廣西高速公路瀝青路面典型病害調(diào)查及防治對策

趙艷納 謝雨珊 孫一嬋

摘要：結(jié)合2018年廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄高速公路路面性能調(diào)查分析和評定結(jié)果，文章提出目前廣西瀝青路面的主要病害形式，并從技術(shù)引導(dǎo)、原材料、施工控制、配合比設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)形式等方面提出針對性的防治對策。

關(guān)鍵詞：廣西;瀝青路面;病害;防治

中圖分類號：U418.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A D00：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.005

文章編號：1673-4874（2019）09-0016-02

0引言

隨著廣西高速公路“白加黑”的大力推廣，目前廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄高速公路已基本為瀝青路面，十年來，廣西高速公路瀝青路面發(fā)展迅速，但從建成的瀝青路面運(yùn)行情況來看，一些典型的早期破壞較多，這就大大降低了路面的舒適性，影響道路通行能力?；诖耍疚慕Y(jié)合2018年廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄高速公路路面性能調(diào)查分析的結(jié)果，找出目前廣西高速公路瀝青路面的主要病害，并多方面查找原因，提出針對性的解決措施，以期提高廣西高速公路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量，減少病害和養(yǎng)護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)全壽命周期成本最優(yōu)。

1廣西高速公路瀝青路面主要病害調(diào)查分析

調(diào)研組首先收集集團(tuán)所轄高速公路的歷年路況資料，初步確定檢測內(nèi)容和檢測路段，并赴現(xiàn)場調(diào)查檢測，包括鉆芯、FWD測彎沉、檢測車轍和路表構(gòu)造深度，芯樣取回進(jìn)行材料試驗(yàn)，隨后進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、力學(xué)模型分析，分析目前路面的主要病害。經(jīng)過一年的調(diào)查分析，2018年廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄高速公路路面使用性能評定情況詳見表1。

針對車轍問題，調(diào)研組對柳南路選取了12段不同車轍深度的瀝青路面進(jìn)行鉆芯，檢測了車轍路段的空隙率和級配，路面空隙和車轍深度的關(guān)系見圖1。

由表1和圖1可知：

（1）2018年檢測的路面技術(shù)狀況各分量中，除路面車轍和抗滑外，其余大部分項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)等，意味著廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄高速公路總體運(yùn)營質(zhì)量較好。

（2）隨著使用年限的增加，瀝青路面PQI水平逐漸下降。2008年以前通車的項(xiàng)目，如百羅路、百隆路PCI不足90，2008年以后建成的高速公路PCI均在90以上，且通車時(shí)間越短路面狀況越好。

（3）瀝青路面車轍和抗滑性能不足是廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄高速公路瀝青路面的主要病害。重載條件下長縱坡、大縱坡及彎道路段出現(xiàn)車轍的幾率非常大。隧道路面抗滑性能下降嚴(yán)重。

（4）車轍的形成與路面殘留孔隙率有很大關(guān)系。如表1所示，當(dāng)路面殘留空隙率<3%時(shí)，路面通車5-10年出現(xiàn)>10mm車轍的概率>80%;而當(dāng)路面空隙率>3.5%時(shí)，路面通車10年出現(xiàn)車轍>15mm的概率為0%，因此路面殘留空隙率對路面車轍深度具有重要的影響。

2 廣西高速公路車轍和抗滑性能不足原因分析

2.1 廣西高速公路瀝青路面車轍原因分析

從廣西交通投資集團(tuán)有限公司承擔(dān)的其中1000km瀝青路面項(xiàng)目施工調(diào)查結(jié)果來看，廣西瀝青路面發(fā)生車轍的主要原因表現(xiàn)在技術(shù)、施工、管理等方面。

（1）主要原因：廣西屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，在高溫多雨環(huán)境中，瀝青路面殘留空隙率<3%是瀝青路面發(fā)生車轍的主要原因，根據(jù)熱脹冷縮的原理，由于溫度較高造成集料及瀝青的膨脹，如果瀝青路面殘留空隙率較小，不能容納瀝青膨脹填充的空隙，那么集料與集枓之間可能形成多余的瀝青，瀝青在集料之間形成潤滑作用，瀝青混合料的抗剪能力下降，瀝青路面車轍發(fā)生.造成瀝青路面殘留空隙率<3%的主要原因是瀝青混合料在關(guān)鍵篩孔4.75mm、2.36mm及0.075mm通過率偏高，瀝青混合料級配偏細(xì)。

（2）技術(shù)方面的原因：廣西的氣候環(huán)境特點(diǎn)是高溫且持續(xù)時(shí)間較長，但廣西目前沒有出臺針對本地區(qū)特殊氣候環(huán)境的瀝青混合料設(shè)計(jì)、施工及檢測評價(jià)車轍的方法（如高溫地區(qū)應(yīng)適當(dāng)提高瀝青指標(biāo)及混合料空隙率等），而是簡單地套用規(guī)范上的指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺少針對性。另外由于我國車轍評價(jià)方法和現(xiàn)場車轍相關(guān)性不高，對瀝青混合料抗車轍設(shè)計(jì)指導(dǎo)性不強(qiáng)。

（3）施工方面的原因：瀝青路面施工由于各種原因的影響，集料來源復(fù)雜，一般一個拌合站存在兩個石場以上的集料，且級配穩(wěn)定性差，這樣就造成實(shí)際級配很難控制，與設(shè)計(jì)級配偏差較大，當(dāng)實(shí)際級配與設(shè)計(jì)級配相比偏細(xì)較多時(shí)，路面發(fā)生車轍;瀝青路面攤鋪機(jī)性能較差，瀝青混合料容易離析，造成粗集料集中的地方瀝青路面滲水，細(xì)集料集中的地方瀝青路面發(fā)生車轍.

（4）管理方面的原因：①瀝青路面施工全過程的動態(tài)質(zhì)量管理不足，調(diào)查發(fā)現(xiàn)同一條高速公路不同標(biāo)段之間、同一標(biāo)段不同時(shí)間施工段的施工質(zhì)量控制都存在差異，這里面包括材料的變異、施工工藝的變異、現(xiàn)場施工質(zhì)量管理的變異等造成路況質(zhì)量的差異。②項(xiàng)目工期管理需要規(guī)范，調(diào)查發(fā)現(xiàn)趕工路段、工程收尾末期是管理意識、質(zhì)量意識、人員管理、材料變異等方面隱患最多的時(shí)期，越到施工末期施工質(zhì)量越不易控制，相應(yīng)的路面車轍也較多。

2.2 廣西高速公路瀝青路面抗滑不足原因分析

（1）瀝青路面構(gòu)造深度較小

通過對瀝青路面抗滑不足路面的構(gòu)造深度來看，抗滑不足路面的構(gòu)造深度偏小，路肩的構(gòu)造深度為0.5-0.7mm，行車道的構(gòu)造深度也為0.5-0.8mm，構(gòu)造深度較小，是瀝青路面抗滑不足的主要原因之一。構(gòu)造深度較大的路面具有較好的抗滑性能。

（2）瀝青路面使用較多的不耐磨的石灰?guī)r集料

根據(jù)調(diào)查，路面泛白往往伴隨著瀝青路面抗滑不足，瀝青路面泛白的路面也同時(shí)伴隨著抗滑性能的不足，主要是石灰?guī)r集料使用過多，石灰?guī)r3-5mm的顆粒泛在瀝青路面表面，表面有較多不耐磨的石灰?guī)r，造成瀝青路面抗滑性能下降。例如，室內(nèi)抽提宜河路路肩上面層瀝青后人工分離粗集料（>4.75mm）中的灰綠巖和石灰?guī)r碎石，粗集料中石灰?guī)r最大含量達(dá)13.5%;細(xì)集料2.36-4.75mm中石灰?guī)r含量達(dá)57%-85%，上面層集料含大量石灰?guī)r是宜河路路面抗滑性能迅速下降的主要原因。

（3）粗集料使用不耐磨的集料，或者粗集料的微觀紋理不足

表面層使用不耐磨的集料極易造成集料被磨平或磨光瀝青路面抗滑性能下降。集料的微觀表面過于光滑，也是造成抗滑性能下降的一個原因。

3 主要路面病害防治對策

3.1廣西瀝青路面車轍防治對策

（1）建議建立廣西地區(qū)瀝青路面施工技術(shù)手冊或者地方標(biāo)準(zhǔn)。包括瀝青、集料等指標(biāo)，瀝青混合料級配，瀝青混合料關(guān)鍵指標(biāo)，瀝青路面施工，瀝青路面驗(yàn)收等指標(biāo)，全過程指導(dǎo)瀝青路面施工。

（2）使用更權(quán)威、更有效的方法評價(jià)瀝青路面抗車轍能力，建議在日后新建高速公路瀝青路面試驗(yàn)段評價(jià)時(shí)直接現(xiàn)場抽取試驗(yàn)段的芯樣進(jìn)行漢堡車轍試驗(yàn)來評價(jià)瀝青路面的抗車轍能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)抗車轍能力不足的瀝青混合料，避免瀝青路面車轍的發(fā)生。

（3）優(yōu)先選用改性瀝青，其中上面層選用高溫穩(wěn)定性好、耐老化的材料，條件允許的情況下推薦采用SMA路面結(jié)構(gòu)。

（4）加強(qiáng)施工中的過程管控，嚴(yán)格控制油石比，保證材料和施工的穩(wěn)定性，從而保證瀝青混合料級配的穩(wěn)定性。

（5）鑒于廣西地區(qū)高溫多雨，有些項(xiàng)目工期較緊，難免出現(xiàn)趕工的情況，因此建議業(yè)主、建設(shè)單位要強(qiáng)化管理，嚴(yán)格監(jiān)督施工單位，嚴(yán)禁雨天施工。

3.2 廣西瀝青路面抗滑不足針對性的防治對策

（1）表面層使用耐磨集料，上面層集料的壓碎值≤18%，磨光值≥42。通過使用耐磨集料，避免集料被過早磨光或磨平.

（2）通過級配設(shè)計(jì)提高瀝青路面的構(gòu)造深度，建議上面層構(gòu)造深度≥0.8mm。

（3）在上面層集料加工中，不要過分追求對集料的整形和加工，保留集料的棱角性以保證集料和輪胎之間的摩阻力，確保瀝青路面抗滑性能良好;同時(shí)，上面層采用機(jī)制砂或者優(yōu)質(zhì)石屑.

（4）路面施工中要加強(qiáng)壓實(shí)，保證瀝青路面在運(yùn)營過程中真實(shí)的構(gòu)造深度。一些瀝青路面雖然在驗(yàn)收過程中構(gòu)造深度滿足≥0.8mm的要求，但是這種構(gòu)造深度是在壓實(shí)不足的情況下獲得的，不是真實(shí)的構(gòu)造深度，在運(yùn)營過程中由于車轍的荷載作用下構(gòu)造深度逐漸變小或細(xì)集料上浮造成瀝青路面抗滑不足。

（5）瀝青混合料避免使用3-5mm的石灰?guī)r，石灰?guī)r在0-2.36mm以下才能使用，采用灰綠巖、玄武巖等硬質(zhì)粗集料，粗集料占比應(yīng)達(dá)70%以上。

4 結(jié)語

作為廣西普遍采用的高速公路路面結(jié)構(gòu)形式，瀝青路面常見病害的產(chǎn)生有多方面的原因。經(jīng)過對廣西交通投資集團(tuán)有限公司所轄瀝青路面的調(diào)查，目前影響廣西路面使用性能的主要病害是車轍和抗滑性能不足，針對這兩個典型病害的原因分析，筆者從技術(shù)引導(dǎo)、原材料、施工控制、配合比設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)形式等方面提出一些針對性的預(yù)防和減少車轍與抗滑能力下降的措施。希望通過本文一些防治措施的探討，能對減少廣西瀝青路面早期病害起到一定的積極作用。