高等級(jí)瀝青路面病害分析及處理

范少飛

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.027

摘 要：該文對(duì)瀝青路面大中修工程施工中出現(xiàn)的塊裂龜裂、橫縱向裂縫、唧漿、車(chē)轍擁包等病害類(lèi)型及成因進(jìn)行了分析，提出了如何利用新技術(shù)、新工藝，本著“經(jīng)濟(jì)耐久、節(jié)能環(huán)?！钡脑瓌t進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。

關(guān)鍵詞：瀝青路面大中修 病害類(lèi)型 處置方式

中圖分類(lèi)號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0027-02

G15沈海高速公路煙臺(tái)段全長(zhǎng)100.1 km，途經(jīng)芝罘區(qū)、福山區(qū)、棲霞市及萊陽(yáng)市，該段于2000—2001年陸續(xù)建成通車(chē)，至今投入運(yùn)營(yíng)已12年之久。近年來(lái)隨著煙臺(tái)市經(jīng)濟(jì)及港口建設(shè)的迅速發(fā)展，交通量增長(zhǎng)較快且重載車(chē)輛較多，在車(chē)輛荷載的反復(fù)作用及自然因素的影響下，瀝青路面老化現(xiàn)象嚴(yán)重，出現(xiàn)縱橫向裂縫，車(chē)轍、麻面、塊裂及龜裂等病害，已嚴(yán)重影響到路面的使用功能及行車(chē)的舒適性，依據(jù)“分類(lèi)施治、區(qū)別對(duì)待、盡量利用、經(jīng)濟(jì)耐久、節(jié)能環(huán)保、分段施工”的原則，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，針對(duì)不同病害類(lèi)型、地形地貌、城鎮(zhèn)布局等因素，結(jié)合老路檢測(cè)結(jié)果，以及本著節(jié)能環(huán)保、盡量利用老路的原則，分段進(jìn)行維修施工。現(xiàn)將病害處置方案探討如下。

1 塊裂、龜裂處理

1.1 塊裂、龜裂產(chǎn)生的原因

煙臺(tái)地區(qū)冬季降雪量大，反復(fù)凍融，高速路面水下滲嚴(yán)重，破壞了瀝青混凝土的粘結(jié)力，同時(shí)受行車(chē)荷載的反復(fù)作用，導(dǎo)致路面出現(xiàn)塊裂、龜裂的病害，先是破壞上面層，進(jìn)而向下發(fā)展。

塊裂產(chǎn)生的主因是材料，塊狀裂縫的產(chǎn)生同行車(chē)荷載作用關(guān)系不大，它主要是由面層材料的低溫收縮和瀝青老化所引起。不像龜裂主要表現(xiàn)在荷載作用的輪跡處，塊裂可能出現(xiàn)在整個(gè)路面寬度內(nèi)，范圍較大，塊裂一般僅限于路面表面，對(duì)路面承載力和功能性能都沒(méi)有太大影響，處治辦法是對(duì)路面進(jìn)行稀漿封層處治。

龜裂是瀝青路面最為重要的一種裂縫形式，在路面上表現(xiàn)為相互交錯(cuò)的小網(wǎng)格狀裂縫，因其形狀類(lèi)似烏龜背殼而被稱(chēng)為龜裂，疲勞損壞是產(chǎn)生龜裂的最主要原因。

1.2 塊裂、龜裂處理方案

維修過(guò)程中，銑刨原路4 cm上面層，中面層完好地噴灑黏層油，鋪筑4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土修補(bǔ)至原路面標(biāo)高（最好是比原路面高2～3 mm，以待通車(chē)后穩(wěn)定沉降）；中面層損壞的將原路面5 cm中面層銑刨，噴灑黏層油，分層修補(bǔ)至原路面標(biāo)高，效果很好。

2 橫向裂縫處理

2.1 橫向裂縫產(chǎn)生的原因

橫向裂縫是與道路中線近似垂直的裂縫，瀝青勁度過(guò)大或?yàn)r青變硬，在氣溫下降的時(shí)候就容易在垂直于行車(chē)方向形成間距大致相同的橫向裂縫。這種橫向裂縫是自上而下發(fā)展的，初期一般細(xì)且淺。橫向裂縫也有可能是一種以半剛性基層裂縫或舊路面裂縫為主的反射裂縫。這種裂縫自下而上發(fā)展，反映到路面表面時(shí)，裂縫已經(jīng)貫穿了整個(gè)路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面與橋涵等構(gòu)造物連接處壓實(shí)度不足、固結(jié)沉陷等也易在相應(yīng)的位置產(chǎn)生橫向裂縫。

（1）半剛性基層尤其是水泥穩(wěn)定砂礫的開(kāi)裂反射到瀝青面層、某些基層開(kāi)挖溝槽埋設(shè)管線以及冰凍地區(qū)路基凍裂導(dǎo)致路面的橫裂，加速了瀝青的老化，老化的瀝青又加快了裂縫形成的速度，使橫向裂縫迅速貫通整幅路面。

（2）灌縫養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，裂縫處（熱瀝青）缺少骨料，在行車(chē)荷載的作用下裂縫處面層出現(xiàn)局部破碎。

（3）水分通過(guò)橫向裂縫滲入面層和基層難以排出，在重載交通的作用下，形成高壓力、高流速的水流，沖刷基層和面層，導(dǎo)致面層尤其是下面層瀝青與集料剝離，強(qiáng)度與整體性遭到破壞；而基層尤其是上基層細(xì)集料被水流沖刷，并以灰漿的形式由裂縫處擠出，強(qiáng)度大大降低。由于下面層和上基層的脫空以及強(qiáng)度降低，并導(dǎo)致橫縫處路面產(chǎn)生唧漿、沉陷、坑槽等病害。

2.2 橫向裂縫處理方案

（1）如果裂縫處無(wú)支縫、破碎、沉陷或唧漿等病害，利用路面開(kāi)槽機(jī)（型號(hào)：TDC300型）沿裂縫延伸方向開(kāi)鑿V型槽口（槽深4 cm左右，槽口寬5 cm），采用壓力風(fēng)清除雜物后，先用熱瀝青對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫處理，再填塞瀝青砂，搗實(shí)。

（2）如果裂縫處有支縫、破碎、沉陷或存在唧漿等病害，將裂縫兩側(cè)影響范圍內(nèi)9 cm厚上、中面層銑刨，下面層未破壞僅存在裂縫的，可用熱瀝青灌縫處理，噴灑黏層油，再分層鋪筑瀝青混凝土修補(bǔ)至原路面標(biāo)高；下面層及基層損壞嚴(yán)重的，還需銑刨6 cm下面層和上基層，采用密級(jí)配瀝青碎石（ATB-25）分層回填修補(bǔ)。施工中為保證壓實(shí)，裂縫修補(bǔ)寬度不小于150 cm。

3 縱向裂縫產(chǎn)生的原因

縱裂產(chǎn)生的主要原因之一是疲勞損壞。在重復(fù)荷載作用下，路面承載能力逐漸不足，就會(huì)在經(jīng)常承受荷載的路面輪跡帶處首先產(chǎn)生多條平行的小縱裂，逐漸發(fā)展成為龜裂；在半填半挖路基的分界處，新舊路結(jié)合部或路基加寬處，由于路基壓實(shí)不夠，發(fā)生不均勻沉降，就會(huì)在這些位置產(chǎn)生縱向裂縫；混合料攤鋪時(shí)縱向施工搭接質(zhì)量不好、離析，或者老路面層縱向裂縫向上反射作用，往往會(huì)在路面的中線處產(chǎn)生裂縫。

（1）基層強(qiáng)度過(guò)大，基層水泥用量過(guò)高，細(xì)料含量偏大。

（2）晝夜溫差大，造成材料體積收縮，產(chǎn)生低溫開(kāi)裂。

（3）部分路段面層和基層均采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)平行鋪筑而成，存在骨料離析，接縫處理不好從而導(dǎo)致行車(chē)道出現(xiàn)縱縫。

4 唧漿處理

4.1 唧漿產(chǎn)生的原因

（1）半剛性基層溫縮、干縮大，易開(kāi)裂，裂縫向上傳遞反射，形成自下而上的貫穿橫縫。

（2）半剛性基層非常致密，基本上不透水，水進(jìn)入路面內(nèi)部到達(dá)基層頂面后難以向下滲透，又很難蒸發(fā)，長(zhǎng)時(shí)間滯留在基層頂面，浸泡基層使之軟化，形成灰漿。

（3）因施工時(shí)壓實(shí)度不夠，混合料離析等原因，使水通過(guò)面層空隙進(jìn)入路面內(nèi)部成為可能。

（4）中央分隔帶防水土工布施工不嚴(yán)格，或者打防護(hù)欄立柱時(shí)刺穿中央分隔帶的防水土工布，造成滲水。

（5）高速重載車(chē)輛帶來(lái)的行車(chē)荷載的擠壓和泵吸作用。

4.2 唧漿處理方案

唧漿屬于水損害，凡能防止水進(jìn)入或滯留于路面內(nèi)部的措施均有助于防治唧漿。目前路面養(yǎng)護(hù)方法眾多，既有傳統(tǒng)的挖補(bǔ)、“開(kāi)膛破肚”式維修，又有最新的、快速無(wú)損高聚物注漿技術(shù)。常用施工技術(shù)如下。

（1）銑刨主路面下面層以下15 cm，然后滿鋪10 cm最大粒徑為4～6 cm級(jí)碎石，整平后振動(dòng)壓實(shí)，再用12 cm密級(jí)配瀝青碎石（ATB-25）回填修補(bǔ)，最后用細(xì)粒式瀝青混合料修補(bǔ)到原路面標(biāo)高。

（2）采用頂管法施工，頂管采用6 cm夾砂玻璃鋼管，20 ℃下的許可操作壓力不小于1.25 MPq，設(shè)置部位在上基層下設(shè)置，管口包裹滲水土工布。

（3）采用高聚物注漿新技術(shù)，高聚物材料不含水，不會(huì)產(chǎn)生干縮現(xiàn)象，能夠密實(shí)填充脫空。高聚物注漿形成的材料具有很好的柔韌性，抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度比較接近。材料為彈性體，不容易發(fā)生開(kāi)裂，并具有較好的抗?jié)B性，能阻止雨水下滲。

5 車(chē)轍、擁包處理

5.1 原因

瀝青混凝土路面尤其是高等級(jí)公路通車(chē)一段時(shí)間后，逐漸產(chǎn)生一些車(chē)轍、擁包、搓板等病害，極大地影響行車(chē)舒適與安全。主要原因有，原材料特別是碎石、石屑等集料，規(guī)格不穩(wěn)定，時(shí)粗時(shí)細(xì)，石粉含量時(shí)多時(shí)少；混合料中瀝青用量偏大；瀝青軟化點(diǎn)較低；瀝青混凝土配比設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確；環(huán)境溫度過(guò)高，山東地區(qū)夏季瀝青路面地表溫度經(jīng)常超過(guò)70 ℃；超載行車(chē)荷載的作用，特別是行車(chē)渠化交通。瀝青質(zhì)量不合格，瀝青的粘度低，感溫性很強(qiáng)。施工時(shí)瀝青混凝土的壓實(shí)度不足，通車(chē)后在行車(chē)荷載作用下進(jìn)一步壓密等。

5.2 預(yù)防措施

從源頭抓起，加強(qiáng)對(duì)石場(chǎng)碎石生產(chǎn)規(guī)格的控制，嚴(yán)把材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量關(guān)；選擇溫度穩(wěn)定性好的瀝青或改性瀝青，并嚴(yán)格控制瀝青含量；從拌和站安裝調(diào)試開(kāi)始，嚴(yán)格檢查各料倉(cāng)的計(jì)量控制裝置、集塵裝置的準(zhǔn)確性及運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)狀態(tài)的正常性，保證瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量的均勻與穩(wěn)定；嚴(yán)格控制瀝青混合料生產(chǎn)配合比，增強(qiáng)施工碾壓達(dá)到壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求；連續(xù)級(jí)配采用粗粒式瀝青混凝土，控制瀝青含量，加足礦粉，適當(dāng)增加粗集料的含量，剩余空隙率不宜過(guò)大或過(guò)小，一般在3%～5%為宜。另外，SMA的級(jí)配為間斷級(jí)配，也是一種具有優(yōu)良高溫穩(wěn)定性的混合料，目前出現(xiàn)的病害也較少。同樣重要的是，嚴(yán)格控制超載車(chē)輛上路。

6 新材料、新技術(shù)運(yùn)用

6.1 乳化瀝青冷再生技術(shù)的循環(huán)利用

目前我國(guó)高等級(jí)瀝青路面已進(jìn)入大中修時(shí)期，由此產(chǎn)生的大量舊路面材料不僅浪費(fèi)資源且污染環(huán)境，乳化瀝青冷再生技術(shù)可循環(huán)利用舊材料，常溫施工無(wú)污染。乳化瀝青冷再生混合料初期易松散破壞，配合比設(shè)計(jì)采用Su-Perpave體積設(shè)計(jì)法，同時(shí)給出合適的室內(nèi)成型工藝，混合料性能的評(píng)價(jià)分兩階段：成型初期，采用肯塔堡飛散試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)分別評(píng)價(jià)混合料的初期松散性和其中存在的水對(duì)路面性能的影響；成型后期，采用車(chē)轍、凍融劈裂、小梁彎曲來(lái)控制混合料的長(zhǎng)期性能。

（1）基層損害嚴(yán)重路段可采用水泥穩(wěn)定碎石挖補(bǔ)修復(fù)后，噴灑透層油，加鋪一層約10 cm改性乳化瀝青冷再生基層。

（2）基層破損嚴(yán)重、路面彎沉值不能滿足設(shè)計(jì)要求的路段可原路面結(jié)構(gòu)后，對(duì)路床病害處置后，重新鋪筑一層老路銑刨料墊層，加鋪一層廠拌再生水泥穩(wěn)定銑刨料底基層，最后加鋪兩層水泥穩(wěn)定碎石基層?；鶎邮┕ず蠹皶r(shí)對(duì)基層養(yǎng)生以減少前期裂縫，及時(shí)鋪筑瀝青面層或澆灑透層油以減少裸露時(shí)間，減少基層橫向干縮性開(kāi)裂。

6.2 溫拌瀝青混合料的使用

溫拌瀝青混合料的原理是使用添加劑，降低瀝青在高溫下的粘度，使瀝青混合料能在較低的溫度下進(jìn)行拌合與施工，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，溫拌瀝青混合料的拌合、攤鋪、碾壓的溫度比普通熱拌瀝青混合料可降低20 ℃～50 ℃（實(shí)際施工中降低了約35 ℃左右），其瀝青混合料具有與普通熱拌瀝青混合料相當(dāng)?shù)氖┕ず鸵仔耘c路用性能。

瀝青路面病害的成因多種多樣，只有認(rèn)真分析其產(chǎn)生的原因，了解其作用機(jī)理，采取有針對(duì)性的預(yù)防、治理措施，才能夠?qū)r青路面的病害降低到最小，保證公路正常的使用性能和壽命。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾海輝.關(guān)于瀝青路面大中修施工技術(shù)的探討[J].科技研究，2014.

[2] 陳曉光，丁樸，熊杰.乳化瀝青冷再生技術(shù)分析[J].公路與汽，2006（2）：105-107.