高等級公路瀝青路面病害處治研究

楊秀華

（東營市公路管理局，山東 東營 257000）

高速公路屬條帶狀建筑物，既便同一條公路上，不同地段的水文地質(zhì)條件也可能有相當(dāng)大的差異，加之目前工程中施工等各種非自然因素的影響，使得路面病害原因復(fù)雜化，按瀝青路面使用狀況，在廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，就典型路面的病害、成因及特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

1 病害類型及成因

1.1 裂縫類

瀝青路面上出現(xiàn)的裂縫，按其成因不同分為橫向裂縫、縱向裂縫、不規(guī)則裂縫和網(wǎng)裂四種類型。裂縫是高等級公路瀝青路面最主要的一種破壞形式。

1.1.1 橫向裂縫。是指垂直于行車方向的裂縫，是半剛性基層瀝青路面的典型病害之一。按其成因不同，橫向裂縫又可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量低劣及車輛嚴(yán)重超載，致使瀝青面層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而開裂。非荷載型裂縫是橫向裂縫的主要型式。這種裂縫又有兩種情況:瀝青面層縮裂和基層裂縫。橫向裂縫產(chǎn)生的主要原因:瀝青混凝土的溫縮、基層裂縫和沉降差異。根據(jù)橫裂縫寬的大小，將橫裂分為:輕度橫裂;重度橫裂。

1.1.2 縱向裂縫。產(chǎn)生的原因有兩種可能性，一種情況是瀝青面層分段攤鋪時，兩幅接茬處未處理好，在車輛荷載與大氣因素作用下逐漸開裂;另一種情況時由于路基壓實(shí)度不均勻或由于路基邊緣受水浸蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的。根據(jù)縱裂縫寬的大小，將縱裂分為:輕度縱裂;重度縱裂。

1.1.3 不規(guī)則裂縫。主要表現(xiàn)為路基路面強(qiáng)度不足，特別是路面基層強(qiáng)度不足，基層被壓碎開裂，造成路面產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。以及路面基層強(qiáng)度不均勻、疲勞強(qiáng)度不足產(chǎn)生的開裂。輕度不規(guī)則裂縫。重度不規(guī)則裂縫。

1.1.4 網(wǎng)裂。開始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫，逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫形成網(wǎng)裂。

1.2 變形類

1.2.1 車轍。表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差，是高等級公路上的主要病害，是路面使用性能降低和導(dǎo)致?lián)p壞并要求進(jìn)行路面維修的最主要原因。主要是由于瀝青混合料級配設(shè)計(jì)不合理，穩(wěn)定差或由于基層及面層施工時壓實(shí)度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起。根據(jù)車轍變形深度的不同，可將車轍分為:輕度車轍;重度車轍。

1.2.2 沉陷。是由于路基、路面產(chǎn)生豎向變形而導(dǎo)致路面下沉的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是:由于路基局部填筑不密實(shí)或路基差等，水的浸蝕而沉陷，造成的局部沉降;土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉。

1.2.3 搓板和波浪。搓板或波浪產(chǎn)生的主要原因:1)路面組成材料設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量差，導(dǎo)致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用:2)路面基層不結(jié)實(shí)，穩(wěn)定差;3)面層與基層之間存在不穩(wěn)定的夾層，面層在行車荷載的作用下推移變形而形成的波浪，根據(jù)波浪波峰波谷高差的不同，將波浪分為:輕度波浪，重度波浪。

1.3 松散類

1.3.1 坑槽。路面中出現(xiàn)的碗狀坑洞，坑槽通常是松散、網(wǎng)裂等其他破損進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果?？硬壑饕?由于面層材料粘結(jié)力不足或行車的反復(fù)作用下，被磨損、碾碎出現(xiàn)細(xì)料散失、粗骨料外露，進(jìn)而骨料失去聯(lián)結(jié);路面嚴(yán)重網(wǎng)裂養(yǎng)護(hù)不及時，隨著雨水的下滲造成路面面層破損。

1.3.2 麻面。礦料級配偏粗、過濕，嵌縫料不規(guī)格或在低溫、雨季施工等，均可使粒料脫落形成松散或麻面。主要原因是路面面層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不到位和因?yàn)r青老化或路面表面空隙率大，水滲入路面等造成的粘結(jié)力降低，形成麻面。

1.3.3 層狀分離。是指路面面層發(fā)生層狀脫落現(xiàn)象，主要發(fā)生在縱坡大的路段，由于路面與基層的粘結(jié)不牢，加之汽車頻繁制動產(chǎn)生的路面面層與路面基層的層狀分離現(xiàn)象。

1.3.4 啃邊。路面邊緣破碎脫落，寬度10cln以上。主要原因是路面寬度不適應(yīng)車量的需要，路肩不密實(shí)，機(jī)動車會車或超車時碾壓路面邊緣造成啃邊;路肩與路面銜接不平順，以致使路肩積水，路面邊緣濕軟，在行車作用下形成啃邊。

1.3.5 松散。是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，在車輛的作用下瀝青面層呈松散狀態(tài)，從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過程。產(chǎn)生的主要原因：瀝青路面表面有離析，離析處缺少大部分集料;碎石中含有風(fēng)化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離。

1.4 水損害

瀝青路面在存在水分的條件下，在路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)時，沒有充分考慮路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水，雨水經(jīng)路表滲入后，沒有良好的排水通路，積聚在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，在荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用下，造成路面的水損害。

2 病害處治原則和措施

常見的病害其工程處理原則和措施如下：

2.1 橫裂

2.1.1 對于瀝青混凝土的溫縮，將有裂縫的路段清掃干凈并均勻噴灑少量乳化瀝青，再均勻撒一層2-5mm的干燥潔凈石屑或粗砂，最后用輕型壓路機(jī)將礦料碾壓。

2.1.2 對于由地基沉降差異引起的橫向裂縫，如錯臺、啃邊，則需沿橫縫兩側(cè)各50cm一100cm范圍開槽，挖除上面層，先將裂縫填實(shí)，然后沿橫縫加鋪玻璃纖維土工格柵，重新攤鋪上面層。

2.2 車轍

2.2.1 相關(guān)原則:(l)當(dāng)車轍深度小于1.5cm時，可不做處理。(2)當(dāng)車轍深度大于1.5cm小于2..5cm時，采取稀漿封層和車轍處理箱處理。(3)當(dāng)車轍深度大于2.5cm小于4cm時，采取清除原路面面層，新建路面面層。(4)當(dāng)車轍深度大于4cm，采取清除原路面上面層和下一結(jié)構(gòu)層，新建路面面層。

2.2.2 具體工程措施:(l)對于連續(xù)長度不超過30m、深度小于8mm、行車有微小擺動感覺的車轍，可通過對路面烘烤、耙松、添加適當(dāng)新料后壓實(shí)。(2)對于連續(xù)長度超過30m、深度大于8mm、行車有擺動感覺且跳動明顯的車轍，應(yīng)采取銑刨路面上面層或中上面層，重新攤鋪面層。(3)對于車轍深度大于2cm、行車嚴(yán)重顛簸的車轍，應(yīng)采取銑刨中上面層或全部面層，重新攤鋪面層。(4)對于因基層施工質(zhì)量差引起的車轍，在重新攤鋪面層前應(yīng)先行處理好軟弱基層。另外，對于比較淺的車轍也可以采用微表處或薄層罩面進(jìn)行處理，這兩種技術(shù)具有施工快速及交通干擾小的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 塊狀網(wǎng)裂、沉陷

清除原路面全部面層，當(dāng)基層整體較差，鉆芯取樣不能形成板體(基層強(qiáng)度一般不低于3MPa)時，清除基層，為不影響交通，及早通車，用瀝青碎石做基層，新建路面面層。

2.3.1 對不均勻沉陷，如基層和土基較為密實(shí)、穩(wěn)定，可只修補(bǔ)面層，用瀝青砂或細(xì)粒式瀝青混合料填補(bǔ)、整平、壓實(shí)，面積較大時應(yīng)加鋪面層。

2.3.2 對局部因路基有坑洞、溝槽等的沉陷，應(yīng)采用碎石，干砌或片石等重新回填密實(shí)，將土基和基層徹底根治后，再鋪面層。

2.3.3 對于橋(涵)頭路面，因填土不實(shí)出現(xiàn)的沉陷，應(yīng)采取加鋪基層，重新作壓實(shí)處理，再作面層。

2.3.4 對因含水量和孔隙比較大的軟基或含有機(jī)物質(zhì)的粘土層，宜采取換土處理，其厚度視軟層厚度而定。換填材料宜用碎石土、礫石、中粗砂及合格的工業(yè)廢渣，且要求級配合理，視情況可采取鉆孔注漿加固處理。

2.4 基層松散

清除原路面全部面層及基層，以瀝青碎石回填做基層，新建路面面層。

2.5 橋面鋪裝層損壞

橋面鋪裝層損壞嚴(yán)重部分，水泥混凝土鋪裝層存在鋼筋銹蝕、水泥混凝土破碎等情況，將破壞嚴(yán)重的橋面鋪裝層鑿除，水泥混凝土標(biāo)號提高一級，重新修建。

[1]廖曉鋒.高速公路路面管理系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)[D].西安:長安大學(xué)2006

[2]陳一統(tǒng).路面管理系統(tǒng)介紹及其發(fā)展[J].科技資訊.2006.