瀝青路面常見病害及養(yǎng)護(hù)措施

吳東波

摘? 要：隨著近年來我國道路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，瀝青路面施工技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。瀝青路面具有其表面均勻、平整、無接縫、施工時間短、養(yǎng)護(hù)工藝簡便等特點(diǎn)，可以保證行車時的噪聲、平穩(wěn)、舒適。但隨著交通運(yùn)輸量的提高和重載或者超載車輛數(shù)量的增加，以及外界氣候和濕度的改變和冰凍，許多公路出現(xiàn)了不同類型類型的瀝青路面疾患，如雨水損傷、路面變形、路面開裂等。本文將通過結(jié)合筆者近年的實際工作經(jīng)驗，對目前瀝青路面常見空氣病害發(fā)生原因極其養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：公路養(yǎng)護(hù);路面病害;原因分析;養(yǎng)護(hù)措施

中圖分類號：U418? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.233

引言：面對我國高等級公路通車?yán)锍痰闹鹉暝黾?，如何合理地選擇養(yǎng)護(hù)方案來維護(hù)好瀝青路面，確保瀝青路面正常使用質(zhì)量，從而降低管養(yǎng)費(fèi)用，節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金已成為了公路養(yǎng)護(hù)管理行政部門的重要研究課題。

一、瀝青路面常見病害

1.水損害

（1）上下水損壞

這種水損害的主要形式是表面凹坑。如果瀝青路面的表層孔隙率大而下部瀝青混凝土的孔隙率小，則沉積水會儲存在表層混凝土中。在車輛載荷的作用下，表層混凝土中的水產(chǎn)生流體動力壓力，這導(dǎo)致瀝青膜與骨料表面分離，并使瀝青混凝土松弛。分離的骨料由于車輪的摩擦作用而散開，從而在瀝青路面上產(chǎn)生凹痕[1]。

瀝青混合料在設(shè)計時的孔隙率或者在施工過程中殘留的孔隙率太高，會造成嚴(yán)重的滲漏。國內(nèi)外的實際技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)研究實驗結(jié)果表明，對于孔隙率通常小于8的瀝青路面，水分主要來源是流體毛細(xì)水，在車輛運(yùn)行過程中水分產(chǎn)生的流體動力學(xué)和壓力很小，路面不會輕易受到毛細(xì)水的侵蝕。孔隙率超過15的瀝青路面，會快速的進(jìn)行排水，從而使得瀝青路面不會積聚水分，也不容易被雨水損壞。如果瀝青路面的孔隙率大約為8～15，水就會很容易地進(jìn)入混凝土，但不能及時排出，這樣滲漏的水分很容易就會產(chǎn)生對路面的流體運(yùn)動壓力，從而破壞路面，并產(chǎn)生局部凹陷。

（2）水從底部到頂部的損壞

這種破壞主要出現(xiàn)在半剛性瀝青路面上的瀝青薄層上。半剛性材料對于基層的排水滲透性極差，當(dāng)水穿過了瀝青層之后，各種類型的水都無法繼續(xù)向下滲透，只能一直停留在瀝青層和半剛性材料基層之間。在交通車輛巨大荷載力的作用下，瀝青路面基層將會受到嚴(yán)重破壞，形成水泥砂漿[3]。在車輛推力和砂漿壓力的相互影響下，砂漿從瀝青排水層中的裂縫或排水空隙中被擠出。瀝青面層與半剛性材料基層之間的接觸力逐漸慢慢消失，瀝青面層底部結(jié)構(gòu)會逐漸受到過度彎曲、拉伸，從而造成瀝青面層損壞。

2.路面變形

（1）沉降變形

如果使用不同路基的填料或是壓實得不滿足要求，則可能會直接造成路基的沉降不均勻，并且會直接反射到路面上，造成路面沉降變形。另外由于雨水的侵蝕，或者地下水直接通過滲入淺層路基，也可能造成路基路面的沉降變形。

（2）推移變形

瀝青混合料如果直接攤鋪在半剛性基層上，而沒有做粘結(jié)處理，那么其基層與面層之間的結(jié)合將不充分，在車輛輪胎滾動作用下，瀝青面層被推動造成路面雍包變形。

（3）結(jié)構(gòu)性變形

結(jié)構(gòu)性變形是指由于瀝青混凝土強(qiáng)度不足，在車輛載荷作用下，由于瀝青面層承載力不足而發(fā)生變形的情況。在施工期間瀝青混凝土未按要求配比進(jìn)行施工或者施工溫度未按要求控制，那么瀝青路面使用過程中將不能按設(shè)計要求承受相應(yīng)的行車載荷，在炎熱天氣中，當(dāng)路面上的載荷超過設(shè)計載荷或車輛超載時，瀝青混合料會失去穩(wěn)定性，引起流動和變形。

3.路面開裂

路基填料不合格或未按要求進(jìn)行壓實，會致路基的不均勻沉降，從而使得瀝青面層產(chǎn)生縱向裂縫。如果氣候條件溫度相差太大，則會使得瀝青路面上的收縮應(yīng)力會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過瀝青混合材料的耐受性和抗張能力，從而導(dǎo)致橫向的開裂。

在無機(jī)黏合劑的基層中，由于干縮而經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，并映射到表層形成反射性裂紋。車輛超載也引起的瀝青面層載荷裂縫和路面裂縫。

二、病害出現(xiàn)原因分析

1.原材料的影響

（1）礦料

瀝青混凝土面層施工的第一步就是要認(rèn)真把握好各種礦質(zhì)原材料的選材，只有嚴(yán)格監(jiān)督把關(guān)各種礦質(zhì)原材料的的質(zhì)量，才能拌和出優(yōu)質(zhì)的瀝青混凝土。另外要注意的是礦質(zhì)原材料加工后的針片狀含量和粒徑配比應(yīng)滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。

（2）瀝青

各地依照不同的氣候和地理特征來選擇與本土氣候、交通環(huán)境等條件相適合的瀝青品種及其標(biāo)號，并盡量采用優(yōu)質(zhì)瀝青，對于預(yù)防和減少在瀝青中間體表層路面早期產(chǎn)生的車轍，有效地防止瀝青路面的開裂，保證其路面具備良好的耐腐蝕性和抗疲勞損傷破壞性能具有重要意義。

2.路基施工缺陷的影響

路基軟土地基不穩(wěn)固、地基替換或者擠淤后的處理措施不徹底、路基填筑的密實性不夠、路基填料中的水液限值偏高、路堤的不均勻沉降等現(xiàn)象都會對路面造成早期損壞。

3.施工因素的影響

（1）瀝青砼配合比設(shè)計存在的問題

瀝青混凝土所用材料的各種配合比不合理，如：油石比較大，已經(jīng)完工攤鋪的建筑路面將可能會容易產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)戆痛罅糠河?油石比較小，則路面上瀝青混凝土很容易出現(xiàn)松散。由于所用礦料的壓碎值偏低及針片狀顆粒含量偏高，將導(dǎo)致瀝青路面強(qiáng)度穩(wěn)定性大大降低。

（2）瀝青砼拌合的控制

瀝青混凝土在拌和過程中，礦料的溫度和瀝青加熱溫度決定瀝青混合料出廠溫度，如果沒有控制好混合料出廠溫度將導(dǎo)致瀝青混凝土難以壓實;同時拌和時間要以混合料拌和均勻、所有礦料顆料全部裹覆瀝青結(jié)合料來確定，拌和時間不足或者過拌，要么導(dǎo)致瀝青未完全包裹住混合料，要么形成瀝青混凝土離析，這些都降導(dǎo)致后期瀝青路面強(qiáng)度不足而變形。

（3）瀝青砼的攤鋪及壓實

瀝青攤鋪機(jī)是目前進(jìn)行瀝青路面鋪筑施工所必須采用的施工機(jī)械設(shè)備，其本身的特殊性能和各種操作方式對瀝青攤鋪的平整度要求有著重大性的影響。有些地方的道路攤鋪施工設(shè)備落后，路面攤鋪面過窄，沒有自動橫坡找平施工系統(tǒng)，完全是憑專業(yè)經(jīng)驗，靠操作技術(shù)人員們的感覺能力來判斷攤鋪施工，這就造成瀝青路面攤鋪質(zhì)量嚴(yán)重下降，另外瀝青面層碾壓所選用碾壓工藝對路面的整體平整有直接影響，碾壓操作工藝在其選用的機(jī)具、碾壓工藝溫度、速率、路線、次序等各個方面都直接關(guān)系著瀝青路面的整體平整度。

4.車輛超載的影響

隨著近年來我國社會和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，運(yùn)輸車輛逐年增加，車輛的超載現(xiàn)象屢禁不止，甚至已經(jīng)達(dá)到了一個嚴(yán)重的程度。嚴(yán)重的車輛超載必將造成瀝青路面承受大于設(shè)計要求的車輛荷載，很容易造成面層的破壞變形。

5.養(yǎng)護(hù)與管理

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要交通運(yùn)輸作支撐，而公路養(yǎng)護(hù)的好壞直接影響到交通行車的安全和暢通。然而，大量的資金、技術(shù)力量集中到高等級公路建設(shè)中，各地普遍出現(xiàn)“重建輕養(yǎng)”的不良傾向，養(yǎng)護(hù)管理投入資金嚴(yán)重不足，養(yǎng)護(hù)力量和技術(shù)裝備嚴(yán)重不足，專業(yè)人員匱乏，導(dǎo)致路面破壞后難以及時修復(fù)，安全隱患日益增大。

三、瀝青路面病害養(yǎng)護(hù)措施

1.表面密封層

微表處主要用于預(yù)防性維護(hù)道路病害，例如輕裂縫，松動，泄漏，輕碰和劃痕。該技術(shù)使用特殊的設(shè)備將高分子混合物乳液改性的瀝青作為黏合劑，將瀝青混合料快速鋪到原始路面上，形成具有良好密封性，防滑性和耐磨性的薄層，覆蓋了部分原始道路疾病。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，運(yùn)輸快，常溫施工，不明顯增加路面厚度，可以改善路面性能，延長路面壽命。

2.瀝青路面回收技術(shù)

該技術(shù)適用于路面嚴(yán)重受損但路面和路基可以發(fā)揮其原始承載力的情況。瀝青路面回收技術(shù)分為工廠混合回收和現(xiàn)場回收。工廠混合回收利用是指除去并粉碎患病的表層并將其轉(zhuǎn)移到廠區(qū)瀝青混合拌和設(shè)備中，在加熱舊料后，將新的骨料和瀝青或再生劑添加到舊料中并進(jìn)行混合后進(jìn)行路面鋪筑?，F(xiàn)場再生利用現(xiàn)場再生設(shè)備對發(fā)生道路疾病的表面層進(jìn)行加熱，去除和壓碎，并添加新的骨料，瀝青或再生劑，以形成新的混合物并鋪路。該技術(shù)可以回收廢瀝青混合料，有效節(jié)約資源，修復(fù)后的道路質(zhì)量高。

3.凹坑修復(fù)

對于較淺的小凹坑表面，首先鋪灑薄層瀝青，然后再撒上碎石屑或粗砂，再行車作用下碎石屑與瀝青相結(jié)合，形成一個致密表面層。對于大面積凹陷的瀝青路面，需將高濃度的瀝青撒在患病區(qū)域，并撒上適當(dāng)大小的骨料。骨料在凹坑表面的中間應(yīng)較厚，使用機(jī)器時，其高度應(yīng)與原始路面相同。如果凹坑地面瀝青混凝土已經(jīng)松散，則必須開挖松散的路面，并重新鋪設(shè)表層。

4.裂紋修復(fù)

裂紋修復(fù)措施與裂紋的嚴(yán)重程度有關(guān)。對于寬度小，邊緣損傷少的裂紋，可以采用澆灌熱瀝青進(jìn)行秀谷。對于寬度較大且嚴(yán)重邊緣損壞的裂紋，應(yīng)采用鑿除已損壞部分，然后再用細(xì)粒式瀝青混凝土進(jìn)行填筑。如果出現(xiàn)非常嚴(yán)重的裂縫，應(yīng)盡快檢查損壞情況。

澆灌熱瀝青通常在開裂的早期用作預(yù)防性維護(hù)，填縫時間應(yīng)在秋季和冬季進(jìn)行，填充應(yīng)使用耐用的密封材料。首先清潔裂縫的碎屑，然后再用油罐將熱的瀝青倒入裂縫中，對于較深的裂縫，普通瀝青在冷卻前無法達(dá)到裂縫深度，填充效果不理想，因此應(yīng)使用乳化瀝青作為黏結(jié)填充材料。

四、結(jié)論

瀝青路面在使用過程中，由于這樣或那樣的原因難免會發(fā)生如雨水損傷、路面變形、路面開裂等病害，我們應(yīng)對其形成機(jī)理有充分的認(rèn)識，通過現(xiàn)場調(diào)查和分析研究，采取行之有效養(yǎng)護(hù)措施，及時修復(fù)受損路面，保持或提高現(xiàn)有道路的服務(wù)質(zhì)量，使其發(fā)揮出其應(yīng)有的效用，助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]葛鵬飛.公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究[J].交通世界，2019（33）：24-25.

（云南省保山公路局機(jī)械化養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急中心? 云南保山? 678000）