高速公路路面病害的成因和對策淺析

白偉華

摘要：隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車保有量的增多，很多車存在超載現(xiàn)象，導致高速公路負荷過大，長此以往使路面造成了較大的損害，路面脫落、破裂等問題凸顯。文章首先介紹了高速公路路面的病害表現(xiàn)，接著對路面病害產(chǎn)生的原因進行了分析，最后針對路面病害以及產(chǎn)生的原因提出了對高速公路路面病害進行修復應該采取的對策。

關鍵詞：高速公路；路面病害；車轍；裂縫；凹槽 文獻標識碼：A

中圖分類號：U412 文章編號：1009-2374（2016）11-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.043

1 工程概述

作為一種關鍵的公路路面類型，瀝青路面有著廣泛的應用，但受到多方面因素的影響很有可能會出現(xiàn)多種病害問題，例如長期碾壓導致的破損、路面基層強度變差、地表水的不斷滲透、路面裂縫修補工作不到位等，不僅使路面的維修和養(yǎng)護資金投入增大，還影響了車輛安全、正常的行使。瀝青路面的裂縫修補工作是一項相對繁瑣而艱巨的任務，在修補的過程中要綜合分析和考慮天氣狀況、設備及施工材料等多方面的因素，否則會影響施工效率。2012～2015年5月以來，大理總段大力開展瀝青路面預防性養(yǎng)護勞動競賽，積極探索新工藝及設備的應用，“廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫”是瀝青路面預防性養(yǎng)護勞動競賽成果之一。

2 廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫材料的技術控制

（1）廢舊輪胎橡膠粉摻配比例控制；（2）廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青技術指標控制；（3）廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青配合比試驗控制。

3 自創(chuàng)廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫料加工設備

面對公路養(yǎng)護生產(chǎn)的實際需要與外購成品橡膠瀝青和密封膠價位較高，大理總段集思廣益，在材料機械部門的牽頭下，先后設計出屬于自己的橡膠瀝青灌封設備和機電橡膠瀝青加工設備（見圖1、圖2、圖3）。其中這套簡易的橡膠瀝青灌封設備是在路面劃線機的基礎上改造而成的，主要的工作組件為一套橡膠瀝青加工桶，它主要由以下部分組成：基質(zhì)瀝青的盛放裝置，液化石油罐的加溫裝置，人工攪拌裝置，溫度測量裝置和整體運輸裝置等，工作時各個裝置通過瀝青管道和輸氣管道相互連接；除了橡膠瀝青加工桶，這套設備還包括了橡膠粉的盛放裝置、稱量裝置及篩分裝置等附屬裝置。

4 自制廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫料生產(chǎn)工序

（1）向廢舊輪胎加工企業(yè)購買質(zhì)地較好的60目和20目橡膠粉，用水洗法將不同細目的橡膠粉分別過2.0mm的篩孔，計算出各自的通過百分率后，根據(jù)各篩分結(jié)果和配比計算出合理的級配，并且保證級配必須在規(guī)范范圍內(nèi)，將篩分出的不同粒徑的橡膠粉按粒徑大小分別存放；（2）根據(jù)養(yǎng)護生產(chǎn)所需的橡膠瀝青的數(shù)量，按照配比計算出所需的90#基質(zhì)瀝青和不同粒徑的橡膠的數(shù)量。根據(jù)試驗配合比結(jié)果，橡膠粉與基質(zhì)瀝青配合比為0.33∶1（20目橡膠粉與60目橡膠粉含量分別為85%和15%），由此制作出的橡膠瀝青能達到技術要求；（3）按照計算的結(jié)果，基質(zhì)瀝青經(jīng)過流量計計量之后加入橡膠瀝青加工桶，同時開啟液化石油罐的加溫裝置，當基質(zhì)瀝青溫度達到180℃以上時，將經(jīng)稱量裝置稱量后的橡膠粉，按計算比例加入到橡膠瀝青加工桶；（4）當基質(zhì)瀝青與橡膠粉溶脹至193℃～218℃時，開啟拌合裝置按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速進行攪拌，攪拌時間為45分鐘，保證橡膠粉的充分溶脹分解；（5）保證加溫裝置的穩(wěn)定性，保持溫度在190℃～210℃，同時開啟閥門，讓制作好的橡膠瀝青流出。

5 開槽灌縫施工工藝

5.1 定縫

由于路面裂縫有龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫四種，用橡膠瀝青所灌的裂縫主要是瀝青路面面層上出現(xiàn)的單條裂縫，故在劃縫前應先找出路面上單條的縱向和橫向裂縫。

5.2 劃縫

為了準確擴縫，避免擴縫機的擴縫齒在擴縫時不至破壞未產(chǎn)生裂縫的路面：對于縫寬低于3mm的不明顯的單條裂縫，先用粉筆沿其縫隙劃出明顯痕跡，擴縫機在擴縫時將沿此劃痕擴縫；對于縫寬大于3mm的單條裂縫，擴縫機可沿裂縫直接擴縫。

5.3 擴縫

為了較好地封住路表水，讓橡膠瀝青更多更好地填充縫隙，就必須在灌縫前用灌縫機擴縫。擴縫時，擴縫機標尺要對準裂縫，以免擴縫機齒輪破壞其他路面，擴縫時縫深以1～1.5cm為宜。

5.4 清縫

用擴縫機擴過的路面裂縫，其縫內(nèi)外會存有大量灰塵和松動物，為了讓橡膠瀝青更好地與原路面黏結(jié)，在灌縫前就必須對已擴過的裂縫進行吹灰處理。在第一次吹灰處理結(jié)束后，要用不同型號的鉛絲沿擴過的縫隙清刮一遍，以刮下松動物和其他覆著物，之后再用吹風機對裂縫進行第二次吹灰處理。

5.5 灌縫

將配制好的橡膠瀝青倒入長嘴壺內(nèi)，并沿已清好的縫隙灌縫。值得注意的是：灌縫的同時還應攪拌壺內(nèi)的橡膠瀝青（攪拌的目的是防止橡膠粉沉入壺底）。灌縫時以橡膠瀝青剛好灌滿縫隙為宜。

5.6 養(yǎng)護

完成灌縫操作后要對瀝青進行完全冷卻處理（通常為15分鐘），對路面進行全面清潔，結(jié)合天氣狀況做出開通道路的決策。

6 成本分析

6.1 原有修補方式的成本

就以往瀝青里面的養(yǎng)護和修補工作狀況來看，一般費用約為8元/m，但因為灌縫材料成本的改變，修補處理在一年后還會失效，所以在三年內(nèi)的成本投入約為19～24元/m。

6.2 開槽修補法自制廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫料成本分析

根據(jù)2012～2015年的灌縫統(tǒng)計共灌縫269451m，每天可灌縫400m。

若針對中小裂縫的進行分析，經(jīng)開槽處理的深度、寬度分別是2和2.5cm，則：

6.2.1 延伸1m所使用的橡膠瀝青資金為：對槽進行填充的使用量計算：2cm×2.5cm×100cm=0.5L；0.5L×15kg/L=0.75kg；按照配合比，橡膠粉為0.75kg×0.25=0.19kg，價格0.19kg×2.5元=0.48元，90#基質(zhì)瀝青價格0.56kg×5.2元=2.91元；每延米橡膠瀝青價格：3.39元。

6.2.2 燃料費用：每天正常工作需消耗液化氣150kg，以3元/kg計，則每延米費用：150×3÷400=1.13元。

6.2.3 正常耗損件費用：開槽機刀片每套報價6000元人民幣，可開槽6000～28000m左右，以15000m計算，每延米刀具損耗費為6000÷15000=0.4元，包括其他維修、配件損耗，費用以0.6元計。

6.2.4 卡車費用：每臺班600元，則每延米費用為600÷400=1.5元。

6.2.5 人工費用：正常施工需6人，平均每人每天200元，人工費6×200÷400=3元。

綜合上述五個資金消耗內(nèi)容，可以得出延伸造價是9.6元/m，如果失效期限為三年，加上修補的總費用就約為10元。

6.3 開槽修補法密封膠成本分析

2009年，大理公路管理總段祥云段，在楚大高速公路采用密封膠進行路面單條裂縫處治，并租借開槽設備和灌縫設備，通過灌縫統(tǒng)計：每天只能工作300m。

密封膠在常溫情況下的密度是15kg/L，若進行開槽后的裂縫寬度、深度分別約為2cm和2.5cm，則：

6.3.1 每延米密封膠消耗費用：填槽用量：2cm×2.5cm×100cm=0.5L；0.5L×15kg/L=0.75kg；密封膠1kg價格：1t報價10000元人民幣，則1kg即為10元。每延米價格：0.75kg×10元/kg=7.5元。

6.3.2 燃料費用：每天正常工作需消耗柴油95L，汽油42L，以6.8元/L計，則每延米費用：（95+42）×

6.8÷400=2.23元。

6.3.3 正常耗損件費用：開槽機刀片每套報價6000元人民幣，可開槽6000～28000m左右，以15000m計算，每延米刀具損耗費為6000÷15000=0.4元，包括其他維修、配件損耗，費用以0.6元計。

6.3.4 卡車費用：每臺班600元，則每延米費用為600÷300=2元。

6.3.5 人工費用：正常施工需6人，平均每人每天200元，人工費6×200÷300=4元。

綜合上述分析，可以得出的延伸造價是16.3元/m，如果失效期限為三年，加上修補的總費用約為17元。

7 經(jīng)濟效益比較

（1）原有修補途徑相比無需投入很大的前期費用，然而也存在失效快的弊端，在一年以后很多道路都已經(jīng)無法再繼續(xù)運行，要想進行延伸還需要耗費大量的費用；（2）借助開槽修補法的方式，運用自制廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫料，雖然初期自制工藝繁瑣，但其使用壽命長，裂縫密封的效果好，成本大幅度降低，使用3年后，裂縫病害的處理效率高達86%，延伸造價明顯降低；（3）前期成本費用大是開槽式密封膠修補技術最顯著的特征，但后期能夠正常運行的時間較長，可以避免裂縫病害的惡化，可以保證較長的時間內(nèi)裂縫問題的高效處理，延伸費用比以上兩種措施均低。

通過經(jīng)濟效益比較2012～2015年5月共灌縫269451m，如用傳統(tǒng)修補法需要投資585.0142萬元，用自制廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫料修補法只需要投資272.1455萬元，用密封膠修補法需要投資457.5278萬元，可節(jié)約資金309.8687萬元。

8 與原成果相比推廣應用的程度

2012～2015年，大理總段成功推廣應用該項技術，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。通過廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青灌縫料這種技術方式，有效地對存在裂縫的路面進行處理，能夠增強路面的使用壽命，還能夠減少后期道路養(yǎng)護和維修資金投入，施工操作更加簡便、快捷，可以在短時間內(nèi)開放交通，具有極高的效益。實踐表明，瀝青路面裂縫灌縫新技術具有良好的推廣價值和應用前景。目前，該項成果已經(jīng)在我省廣泛推廣應用。

參考文獻

[1] 公路瀝青路面施工技術規(guī)范（JTG F40-2004）[S].

[2] 吳曉東.橡膠粉改性瀝青的路用性能及應用[J].公路

交通科技，2009，（11）.

（責任編輯：王 波）