試論公路瀝青路面水損病害類型及修補(bǔ)工藝

楊帥偉 李培培

（許昌騰飛公路工程有限公司，河南 許昌 461000）

1 水損壞病害類型

1）網(wǎng)裂變形。當(dāng)路面上的積水從空隙或裂縫中進(jìn)入，則會滯留于上、下面層之間的交界部位。水不斷對瀝青薄膜造成侵入，使瀝青和集料之間的粘結(jié)被破壞?？梢姡访鎰冸x一般是從路面的面層下層開始的，不斷向上部傳遞和擴(kuò)散。在路面的下面層結(jié)構(gòu)被破壞以后，由于上面層受到行車荷載持續(xù)作用，將產(chǎn)生不同程度的網(wǎng)裂與變形。

2）坑洞。如果路面上、中面層均為半開級配混合料，而下面層為密實(shí)級配混合料，則路面上產(chǎn)生的積水將很容易進(jìn)入并長時間滯留于上、中面層當(dāng)中，水進(jìn)入上面層后，會在中面層上的薄弱部位到達(dá)中面層，同時長時間滯留。此時，受溫度與活荷載持續(xù)作用，水將對瀝青薄膜造成侵入，使瀝青和集料之間的粘結(jié)被破壞，導(dǎo)致大量集料剝落，松散的集料無法抵抗行車荷載，在車輪作用下被帶走，進(jìn)而在路面上產(chǎn)生坑洞。

3）唧漿。路面被破壞后，混合料將變得松散，使水進(jìn)入到基層或路基。受到行車荷載持續(xù)作用，自由水會變成動水，存在一定動水壓力，對混合料造成沖刷與抽吸，使混合料中細(xì)小顆粒被剝離，沿動水的方向發(fā)生運(yùn)動。在這些細(xì)小顆粒通過混合料中的空隙到達(dá)路面后，就產(chǎn)生了唧漿。在水分到達(dá)路基處后，路基由于水的存在強(qiáng)度大幅降低，而路面由于受到活荷載而產(chǎn)生裂縫或坑洞，導(dǎo)致細(xì)小顆粒大量向上移動，產(chǎn)生唧漿。

2 公路瀝青路面水損病害修補(bǔ)工藝

1）小面積修補(bǔ)。路面產(chǎn)生的水損壞面積較小時，比如坑槽與松散，則可通過灌縫、破碎坑補(bǔ)來修補(bǔ)。由于此類病害的主要產(chǎn)生原因?yàn)樗M(jìn)入到路面中，由上至下的使路面表層被破壞。事實(shí)上，此類病害對路面正常行車造成的影響并不很大，但受動荷載持續(xù)作用將使病害不斷發(fā)展，需要得到及時有效的修補(bǔ)。如果路面上已經(jīng)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的病害，包括唧漿、坑槽與網(wǎng)裂，則說明路面的基層已經(jīng)被毀壞，此時要對整個路面結(jié)構(gòu)實(shí)施維修處理。對此類病害進(jìn)行維修處理時，通常要將路面破碎，一直開挖至病害產(chǎn)生具體位置來修補(bǔ)。

2）大面積修補(bǔ)。路面水損壞面積較大，則要對瀝青路面實(shí)施大中修，常用方法包括罩面、補(bǔ)強(qiáng)、就地再生。若面層防水效果沒有達(dá)到預(yù)期要求，導(dǎo)致路面產(chǎn)生水損壞，則要先對局部病害實(shí)施維修處理，然后對路表面進(jìn)行拉毛，以原路面為基礎(chǔ)進(jìn)行新面層的鋪筑。如果路面基層本身就有質(zhì)量問題，則要將整個路面挖除，然后重新鋪筑基層與面層，使其質(zhì)量滿足要求，雖然這種方法最為徹底，但需要很長的時間，且成本很高。如果路面上的水損壞面積很大，且交通壓力也很大，則可封閉單側(cè)車道，對其進(jìn)行路面實(shí)施冷銑刨處理，再進(jìn)行新路面的攤鋪。需要注意的是，該方法僅僅可以對現(xiàn)有病害進(jìn)行處置，無法預(yù)防新水損壞現(xiàn)象的發(fā)生。如果路面上產(chǎn)生了很多病害，但現(xiàn)有維修成本比較有限，則應(yīng)優(yōu)先考慮就地?zé)嵩偕姆椒▉硇扪a(bǔ)。

3 工程概況

某公路工程為雙向四車道，從上到下路面結(jié)構(gòu)形式為4cmAC-16A瀝青混凝土（上面層）+6cmAC-20I瀝青混凝土（中面層）+6 cmAC-15I瀝青混凝土（下面層）+5%20cm水泥穩(wěn)定碎石基層（上基層）+3.5%19cm水泥穩(wěn)定碎石基層（下基層）+3.5%20cm水泥穩(wěn)定砂礫基層（底基層）。建成通車多年，隨著交通量的不斷增長，重載車輛比重較多，在交通荷載和水損壞的作用下，局部路段損壞現(xiàn)象嚴(yán)重。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本工程主要病害為車轍、坑槽、橫向裂縫、唧漿等。

4 瀝青路面水損壞綜合處治對策

1）局部病害處治措施。（1）基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)處治。唧漿是本工程的主要病害，經(jīng)勘查結(jié)果顯示，大多數(shù)唧漿均隨裂縫而出現(xiàn)，為此，針對局部唧漿病害，在內(nèi)部水壓力作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時，可補(bǔ)強(qiáng)處理唧漿部位的路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)?！鞍诐{、黃漿”為唧漿的主要形式，經(jīng)分析可知，基層唧漿為“白漿”，土基唧漿為“黃漿”，在注漿深度選擇時應(yīng)有所區(qū)分，比如，在下基層中部設(shè)白漿唧漿點(diǎn)的補(bǔ)強(qiáng)位置，在土基頂面設(shè)黃漿唧漿點(diǎn)的補(bǔ)強(qiáng)位置。（2）病害修復(fù)技術(shù)措施。本工程路面水損壞問題的主要原因在于路面裂縫，因此，做好裂縫處治工作至關(guān)重要。具體操作如下：首先，采用上、中、下面層銑刨回填法進(jìn)行裂縫處治。在處治時，上、中面層銑刨為1.4m寬，下面層銑刨1m寬。并將20cm臺階設(shè)于裂縫兩側(cè)，保證基層具有良好的狀況，隨后進(jìn)行熱瀝青均勻噴灑及聚酯玻纖布鋪設(shè)。其次，瀝青面層銑刨之后，一旦發(fā)現(xiàn)基層存在松散情況，需向下基層層面開挖。根據(jù)施工具體情況，可通過冷再生混合料等進(jìn)行一層一層填筑。

2）邊溝改造處治措施。本工程采用漿砌片石梯形邊溝為原路堤邊溝類型，部分路段還存在邊溝淤泥堵塞、邊溝損壞等問題。在邊溝改造處治當(dāng)中，要先通過人工方式清理堵塞的邊溝，做好清淤處理工作。針對邊溝損壞情況，則應(yīng)依據(jù)原邊溝形式進(jìn)行重新修筑或維護(hù)。（1）碎石盲溝設(shè)置。在原邊溝底部進(jìn)行碎石盲溝開挖，尺寸為40×60cm，并將滲水土工布設(shè)于溝內(nèi)四周。隨后將C25防水混凝土澆筑到碎石盲溝頂部，用于原邊溝溝底恢復(fù)。通過此方法，可以將路基內(nèi)部滲水及時排出。（2）現(xiàn)澆矩形邊溝。為達(dá)到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部雨水排出和降低路基水位的作用，可現(xiàn)澆矩形邊溝。首先，將原路肩、原碎石邊溝挖除，隨后向下開挖，至土基頂面81cm以下。將碎石滲溝設(shè)于接近路基側(cè)和底部位置，隨后將防滲土工布和軟式透水管設(shè)于滲溝底部，并澆筑C25防水水泥混凝土，作為封水層，厚度為25cm。

3）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水改造措施。針對唧漿嚴(yán)重路段，在采用銑刨重鋪處治措施的同時，還要設(shè)置好橫、縱向排水管，充分發(fā)揮排水基層的良好作用，有效排出結(jié)構(gòu)內(nèi)部積水。（1）全斷面路面結(jié)構(gòu)改造。通過水損壞調(diào)查情況分析，在工程總水損壞數(shù)量當(dāng)中，硬路肩處損壞比例高達(dá)36%。此外，由硬路肩唧漿具體狀況來講，相同斷面行車道單車道銑刨重鋪痕跡顯著，由此斷定，以前本路段行車道產(chǎn)生過唧漿問題，并做出了相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)處理。目前病害并未發(fā)展到路表，相比之下，硬路肩此前并未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，這是唧漿產(chǎn)生的主要原因。針對硬路肩部位，由于水損壞的影響，其使用性能下降嚴(yán)重，導(dǎo)致病害頻發(fā)且不斷擴(kuò)展。針對此部位病害，基于經(jīng)濟(jì)性等因素的考慮，一般只會進(jìn)行超車道、路緣帶的處治，不會對硬路肩進(jìn)行同步大面積處治。由于本工程很多路段存在硬路肩水損壞嚴(yán)重情況，為此，提出了全斷面路面結(jié)構(gòu)改造處治。（2）增設(shè)排水基層ATPB。為提高半剛性基層瀝青路面的承載力，減少水損壞病害發(fā)生概率，本文提出了增設(shè)排水基層ATPB的措施。通過此方法，可以有效解決半剛性基層瀝青路面裂縫問題。主要體現(xiàn)在2點(diǎn)，第一，通過增設(shè)排水基層ATPB，可以將路面結(jié)構(gòu)內(nèi)大部分水快速排出，減小對路面材料的影響，避免發(fā)生路面結(jié)構(gòu)水損壞問題，增加路面使用年限。第二，通過增設(shè)排水基層ATPB，可有效吸收半剛性基層裂縫尖端部位的集中應(yīng)力，且達(dá)到控制反射裂縫產(chǎn)生的目的。結(jié)合本工程實(shí)際情況，可進(jìn)行SBS改性瀝青碎石封層+改性瀝青穩(wěn)定排水基層ATPB-25（10cm）結(jié)構(gòu)層的設(shè)置。此外，路肩基層還需進(jìn)行排水基層設(shè)置，從而將路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部水及時排出。此時，可采用開放式的邊坡形式，在鑿除原邊坡漿砌片石后，應(yīng)通過無砂混凝土處治。

4）超高段排水改造措施。針對超高路段排水處治，可采用格柵蓋板邊溝+集水井進(jìn)行排水處治。超高路段外側(cè)路面水可通過超高橫坡度匯聚到集水井，并通過橫向排水管將集水井內(nèi)的水向路基外排出。超高路段內(nèi)側(cè)路面水可通過超高橫坡度向內(nèi)側(cè)自然分散、排出，同時利用路基邊坡、護(hù)坡道等向路基排水溝內(nèi)流入。

5 結(jié)束語

綜上所述，作為瀝青路面最常見的一種早期病害，水損害產(chǎn)生的誘因很多，研究表明，在車輛荷載的反復(fù)作用下，瀝青路面內(nèi)部產(chǎn)生的動水壓力和真空負(fù)壓的抽吸作用，是發(fā)生水損壞的主要因素。因此，必須采用綜合、系統(tǒng)的防治措施，才能達(dá)到預(yù)期防治效果。