高速公路瀝青混凝土路面常見病害處治

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摘要：分析了對(duì)公路瀝青混凝土路面以其表面平整、堅(jiān)實(shí)、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便，能夠吸水，且適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前我國(guó)較為普遮的路面結(jié)構(gòu)。通過對(duì)我國(guó)高速公路瀝青混凝土路面常見病害的成因進(jìn)行分析，旨在探求一條能夠從根本上根治高速路面破碎的途徑。

關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青混凝土；路面；病害；處治

0引言

目前，部分高速公路已達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，而且隨著高速公路上的車輛荷載及密度越來越大、最具活力的時(shí)期，1988年沈大高速公路的成功通車，標(biāo)志著我國(guó)的公路事業(yè)進(jìn)人了以建設(shè)高速公路、一級(jí)公路等高等級(jí)公路為主的新時(shí)代，開啟了我國(guó)公路事業(yè)新的征程。特別是在其后的20年時(shí)間里，我國(guó)公路建設(shè)呈現(xiàn)發(fā)展速度快、規(guī)模大、活力足的迅猛勢(shì)頭。目前正常運(yùn)營(yíng)的高速公路，大部分路面使用狀況較好。同時(shí)，也能看到高速公路存在的一些問題，起步晚、缺乏技術(shù)力量支持、底子薄、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差、與國(guó)外先進(jìn)水平差距大以及中國(guó)的國(guó)土面積大、地形多樣，氣候條件相對(duì)惡劣，車輛多、運(yùn)營(yíng)條件及生存挑戰(zhàn)造成超載情況嚴(yán)重，缺乏優(yōu)質(zhì)的道路石油瀝青等原料，高速公路路面情況讓人擔(dān)優(yōu)，甚至一些運(yùn)營(yíng)時(shí)間短的高速公路建設(shè)情況也不能盡如人意，通車頭幾年就不得不 進(jìn)行大規(guī)模的維修。高速公路的病害預(yù)防及根治工作是我國(guó)高速公路事業(yè)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問題。

1路面破損評(píng)價(jià)體系

目前，我國(guó)通用的路面破損評(píng)價(jià)指數(shù)是以百分制為計(jì)量單位的PCI，對(duì)損壞類型、程度、范圍進(jìn)行量化，設(shè)定相應(yīng)的分值，然后根據(jù)實(shí)際破損的情況進(jìn)行扣分評(píng)價(jià)，從最終結(jié)果來確定路面的完好程度。我國(guó)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)為《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20-2007），將瀝青混凝土路面分為四大類共21種損壞類型。這種評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的缺陷在于評(píng)價(jià)目標(biāo)單一、缺乏綜合性的技術(shù)評(píng)判，因?yàn)楫?dāng)路面出現(xiàn)破損的時(shí)候并不是簡(jiǎn)單出現(xiàn)一種問題，而是多種問題并發(fā)出現(xiàn)。而高速公路瀝青路面破損的原因十分復(fù)雜，涉及到工程設(shè)計(jì)、施工管理、營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)以及地質(zhì)氣候等方方面面的因素，PCI的評(píng)價(jià)價(jià)值具有很大的局限性。

因此，需要對(duì)PCI進(jìn)行評(píng)價(jià)體系的改進(jìn)?？梢园崖访嫫茡p評(píng)價(jià)指標(biāo)分解成路面車轍情況、路面裂縫情況和路面修補(bǔ)情況三個(gè)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立一個(gè)綜合評(píng)價(jià)體系，用于路面破損的科學(xué)客觀評(píng)價(jià)，以便更加清楚直觀地了解實(shí)際發(fā)生的問題，并根據(jù)科學(xué)體系尋找最佳解決辦法。

2路面破損類型

高速公路路面的直接受力是行車荷載，道路會(huì)受到環(huán)境因素的作用，而一些高速公路的使用年限已經(jīng)很久，再加上受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的制約，施工上存在先天性的缺陷，這些因素加快了路面病害的產(chǎn)生和發(fā)展，以至使用年限早前階段路面就會(huì)出現(xiàn)裂縫、車轍等病害，相關(guān)部門應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害并持續(xù)性跟進(jìn)及進(jìn)行控制，及時(shí)地根據(jù)工作具體情況進(jìn)行相應(yīng)的治理與防護(hù)，這樣才能有效地減少病害，更好地提高高速公路服務(wù)水平。

2.1裂縫類

我國(guó)的高速公路事業(yè)飛速發(fā)展，隨之也出現(xiàn)了很多始料未及的問題，如公路平面發(fā)生不同程度的破損、縱向和橫向出現(xiàn)大小不一的裂縫、路基上升或者下沉等，其中，最為常見的是裂縫。裂縫的危害很大，視覺上影響路面美觀，大的裂縫直接縮短了高速公路的使用壽命。尤其是雨后，雨是酸性物質(zhì)，可以透過裂縫侵襲到路面基層、底基層甚至到達(dá)路基。

形成裂縫的原因有很多，表現(xiàn)形式也很復(fù)雜。按照形成原因可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩類；按照呈現(xiàn)的形式則可分為縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂與網(wǎng)裂幾種。它們形成的原因不同，裂縫的分布形式也不一樣。

c1>橫向裂縫

橫向裂縫是高速公路瀝青混凝土路面最常見的一種裂縫，這種病害比較普通。瀝青面層受溫度變化較大，會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的情況，溫度收縮伴隨半剛性基層的干縮或溫縮就會(huì)造成橫向裂縫。路基壓實(shí)度不足也會(huì)引起這種病害。

（2）縱向裂縫

縱向裂縫主要有兩種形式，分為自上而下的表面裂縫和自下而上的疲勞裂縫，多發(fā)生在半填半挖路基或路面加寬處，這種裂縫是由路基的不均勻沉降所引發(fā)。當(dāng)路基施工過程中壓實(shí)不均勻，就會(huì)存在局部壓實(shí)不足的現(xiàn)象，通車后，車輛荷載長(zhǎng)期增加壓力，使得路基進(jìn)一步壓實(shí)固結(jié)，從而導(dǎo)致縱向裂縫的形成。

（3）龜裂

龜裂主要是由于受力不均和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠造成。其最原始的形態(tài)是沿車輪軌跡帶出現(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龜裂。

2.2松散類

高速公路路面松散主要是指建造高速公路所使用的材料結(jié)合料鉆性降低或消失，致使路面在行車壓力作用下集料從表層脫落進(jìn)而影響到整條路況的現(xiàn)象。多發(fā)生在瀝青路面使用的初期，究其原因在于建造時(shí)期使用的瀝青稠度偏低，用量偏少，與礦料的勃附力不足；有的是因?yàn)檎莆詹缓脼r青加熱的溫度致使瀝青加熱溫度過高失去戮性，有的受客觀條件制約所用礦料過濕；有的是因?yàn)槭┕挝患夹g(shù)不過關(guān)致使鋪設(shè)不勻以及嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青牢固豁結(jié)。此外，基層或土基濕軟變形，也可能導(dǎo)致路面松散產(chǎn)生。

2.3變形類

瀝青混凝土類病害主要分為四類：擁包、沉陷、車轍、波浪與搓板，變形原因各不相同。

（1）擁包

形成原因主要有三個(gè)，一是瀝青面層中瀝青含量過多、戮度和軟化點(diǎn)偏低，礦料級(jí)配不良、細(xì)料偏多，致使面層材料自身的高溫抗剪強(qiáng)度不足，有車經(jīng)過稍微施加重力就會(huì)產(chǎn)生擁包；二是基層的部分地區(qū)含水率過大，水分滯留于基層，車輛水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生力，致使路面前后移動(dòng)進(jìn)而形成局部不規(guī)則的隆起；三是由于基層局部強(qiáng)度不夠，缺乏足夠的水穩(wěn)性，基層受到侵蝕后松軟，形成擁包。

（2）沉陷

沉陷就是路面低于公路整體水平高度，是路基和路面產(chǎn)生豎向變形而導(dǎo)致的現(xiàn)象。根據(jù)不同情況分為是均勻沉陷、不均勻沉陷、局部沉陷。均勻沉陷是整體向下沉，一般不會(huì)引起路面破壞，只能使公路內(nèi)部密度越來越大、越來越緊實(shí)；不均勻沉陷則是受力不均，內(nèi)力外力一起作用產(chǎn)生變形；局部沉陷主要是受水的侵蝕，往往這類沉陷的公路路基局部填筑有空室或路基有枯井、樹炕、溝槽等。

（3）車轍

車轍是瀝青路面上較為常見的病害形式，主要分為有車轍無推移和有車轍又有推移兩種形式，主要是由于路面結(jié)構(gòu)深層的位移而產(chǎn)生。

（4）“波浪，，與“搓板，，

“波浪”與“搓板”這類病害因形狀如波浪或者搓板而得名。其成因主要包括：瀝青混合料的配合比不合理、設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，難以抵抗行車水平荷載的作用；基層鋪筑不平；路基不均勻沉降，造成已鋪筑路面出現(xiàn)坑洼；瀝青混合料拌和不均勻。以上原因都會(huì)造成面層的不平整和波浪。

3防治措施

3.1開槽修補(bǔ)法

這種修補(bǔ)方法適用于中、小裂縫，在路面病害初期使用效果較好。該法使用的機(jī)器設(shè)備為小型設(shè)備，主要有開槽機(jī)與灌縫機(jī)。施工中須采用專門的密封膠進(jìn)行密封，屬于改性瀝青聚合物類，開槽尺寸在為lcm以上，1～3cm深，深度比不應(yīng)超過2：1，且越小越好。

3.2非開槽修補(bǔ)法（傳統(tǒng)修補(bǔ)法）

非開槽修補(bǔ)法就是不用開槽就可進(jìn)行修理的方法，適用于微裂縫的修補(bǔ)，在病害初期進(jìn)行修補(bǔ)，效果十分明顯。根據(jù)使用材料的不同，這種修補(bǔ)法可以分為熱補(bǔ)和冷補(bǔ)兩種。

3.3稀漿封層法

稀漿封層的技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣，對(duì)象包括新建與陳舊的公路路面，對(duì)一些常見的病害（如開始老化、產(chǎn)生裂縫、逐漸光滑、變得松散等）能起到非常好的預(yù)防和維修作用。目前稀漿封層施工較為成熟，以其規(guī)范化、

標(biāo)準(zhǔn)化的施工，優(yōu)化的結(jié)構(gòu)處理，使得工程質(zhì)量顯著提高并有效地降低了成本，是應(yīng)用最廣泛的高等級(jí)公路的早期維修養(yǎng)護(hù)的措施。

3.4改性乳化瀝青稀漿封層法

改性乳化瀝青稀漿封層是一種改良物質(zhì)，以水質(zhì)高分子改性乳化瀝青、軋碎密集料、礦物填料為基礎(chǔ)、增添添加劑、在水的融合作用下組成表面處治層。它能夠在很薄的層面上進(jìn)行作業(yè)，凝固速度非常快，對(duì)于路面構(gòu)造修整、龜裂、車轍等病害的處治有著非常好的效果，用在密封和提高路面的抗滑處治上功效也比其他方法要高。其缺陷在于使用范圍相對(duì)狹窄，只能作用于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的路段，如果彎沉值不夠還應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)后再進(jìn)行施工。

4結(jié)語

對(duì)于高速公路而言，早發(fā)現(xiàn)早修補(bǔ)，就能有效的提高其使用壽命。在高速公路設(shè)計(jì)之初進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，注重客觀環(huán)境的監(jiān)督和實(shí)施，如建筑施工、監(jiān)理、驗(yàn)收監(jiān)督等等，盡量在提高瀝青路面使用性能的同時(shí)，延長(zhǎng)使用壽命，提高投資效益。綜合考慮時(shí)間、費(fèi)用、安全、綜合效益等方面的因素，高速公路應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，提倡預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，確保路面的使用壽命，為行駛車輛提供安全可靠的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTJ 073.2-2001，瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]黃成福；；高速公路車轍與裂縫問題的對(duì)策研究[J]；西部交通科技；2011年07期

[3]孟建坤；；淺談高速公路瀝青路面裂縫的成因與防治[A]；土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)（第7卷）[C]；2007