淺議公路瀝青路面常見病害及防治措施

祁 睿

(甘肅省公航旅建設(shè)集團(tuán)路業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730300)

1 概述

瀝青路面在公路工程中通常也稱為瀝青面層，在敷設(shè)和使用過程中，瀝青路面以瀝青材料作為結(jié)合料，再將粘結(jié)礦料與其他外加劑按設(shè)計(jì)的配合比混合、拌和、鋪筑而成的單層或多層結(jié)構(gòu)層，廣泛適用于各種等級(jí)的道路，能滿足不同交通量和運(yùn)量需求，因此，也是當(dāng)前高等級(jí)道路普遍采用的路面類型[1-4]。瀝青路面的施工成本較低，使用過程中耐磨性較強(qiáng)，維修和養(yǎng)護(hù)方便，且具有路面平整、強(qiáng)度和穩(wěn)定性較高、行車舒適性高、良好的彈塑性變形能力、優(yōu)良的減振性、施工時(shí)間短、易于進(jìn)行后期維修養(yǎng)護(hù)、可再生利用等優(yōu)點(diǎn)[5-8]。但是隨著使用年限的增加，交通量逐年飛速增長，超載、超速等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，路面長時(shí)間承受外荷載作用，尤其路面常年承受疲勞荷載，開裂、凹槽、車轍等多種病害會(huì)隨之出現(xiàn)。若不及時(shí)檢測診斷路面的病害并進(jìn)行有效維修維護(hù)，會(huì)降低瀝青路面的耐久性，造成公路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，甚至危及行車安全性[6，7]。

2 公路瀝青路面常見病害及其成因分析

2.1 瀝青路面的開裂及其成因

公路工程中瀝青路面的開裂一般是指路面因各種原因出現(xiàn)的不規(guī)則的裂縫，實(shí)際工程中具體的表現(xiàn)形式有橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、網(wǎng)裂等[8]。造成路面開裂的原因一般包括基層強(qiáng)度過低或者路基的不均勻沉降導(dǎo)致基層破裂進(jìn)而反射到路面結(jié)構(gòu)造成其開裂、路面結(jié)構(gòu)自身由于低溫收縮或溫度疲勞作用造成開裂、路基拼接縫部位的不均勻沉降及路基或路面局部的壓實(shí)度不足造成路面開裂、瀝青的質(zhì)量、瀝青混合料的組成、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)與氣候條件、面層的厚度、基層材料的收縮性等造成開裂[9]。

2.2 瀝青路面的變形及其成因

公路工程中瀝青路面的變形主要包括坑槽、車轍、壅包、沉陷等[9，11，12]。其中，坑槽是公路工程中瀝青路面最常見的一種病害，是指路面因局部承載力不足導(dǎo)致對(duì)應(yīng)部位出現(xiàn)的一種顆粒松散的粉碎性破壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)凹坑。車轍與壅包是指瀝青路面結(jié)構(gòu)在車輛荷載與長期行車作用下產(chǎn)生的順著車輛輪跡的縱向凹陷或局部隆起的現(xiàn)象，造成該現(xiàn)象的原因包括：車輛的超載與超速；公路工程中下層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏低；施工過程中選用的瀝青軟化點(diǎn)偏低；瀝青混合料的用油量偏高或混合料自身的級(jí)配不合理。沉陷是路面變形中出現(xiàn)最普遍的一種，往往呈現(xiàn)出面積大、深度大、大多出現(xiàn)在挖方與填挖交界處等特點(diǎn)[10,12]。

2.3 瀝青路面的松散與其他破壞及其成因

瀝青路面發(fā)生的松散破壞是指路面結(jié)構(gòu)的集料與結(jié)合料之間的粘性降低甚至消失，在車輛荷載作用下集料從表面脫落的現(xiàn)象。松散的成因主要有：瀝青混合料中瀝青的稠度偏低、含量偏少或油溫過高，致使瀝青與集料之間的粘附力不足；集料過濕或含泥量偏高，造成集料與瀝青之間的粘附性變差；瀝青混合料中的抗剝落劑老化或失效；施工過程中碾壓時(shí)壓實(shí)度不足或攤鋪溫度偏低。

此外，瀝青路面除發(fā)生開裂、變形、松散外，還會(huì)發(fā)生其他的破壞，常見的如水損害、泛油、凍脹和翻漿等現(xiàn)象。

3 公路瀝青路面病害及防治措施的應(yīng)用分析

3.1 工程概況

我國西北地區(qū)某地快速干道是連接兩市的主干道，道路全長3 189.31 m，起止樁號(hào)為K0+289.31～K2+900。該快速干道修建于2002年，已運(yùn)營17年，根據(jù)JTG D50—2017公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于高速公路路面設(shè)計(jì)壽命的相關(guān)規(guī)定為，已進(jìn)入路面使用壽命的中、后期。由于該路段修建較早，路段對(duì)應(yīng)的地形復(fù)雜多變，經(jīng)過河流、山區(qū)、路橋連接路段等，年久失修，疏于養(yǎng)護(hù)管理，且隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，路面交通壓力逐年加大，超載、超速等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，路面已出現(xiàn)橫、縱向裂縫網(wǎng)裂、龜裂，特別是路橋連接部位橋梁引道基礎(chǔ)的不均勻沉降導(dǎo)致的路面橫向裂縫較為嚴(yán)重。此外，加之該道路有較長一部分路段靠近河流的河床附近，受降水、地表水、地下水的綜合影響，對(duì)應(yīng)路段出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的翻漿現(xiàn)象。因此，對(duì)應(yīng)路段主要需要處理的，就是瀝青路面的開裂和翻漿。

3.2 公路病害處理

1)瀝青路面出現(xiàn)的單條橫向和縱向裂縫，寬度在5 mm之內(nèi)的大條裂縫直接用乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理。寬度超過5 mm的裂縫，用銑刨機(jī)銑刨原有的面層，并在槽底噴灑粘層或透層油后用聚酯玻纖布處理后分層回填瀝青混合料。出現(xiàn)的間距超過10 mm的密集型橫向裂縫，直接采用連片銑刨的方式銑刨，銑刨厚度根據(jù)裂縫深度及其他病害程度和下承層的具體情況綜合決定為15 cm，銑刨后再用聚酯玻纖布處理之后分層回填瀝青混合料。

2)出現(xiàn)小面積網(wǎng)裂、龜裂的部位，一般按照“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)、小洞大補(bǔ)、淺洞深補(bǔ)”的原則，對(duì)原有的開裂路面小范圍內(nèi)進(jìn)行銑刨處理。而發(fā)生了較為嚴(yán)重的龜裂、網(wǎng)裂病害的部位，如整車道或大面積網(wǎng)裂且網(wǎng)裂范圍內(nèi)同時(shí)存在龜裂現(xiàn)象，采用連片銑刨的方式處理，銑刨厚度根據(jù)開裂部位的裂縫深度、其他病害程度以及對(duì)應(yīng)位置下承層的具體情況決定，銑刨后再用聚酯玻纖布處理，而后分層回填瀝青混合料。

3)在處理翻漿問題時(shí)，先根據(jù)實(shí)際的翻漿范圍劃定主坑槽銑刨范圍，再沿翻漿點(diǎn)中心向四周擴(kuò)散開挖，開挖深度視基層松散情況確定，開挖到基層堅(jiān)固密實(shí)為止，并在基層頂面設(shè)置寬度超過15 cm的縱、橫向臺(tái)階。另外，在沿主坑槽的外緣一側(cè)，開挖寬度大于30 cm比主坑槽底面低4 cm～5 cm且底部橫坡不小于3%的橫向盲溝。盲溝及主坑槽開挖結(jié)束后清理干凈槽底、盲溝底部以及側(cè)壁的松散物，并回填厚度為5 cm的單粒徑碎石，碎石粒徑為4 cm～6 cm。在盲溝部位放置兩根四面打孔管徑為5 cm的PVC管，PVC管向外延伸至邊坡，向內(nèi)延伸至主坑槽5 cm，兩管并排放置在盲溝反濾層上并固定，再繼續(xù)回填碎石至基層頂面以下10 cm。而后回填粗粒式瀝青混合料并壓實(shí)，再在其頂面鋪設(shè)一層T010/140型瀝青浸漬無紡?fù)凉げ?，最后，分層回填瀝青混合料，并采用小型壓實(shí)設(shè)備壓實(shí)，再對(duì)接縫進(jìn)行封邊。

3.3 病害處理效果監(jiān)測

對(duì)該公路出現(xiàn)病害的路段進(jìn)行處治后，進(jìn)行了為期18個(gè)月的跟蹤監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明，在監(jiān)測期內(nèi)，已處理的路段未出現(xiàn)開裂、不均勻沉降、翻漿等病害，能有效保證路段的正常通行，能滿足路面的使用要求。此外，對(duì)原路面進(jìn)行維修加固，能有效地利用舊瀝青路面，節(jié)約施工成本，且節(jié)省了大量的基層材料，減少了因完全拆除舊路面所需的費(fèi)用，雖然在施工中增加了聚酯玻纖布等的投入，但從施工和管理的總成本來看，在工期緊，不中斷交通、施工干擾大的情況下，采取上述病害處治技術(shù)，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。該公路的瀝青路面病害處治施工過程在滿足公路正常使用功能的基礎(chǔ)上，節(jié)約了施工成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，且避免了原路面完全拆除過程對(duì)環(huán)境造成的污染，滿足綠色施工要求，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

4 結(jié)語

文中通過分析了公路瀝青路面常見病害的成因，并總結(jié)了開裂、變形、松散及其他三大類常見病害，包括橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、網(wǎng)裂、坑槽、車轍、壅包、沉陷、水損害、泛油、凍脹和翻漿等多種病害，并通過工程應(yīng)用實(shí)例，介紹了公路瀝青路面出現(xiàn)不同的開裂狀況和翻漿后對(duì)應(yīng)的處理措施。處理后的路面，經(jīng)過長期監(jiān)測與檢測評(píng)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)一年多的使用未發(fā)生路面開裂、翻漿、不均勻沉降等病害，實(shí)踐證明該路面病害處治技術(shù)具有較高的可行性。本文的研究，對(duì)于公路工程中瀝青路面的病害防治工作，具有一定的參考和借鑒意義。