國(guó)道319 南靖段瀝青路面病害原因分析及治理方案

石金龍

(福建省漳州市公路局，漳州 363600)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和道路建設(shè)的日益發(fā)展， 為打造“暢安舒美”的行車(chē)環(huán)境，極大部分由水泥路面改造成瀝青路面。 國(guó)道319 線(xiàn)南靖路段于2014 年至2015 年度完成全線(xiàn)瀝青路面大修（白改黑），文章結(jié)合國(guó)道319 線(xiàn)南靖路段瀝青路面的病害， 綜合分析病害原因及針對(duì)瀝青路面的病害提出相應(yīng)的治理方案。

1 路面病害情況調(diào)查

國(guó)道319 線(xiàn)南靖段起止樁號(hào)為K93+000～K153+800，大部分以雙向兩車(chē)道為主，除鎮(zhèn)區(qū)路段外為雙向四車(chē)道。該路段于2014 年至2015 年度完成全線(xiàn)瀝青路面大修（白改黑）， 采用舊路面打裂壓穩(wěn)加鋪?zhàn)钚『穸葹?7cm瀝青混凝土 （4cmSBS 改性SMA-13+ 6cmSBS 改性AC-20+7cmATB-25 兼調(diào)平層)結(jié)構(gòu)。 由于現(xiàn)狀道路重載車(chē)輛較多，超載嚴(yán)重，加上路段急彎陡坡較多，造成瀝青路面不同程度病害。經(jīng)過(guò)這幾年的運(yùn)行情況及病害調(diào)查，大體可分為三種路段類(lèi)型病害：一是較為平緩路段，主要是以坑槽病害為主，極少部分存在車(chē)轍和擁抱現(xiàn)象；二是雙向四車(chē)道路段，線(xiàn)型較好，主要以坑槽病害為主；三是山區(qū)急彎陡坡路段，大部分為雙向兩車(chē)道，主要存在坑槽、松散、沉陷、車(chē)轍、波浪擁抱等病害。 從現(xiàn)場(chǎng)可以明顯看出，主要病害分布在下行方向（龍巖往漳州方向）以及陡坡急彎處的兩側(cè)車(chē)道，路肩除彎道外基本無(wú)破壞。

2 路面病害分析

2.1 水影響

（1） 地理環(huán)境水影響

福建省南靖縣，屬于山區(qū)丘陵，整個(gè)地勢(shì)由西北向東南傾斜，依次分為中低山、丘陵、臺(tái)地和河谷平原4 個(gè)地貌類(lèi)型區(qū)。 大小河流72 條，總長(zhǎng)1066km，主要河流有船場(chǎng)溪、龍山溪、永豐溪3 條，多年平均徑流總量為37.85億m3。 氣候溫和，光照充足，雨量充沛，四季常青，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)， 四季分明， 溫暖濕潤(rùn)， 年平均氣溫21.5℃左右，夏季有短暫的酷暑，最高溫度可達(dá)50℃（地表溫度）。年平均降雨量1319.7mm。降雨量主要集中在3～9 月，其中5、6 月為梅雨期， 7～9 月常有臺(tái)風(fēng)影響，臺(tái)風(fēng)來(lái)臨或發(fā)生短歷時(shí)強(qiáng)降雨、暴漲陡落。

國(guó)道319 線(xiàn)K93+000～K126+000 路段途徑南靖縣豐田鎮(zhèn)、龍山鎮(zhèn)與金山鎮(zhèn)，該路段屬于丘陵、臺(tái)地和河谷平原地貌類(lèi)型，路線(xiàn)線(xiàn)型較好，坡度較緩；K130+000～K153+800 路段途徑南靖縣和溪鎮(zhèn)與奎洋鎮(zhèn)， 該路段屬有中低山、丘陵地貌類(lèi)型，路線(xiàn)線(xiàn)型較差，急彎陡坡路段較多，且具有獨(dú)特小范圍氣候，降雨量較為豐富。

根據(jù)南靖縣國(guó)家氣象站和奎洋鎮(zhèn)霞峰村、 奎洋鎮(zhèn)上洋村、和溪鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)站的觀測(cè)資料，年降水量如表1 所示：

表1 2016～2018 年奎洋鎮(zhèn)霞峰村、奎洋鎮(zhèn)上洋村、和溪鎮(zhèn)區(qū)域年降水量（單位：mm）

可以看出，南靖縣氣候特點(diǎn)為日照時(shí)間長(zhǎng)、夏季溫度高、降水量大。

（2） 重載車(chē)輛長(zhǎng)下坡剎車(chē)水影響

國(guó)道319 線(xiàn)K130+000～K153+800 路段屬中低山、丘陵地貌類(lèi)型，路線(xiàn)線(xiàn)型較差，急彎陡坡路段較多，重載貨車(chē)從龍巖往漳州方向較多（下行方向），多數(shù)重載貨車(chē)處于長(zhǎng)下坡的路況下，為了給制動(dòng)器降溫放剎車(chē)水，加上車(chē)流量大，使得地面常處于潮濕狀態(tài)。

2.2 交通量及重載交通影響

國(guó)道319 南靖段路線(xiàn)整體呈由東向西的走向， 從區(qū)域通道的角度考慮，周邊道路主要為：漳龍高速、龍山線(xiàn)、龍船線(xiàn)以及高龍線(xiàn)。

根據(jù)通坑公路站間隙觀測(cè)站觀測(cè)資料， 往年年度月平均交通量如表2 所示：

從表2 可看出大貨及拖掛車(chē)等重型車(chē)輛占全部車(chē)輛數(shù)的比例較高， 其中2016 年比例約為69.3%，2017 年比例約為69.8%，2018 年比例約為75.7%，呈現(xiàn)逐年遞漲的趨勢(shì)，且從現(xiàn)場(chǎng)情況看，載重較重。

表2 2016～2018 年國(guó)道319 線(xiàn)通坑公路站間隙觀測(cè)站往年年度月平均交通量

2.3 現(xiàn)狀道路路線(xiàn)平縱曲線(xiàn)影響

國(guó)道319 線(xiàn)南靖段K93+000～K130+000 路段平縱曲線(xiàn)較好，主要以坑槽病害為主，現(xiàn)對(duì)坡度大于5.0%，半徑小于80m 進(jìn)行簡(jiǎn)單分析及歸納，結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表3 K93+000～K130+000 縱坡大于5.0%路段

表4 K93+000～K130+000 彎道半徑小于80m 路段

本次對(duì)K130+000～K153+800 路段進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，該路段急彎陡坡較多，路面破損較為嚴(yán)重，其中最小半徑達(dá)到23m，最大縱坡達(dá)到7.03%，詳見(jiàn)表5。

2.4 路面病害原因總結(jié)

通過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)病害的產(chǎn)生與水影響、 交通量及重載交通影響、 現(xiàn)狀道路路線(xiàn)平縱曲線(xiàn)影響等有較大的關(guān)系。

（1）從現(xiàn)場(chǎng)可以明顯看出，許多車(chē)輛，特別是重載車(chē)輛均往下行方向行駛，路肩幾乎沒(méi)有機(jī)動(dòng)車(chē)輛行駛，這也是硬路肩病害最少的主要原因。 另外下行往漳州方向滿(mǎn)載超載重車(chē)多，且軸載較重，是引起下行路面病害多于上行的主要原因。

（2）道路路線(xiàn)指標(biāo)較差，最小半徑為23m，最大縱坡大于7.0%， 重載車(chē)輛剎車(chē)制動(dòng)力以及橫坡離心力較大，急彎陡坡路段更為明顯，在車(chē)輛反復(fù)作用下，超過(guò)了瀝青路面的材料極限從而引起了瀝青路面的反復(fù)破壞。

（3）連續(xù)下坡路段，重車(chē)下行時(shí)需放剎車(chē)水降溫，造成瀝青路面長(zhǎng)期處于浸泡狀態(tài)，容易造成瀝青強(qiáng)度降低，在車(chē)載荷載作用下特別容易發(fā)生破壞。

（4）急彎陡坡路段為雙向兩車(chē)道，瀝青路面長(zhǎng)期在車(chē)載作用下容易發(fā)生疲勞破壞。

（5）沿線(xiàn)貨車(chē)貨運(yùn)經(jīng)營(yíng)較多，經(jīng)常有油污下滲，油污會(huì)侵蝕瀝青路面，產(chǎn)生坑槽。

（6）南靖地區(qū)降水量較大，容易存在積水現(xiàn)象，長(zhǎng)期積水將浸泡基層及路基，導(dǎo)致水泥板底承載力降低，從而引起瀝青在車(chē)輛荷載作用下，特別是重載車(chē)輛的作用下，承受巨大的彎拉應(yīng)力，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象。

3 瀝青路面病害治理方案

針對(duì)國(guó)道319 線(xiàn)瀝青路面大面積病害， 結(jié)合公路路況及往年出現(xiàn)病害路段情況，制定以下處治方案：

（1）雙向四車(chē)道鎮(zhèn)區(qū)路段，線(xiàn)型較好，主要以坑槽病害為主，以專(zhuān)業(yè)人工挖補(bǔ)修復(fù)為主。

表5 K130+000～K153+800 路段破損路段平縱技術(shù)指標(biāo)表

（2） 國(guó)道319 線(xiàn)K85+630～K130+000 路段屬于平緩路段， 主要是以坑槽病害為主， 極少存在車(chē)轍和擁抱現(xiàn)象，針對(duì)坑槽病害進(jìn)行專(zhuān)業(yè)人工挖補(bǔ)修復(fù)，車(chē)轍和擁抱病害范圍較大的采用銑刨機(jī)和攤鋪機(jī)修補(bǔ)。

（3）K130+000～K151+500 屬于山區(qū)急彎陡坡路段，為雙向兩車(chē)道， 特別是K130+000～K132+000，K133+820～K135+500，K146+500～K151+500 路線(xiàn)線(xiàn)型指標(biāo)較差，兩側(cè)瀝青路面在大型超載車(chē)輛荷載作用下，路面出現(xiàn)坑槽、表面結(jié)構(gòu)松散、波浪擁抱等嚴(yán)重結(jié)構(gòu)性變形，路面破損率達(dá)80%以上，路面破碎非常嚴(yán)重，此路段反復(fù)出現(xiàn)病害顯示超過(guò)了瀝青路面的材料極限， 已不宜采用瀝青路面形式，改用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)型式。結(jié)合舊水泥混凝土路面以及瀝青路面的破損情況， 路面采用厚度為28cm 的水泥混凝土面層。 為提高路面使用性能，約束裂縫擴(kuò)張、承受混凝土收縮應(yīng)力， 在急彎陡坡處以及路面破損較為嚴(yán)重路段采用28cm 厚連續(xù)配筋（雙層鋼筋網(wǎng)）混凝土路面。 并在舊水泥混凝土路面與加鋪水泥混凝土路面之間設(shè)置隔離層（瀝青混凝土4cmAC-13），有利于緩解板與板之間的強(qiáng)硬接觸， 緩解由于板塊收縮應(yīng)力造成的板塊開(kāi)裂。

4 瀝青路面病害治理

（1）瀝青路面坑槽挖補(bǔ)

針對(duì)國(guó)道319 線(xiàn)K85+630～K130+000 路段面層、基層病害的實(shí)際情況，對(duì)坑槽、嚴(yán)重龜裂、波浪擁包進(jìn)行挖補(bǔ)處理，以恢復(fù)路面的通行功能。 基本的操作程序是：病害調(diào)查→施工準(zhǔn)備→放線(xiàn)→切割→人工開(kāi)槽→清理基坑→噴灑粘層瀝青→人工攤鋪瀝青混凝土→碾壓→降溫放通道路。

（2）水泥混凝土路面施工

國(guó)道319 線(xiàn)K130+000～K132+000，K133+820～K135+500，K146+500～K151+500 路面破碎非常嚴(yán)重， 銑刨破損瀝青層至原舊水泥混凝土路面，攤鋪隔離層，最后澆筑水泥混凝土。 基本的操作程序是：施工準(zhǔn)備→放樣→人工交通管制（半幅通行）→用銑刨機(jī)銑刨破損瀝青層至原舊水泥混凝土路面→清洗舊路面→再次放樣及標(biāo)高測(cè)量（控制厚度及超高半徑）→攤鋪機(jī)攤鋪4cmAC-13 瀝青混凝土→人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋，嚴(yán)格控制上層橫向鋼筋位于縱向鋼筋之下，下層橫向鋼筋位于縱向鋼筋之上→采用滑模攤鋪機(jī)施工，并配套大型混合料拌和設(shè)備，嚴(yán)格控制與連續(xù)配筋混凝土路面毗鄰的普通混凝土伸縮縫及脹縫→路面硬刻槽→混凝土澆筑作業(yè)完成后， 開(kāi)始養(yǎng)生并進(jìn)行防護(hù)，28d后取芯檢驗(yàn)，達(dá)到合格→安全設(shè)施施工→放通道路。

5 結(jié)束語(yǔ)

在山區(qū)急彎陡坡路段，重載貨車(chē)較多，車(chē)輪的水平推力、重車(chē)剎車(chē)放水浸泡、雨水浸泡、車(chē)輛沖擊運(yùn)動(dòng)荷載的作用，致路面出現(xiàn)坑槽、表面結(jié)構(gòu)松散、波浪擁抱等病害，只要針對(duì)性地采取各種治理方案， 在實(shí)際應(yīng)用中可取得較好效果。