋪上面層。

2.3.3對(duì)于尚未穩(wěn)定的縱向裂縫，可根據(jù)裂縫成因，采取排水、邊坡加固等配套措施，以加快裂縫的穩(wěn)定。

2.4路面車轍推移

2.4.1對(duì)于連續(xù)長度不超過30m、轍槽深度小于8mm、行車有小擺動(dòng)感覺的，可通過對(duì)路面烘烤、耙松、添加適當(dāng)新料后壓實(shí)即可。

2.4.2對(duì)于連續(xù)長度超過30m、轍槽深度大于8mm、行車擺動(dòng)運(yùn)且跳動(dòng)感明顯的，應(yīng)采取銑刨路面上面層或中上面層、重新攤鋪面層的方法。

2.4.3對(duì)于車轍深度大于2cm行車嚴(yán)重顛簸的，應(yīng)采取銑刨中上面層或全部面層、重新攤鋪面層的方法，可參見路面變形和沉陷處治方法。

2.4.4對(duì)于因基層施工質(zhì)量差引起的車轍、推移，在重新攤鋪面層前應(yīng)先行處理好軟弱基層。

2.5泛油

2.5.1對(duì)于路表輕微泛油，表面石子仍外露的路段，可不作處理。

2.5.2對(duì)于因局部施工質(zhì)量出現(xiàn)坑槽等破壞的，宜按坑槽修補(bǔ)方法處治。

2.5.3對(duì)于大段泛油嚴(yán)重，摩擦系數(shù)降低較多，可用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。

3.幾點(diǎn)措施建議；

3.1應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)決策，加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理的協(xié)調(diào)和管理，保證各環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。

3.2應(yīng)注重路面結(jié)構(gòu)性能研究，在結(jié)構(gòu)組合上應(yīng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)排水，可在基層頂面增設(shè)防水層，有條件的可在下面層及半剛性基層間增設(shè)瀝青處治碎石排水基層。同時(shí)在土路肩做好配套的縱、橫向排水設(shè)施。

3.3應(yīng)加強(qiáng)施工各環(huán)節(jié)控制，盡可能降低混合料組成的變異性和不均勻性，杜絕因片面追求平整度指標(biāo)而降低路面壓實(shí)度的做法。

3.4應(yīng)注重高速公路管理及養(yǎng)護(hù)，認(rèn)真貫徹“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的方針，加強(qiáng)科學(xué)研究，建立路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，對(duì)路況進(jìn)行跟蹤觀測，及時(shí)采取預(yù)防措施，消除隱患，發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)處治，以免進(jìn)一步釀成大的病害。

四、結(jié)束語；

現(xiàn)代公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展對(duì)公路的運(yùn)載能力提出了新的要求，在多年來的工作實(shí)踐中，對(duì)我國當(dāng)前公路的運(yùn)輸情況和出現(xiàn)的問題做了分析，并提出加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)的相關(guān)措施，以及在公路建設(shè)施工中的建議。養(yǎng)護(hù)工作是公路工作的重要組成部分，保證公路的安全是實(shí)現(xiàn)交通順暢的前提。