高速公路瀝青路面破壞的成因與處理方案分析

何維

摘 ?要：瀝青路面長期受行車荷載及自然因素影響，勢必會產(chǎn)生早期病害，例如裂縫、坑槽、車轍等，若無法及時的處理，病害將持續(xù)擴(kuò)展，從而出現(xiàn)大范圍破壞，將對行車舒適性及安全造成嚴(yán)重影響。在瀝青路面病害中，裂縫及坑槽危害大、頻率高，其破壞成因及修補方案一直是路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究的重點。為此，該文分析了常見瀝青路面破壞類型及產(chǎn)生原因，并探討了瀝青路面裂縫及坑槽修補方法，最終決定選擇灌縫法、冷鑿熱補施工工藝進(jìn)行裂縫、坑槽修補，以期全面提高路面施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;破壞成因;灌縫法

中圖分類號：U416 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

自滬嘉高速公路（1988年）通車運營至今，當(dāng)前我國高速公路總里程已超過了14萬 km，躍居世界首位。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)增長速度的不斷加快，我國已形成了基本完善的公路網(wǎng)，公路建設(shè)規(guī)模也在急速擴(kuò)展。但隨著交通量的迅速增長，我國早期修建的大多數(shù)公路工程已步入了大中修階段，此類公路多以瀝青路面為主，在行車荷載與自然因素長期作用下，多數(shù)路面已呈現(xiàn)出了不同程度的病害問題，例如裂縫、坑槽、車轍和沉陷等，在此類病害中，裂縫與坑槽最為常見，影響范圍最大。若不重視此類危害，不及時處治，將會對路面使用性能及行車安全造成嚴(yán)重影響。為此，做好瀝青路面病害防治工作顯得尤為重要。

1 常見瀝青路面破壞類型及產(chǎn)生原因

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國公路工程建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大。瀝青路面作為高等級公路常見路面類型，在新技術(shù)、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)的今天，瀝青路面使用性能也得以有效改善。與此同時，瀝青路面養(yǎng)護(hù)修補技術(shù)水平也得到了快速提升，對常見瀝青路面破壞類型的定義也發(fā)生了改變。綜合考慮國內(nèi)外相關(guān)研究，可將瀝青路面破壞類型分為2類，即結(jié)構(gòu)性破壞與功能性破壞，結(jié)構(gòu)性破壞，將大幅降低瀝青路面各層結(jié)構(gòu)承載力，而功能性破壞將會對路面的正常使用造成嚴(yán)重影響，甚至給行車舒適性及安全帶來嚴(yán)重威脅。當(dāng)前，一般將坑槽、松散、沉陷和車轍等歸納到功能性破壞，而將龜裂、反射裂縫、縱橫向裂縫等歸納到結(jié)構(gòu)性破壞。

2 工程概況

某高速公路工程總長度為34.2 km，為雙向6車道，通車運營多年后，因交通量不斷增長，在行車荷載及自然因素的長期作用下，路面出現(xiàn)了不同程度的病害問題，例如裂縫、坑槽、車轍和沉陷等，經(jīng)路面勘查可見，路面使用性能指數(shù)已出現(xiàn)下降趨勢，為改善路面使用性能，必須針對路面破壞問題，采取處理方案進(jìn)行修補施工。經(jīng)實地勘察可見，瀝青路面破壞形式中，出現(xiàn)最多的為裂縫、坑槽，此類病害的大量出現(xiàn)，將嚴(yán)重影響瀝青路面的使用壽命，為更好地提升工程質(zhì)量，必須結(jié)合現(xiàn)場實際情況，多方考慮各種因素，及時進(jìn)行有效處理。為此，該文僅對裂縫及坑槽的修補進(jìn)行分析。

2.1 裂縫處理方案

針對瀝青路面裂縫修補多選擇灌縫法，常用的開槽、貼縫2種方式，開槽是指通過開槽機(jī)在灌縫前將一道封料槽設(shè)于裂縫處。貼縫是指事故過程中灌縫瀝青高出路面一些，達(dá)到“蓋帽”作用，從而達(dá)到提高裂縫黏結(jié)力的作用，并避免雨水下滲。此類修補方法主要應(yīng)用于縱、橫向裂縫。傳統(tǒng)的灌縫方法是直接將加熱后的瀝青灌入裂縫，簡單、成本少，但無法灌入瀝青路面內(nèi)部，僅作用于表面，根本無法滿足黏結(jié)力需求，將出現(xiàn)再次開裂的現(xiàn)象。為了保證施工質(zhì)量，該文決定選擇一種新型裂縫修補技術(shù)，高滲透液態(tài)灌縫修補技術(shù)。其技術(shù)原理為利用原材料、催化劑之間的化學(xué)反應(yīng)填滿裂縫，在反應(yīng)過程中原材料可產(chǎn)生膨脹作用，從而灌滿整個裂縫，滿足灌縫效果。

2.2 坑槽處理方案

相比傳統(tǒng)的瀝青路面坑槽修補技術(shù)，冷鑿熱補工藝屬于填挖式修補法，被稱為“永久性”修補工藝，處理效果更好。這種施工工藝需要先按照修補范圍將和行車方向平行或垂直的輪廓線劃出，隨后將路面破壞處挖除，并進(jìn)行修補邊緣的切割，最后根據(jù)挖填方式進(jìn)行施工。在坑槽處理中，采用冷鑿熱補工藝，修補效果良好，可達(dá)到施工目的。

3 高速公路瀝青路面破壞處理措施

隨著市場經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國公路網(wǎng)功能日益完善。高速公路作為公路網(wǎng)的主要構(gòu)成部分，在行車荷載及自然因素的長期作用下，極易引發(fā)瀝青路面破壞問題，從而對路面使用性能、路基強度及穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。在交通量不斷增長的今天，為了保證路面質(zhì)量，必須結(jié)合工程現(xiàn)場實際情況，采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行處理，只有這樣才能更好地提升工程質(zhì)量，該文針對本路段最常見的2種病害，即裂縫與坑槽，采取高滲透液體灌縫修補工藝及冷鑿熱補施工工藝進(jìn)行修補，從而有效提升工程質(zhì)量，改善路面使用性能。具體施工工藝如下。

3.1 高滲透液態(tài)灌縫修補施工工藝

該工程通車以來，基層混凝土面板裂縫以向上面層反射，裂縫寬度范圍在2 mm～7 mm，且有大量縱、橫裂縫產(chǎn)生于路面，對路面美感性、外觀質(zhì)量影響較大。尤其是夏季多雨季節(jié)，通過裂縫雨水不斷下滲，將對路基穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，從而危及行車安全。針對這種情況，該文決定選擇高滲透液態(tài)灌縫法進(jìn)行處理。

3.1.1 材料性能

該文選擇灌縫料由2種高聚物混合形成，能夠克服傳統(tǒng)施工法的很多缺陷，在路面修復(fù)方面作用良好。將高滲透液態(tài)灌縫材料的2種高聚物成分設(shè)定為A組份（黑色液體）、B組份（淡黃色液體），按比例配置需樣品檢測，則其材料性能指標(biāo)見表1。由此可見，在性能方面，高滲透液態(tài)材料性能良好，可作為灌縫修補材料。

3.1.2 施工流程

施工流程如下。1） 封閉工作面。施工現(xiàn)場整齊擺放各標(biāo)志牌，保證施工安全。2）清縫。針對裂縫處可通過鋼刷進(jìn)行2～3遍涂刷，隨后利用空壓機(jī)將裂縫內(nèi)雜物清理干凈，保證縫內(nèi)清潔。3）涂刷介面劑。清理干凈裂縫之后，需要在裂縫處均勻地涂抹介面劑，從而增強灌縫料和路面之間的黏結(jié)力。4） 灌縫料配制。按比例向灌縫機(jī)內(nèi)合理摻加A、B 2種材料，常溫下，高滲透灌縫材料即可使用，無需加熱導(dǎo)熱油。5）灌縫。完成上述作業(yè)后，即可進(jìn)行灌縫施工。要根據(jù)裂縫寬度，合理選擇灌縫設(shè)備。若裂縫寬度在3 mm以內(nèi)，直接選擇灌縫噴槍即可，若裂縫寬度在3 mm以上，則選擇注入棒即可。

3.2 冷鑿熱補施工工藝

3.2.1 清理坑槽

當(dāng)瀝青路面被破壞之后，坑槽內(nèi)極易落入雜物，特別是在開槽時，需要將坑槽內(nèi)的水分、雜物清理干凈，從而保證修補材料與路面之間能夠黏結(jié)充分，一般小顆粒雜物，如灰塵等可直接選擇壓縮空氣、熱空氣吹干凈即可，而塊狀雜物，則需人工清理。為保證坑槽干燥，需通過加熱設(shè)備加熱處理槽壁、地面部位。

3.2.2 涂抹黏結(jié)劑

開槽之后，坑槽底面、槽壁面極為平滑，當(dāng)修補瀝青混合料直接摻加之后，會大大降低新舊瀝青路面的黏結(jié)力，為此，通常都會將一層黏結(jié)材料先噴灑到坑槽壁上，從而增強兩者間的黏結(jié)性能。一般采用改性瀝青、乳化瀝青等材料作為黏結(jié)劑。

3.2.3 攤鋪修補料

根據(jù)施工要求，可選擇2種方式制備瀝青路面修補混合料，其一，現(xiàn)場拌和，可有效做好用量控制工作，但配合比方面控制難度較大。其二，選擇完成拌和的修補料，在保存、運輸環(huán)節(jié)需做好加熱、保溫等工作，為此該文選擇第二種方法。根據(jù)要求，再準(zhǔn)備好修補瀝青混合料，通過機(jī)械設(shè)備將其放入坑槽內(nèi)，隨后通過人工方式攤鋪平整，但必須合理地控制混合料溫度，不宜過低，避免壓實度不足。

3.2.4 混合料碾壓

在坑槽內(nèi)加入一定量的瀝青混合料進(jìn)行均勻攤鋪之后，需做好混合料碾壓施工，保證混合料壓實度滿足設(shè)計要求，若無法充分壓實坑槽，在車轍作用下，極易出現(xiàn)脫落、松散等問題，甚至產(chǎn)生二次破壞。為此，必須重視混合料碾壓施工質(zhì)量。要求按照“邊緣—中間”的順序進(jìn)行坑槽碾壓。

3.2.5 開放交通

完成修補坑槽施工之后，若坑槽附近散落有廢料，需及時清理干凈，并回收整理所有施工工具。待熱拌瀝青混合料冷卻到一定程度之后，即50℃以下，即可開放交通。

4 結(jié)語

綜上所述，自改革開放以后，我國交通運輸事業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，高速公路建設(shè)里程越來越長。但隨之而來的還有路面病害問題。裂縫、坑槽作為瀝青路面主要病害，一直以來都是國內(nèi)外急需攻克的技術(shù)難題。裂縫及坑槽病害的產(chǎn)生，不利于路基路面穩(wěn)定，更會影響行車舒適性及安全。在雨水、高溫、凍融等自然因素長期作用下，又會造成水損壞，加劇結(jié)構(gòu)破壞程度，嚴(yán)重影響公路通行能力及服務(wù)能力。為此，必須做好瀝青路面病害防治工作。該文通過灌縫法、冷鑿熱補施工工藝進(jìn)行裂縫、坑槽修補，可全面提高路面施工質(zhì)量，推進(jìn)我國公路建設(shè)事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李超.高速公路瀝青路面早期破壞的種類及養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)[J].智能城市，2018（8）：84-85.

[2]趙麗娜.關(guān)于高速公路瀝青路面早期損壞及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015（10）：193.

[3]王銀虎.基于全壽命周期成本的高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[J]. 交通世界（建養(yǎng)機(jī)械），2013（10）：84-85.

[4]張同輝.高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策研究[J].交通世界（下旬刊），2016（5）：100-101.

[5]陳輝.高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策研究[J].建材與裝飾，2016（7）：258-259.

[6]謝秋盛，吳齊正.高速公路瀝青路面早期破壞防治技術(shù)研究[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012（10）：85-88.