公路工程瀝青路面病害及防治措施探析

高 亮 （安徽建工集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程背景

本文背景工程為G206（舒城段）改建工程PPP項(xiàng)目。道路全長(zhǎng)23.1km，里程樁號(hào)為K11+900～K35+000。其中新建段11.25km；老路改建段11.85km。雙向四車(chē)道，路面結(jié)構(gòu)層為4cmAC-13C（SBS改性）+6cmAC-20C（SBS改性）+8cmAC-25C+36cm水泥穩(wěn)定碎石+20cm低劑量水穩(wěn)，路基主要為山渣石填筑。地質(zhì)勘探與相關(guān)資料顯示，項(xiàng)目所在區(qū)內(nèi)的地表水比較豐富，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，基礎(chǔ)條件較差，存在一定的施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目瀝青路面目前主要存在坑槽、橫向裂縫以及局部路段縱裂車(chē)轍等病害。本項(xiàng)目為PPP項(xiàng)目，目前已進(jìn)入運(yùn)營(yíng)期，做好路面病害的防治、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)顯得尤為重要。

圖1 項(xiàng)目地理位置

2 公路工程中路面病害成因分析

根據(jù)路面的破損類(lèi)型，瀝青路面病害的類(lèi)型可以分為四種：一是裂縫型的病害，如路面產(chǎn)生不同方向的裂縫；二是變形類(lèi)的病害，如路面車(chē)轍、擁包、波浪等；三是松散類(lèi)型的病害，其中包括路面掉料或者松散脫皮，甚至有坑槽的情況；四是其他類(lèi)型的病害，如磨光、泛油等。

圖2 路面病害類(lèi)型

2.1 裂縫型的病害

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取芯檢測(cè)情況來(lái)看，病害較重橫向裂縫和新生橫向裂縫芯樣中的裂縫貫穿瀝青上、中面層，下面層均完好無(wú)裂縫，其中病害較重裂縫芯樣的中面層碎裂；病害較輕裂縫芯樣，層間脫落、有少許空洞、部分交界處破碎、瀝青粘合力不足。

產(chǎn)生此類(lèi)病害的主要原因：①施工過(guò)程中材料配比不理想、混合料攪拌不均勻，操作不規(guī)范導(dǎo)致施工質(zhì)量差；②通車(chē)后車(chē)輛嚴(yán)重超載路面疲勞破壞導(dǎo)致路面承載力下降，超過(guò)了路面的負(fù)荷能力，使得路面瀝青層下的半剛性基層超過(guò)其所能承受的最大強(qiáng)度從而導(dǎo)致裂縫；③裂縫未及時(shí)養(yǎng)護(hù)處理，雨水滲入縫隙內(nèi)，造成裂縫擴(kuò)大。

縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因：①舒茶街道為半幅封閉半幅施工，縱向施工縫搭接質(zhì)量不好；②施工組織不合理，縱向施工縫預(yù)留在行車(chē)道位置，瀝青路面在車(chē)輛荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生疲勞破壞；③老路改建加寬度路基承載能力不同產(chǎn)生的不均勻沉降；④路基邊坡壓實(shí)度不足、排水不暢，雨水從兩側(cè)土路肩及路基邊坡處滲入路基，導(dǎo)致路基承載能力急劇下降；⑤部分路段地下水位較高，造成路基在雨季長(zhǎng)時(shí)間被雨水浸泡，路基承載力下降。瀝青路面縱向裂縫基本上都是在路基壓實(shí)不均勻或者是路面的邊緣出現(xiàn)沉降的時(shí)候出現(xiàn)的，這種裂縫的附近基本上都會(huì)有水害的現(xiàn)象。

2.2 變形類(lèi)的病害

舒茶街道K27+550～K28+600段左1m處（超車(chē)道行車(chē)左輪跡），長(zhǎng)約700m，沿行車(chē)輪跡產(chǎn)生車(chē)轍病害縱裂、凹陷、局部網(wǎng)裂，凹陷兩側(cè)無(wú)凸起，呈V型。

車(chē)轍是路面在車(chē)輪荷載反復(fù)作用下，路面結(jié)構(gòu)層已不具備足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性來(lái)抵抗重荷載車(chē)輛對(duì)路面施加的壓應(yīng)力。根據(jù)取芯檢測(cè)結(jié)果分析，產(chǎn)生的主要原因：①路面施工時(shí)壓實(shí)度不足，使輪跡帶處的路面結(jié)構(gòu)層材料在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移；②在炎熱高溫的夏季，路面上行駛的車(chē)輛反復(fù)對(duì)路面進(jìn)行碾壓，行車(chē)荷載應(yīng)力超過(guò)瀝青混合料的穩(wěn)定極限，使瀝青路面變形不斷積累形成車(chē)轍；③瀝青面層中瀝青含量過(guò)高、細(xì)料過(guò)多、瀝青的粘結(jié)力不足，致使面層材料自身的高溫抗剪強(qiáng)度不足。

2.3 松散類(lèi)型以及其他類(lèi)型的病害

坑槽產(chǎn)生的直接原因是因?yàn)闉r青路面使用的瀝青混合材料級(jí)配不合理間隙較大、粗集料集中。在雨季，車(chē)輛行駛過(guò)程中把地表水壓入其中，使其摻入混合料，且基層為半剛性結(jié)構(gòu)，透水能力較差，從而讓路面達(dá)到水飽和狀態(tài)，導(dǎo)致瀝青混合料之間的粘合度下降、穩(wěn)定性減弱，致使路面形成坑槽。

其他病害大部分都是因在配料的時(shí)候配比不科學(xué)不合理使得瀝青加速老化造成的。在其他病害中，公路路面磨光這種病害是比較嚴(yán)重的，主要原因：①車(chē)流量大，車(chē)輛荷載反復(fù)作用在瀝青路面表層；②施工過(guò)程中配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)，瀝青上面層中細(xì)集料偏多、瀝青用量偏大；③使用像石灰?guī)r類(lèi)質(zhì)地軟、磨耗大、集料棱角容易被壓碎、磨損的粗集料。

3 瀝青路面病害的防治措施

3.1 裂縫型病害的治理措施

對(duì)于10mm以下的裂縫，需先用開(kāi)槽機(jī)進(jìn)行開(kāi)槽擴(kuò)縫，然后通過(guò)灌縫機(jī)將專(zhuān)用密封膠注入縫隙內(nèi)，填充封閉裂縫。

①使用開(kāi)槽機(jī)沿裂縫位置對(duì)裂縫進(jìn)行開(kāi)槽處理，開(kāi)槽寬度至少為1.2cm，開(kāi)槽深度范圍為1.2～2.5cm，深寬比控制在2:1以內(nèi)。然后用鼓風(fēng)機(jī)將縫內(nèi)的雜物及塵土清理干凈。

②將加熱到符合規(guī)范要求溫度的灌縫膠采用灌縫機(jī)灌入縫內(nèi)，并嚴(yán)格控制灌封膠的灌注量，春季時(shí)與路面平齊或較路面略低，秋冬季時(shí)應(yīng)高于路面2～3mm。

對(duì)于大于10mm的路面重裂縫，將縫內(nèi)清理干凈后，采用直接灌縫的方法進(jìn)行處理具體步驟：

①采用鋼絲刷把縫隙中剝落部分清除，除去已松動(dòng)的邊緣部分的混合料，然后用鼓風(fēng)機(jī)將縫內(nèi)的雜物及塵土清理干凈；

②將加熱到符合規(guī)范要求溫度的采用灌縫機(jī)灌入槽內(nèi)，并將灌縫槽灌滿填實(shí)。

為了能提前開(kāi)放交通，減少因灌縫作業(yè)產(chǎn)生的交通壓力，灌縫完成后及時(shí)在灌縫膠上撒上少量的沙子或細(xì)骨料后，可提前開(kāi)放交通。

3.2 變形類(lèi)病害的治理措施

對(duì)于變形類(lèi)病害根據(jù)病害類(lèi)型、范圍、嚴(yán)重程度及原因。有三種治理措施：①微表處，原有路面加鋪一層流動(dòng)性瀝青混合料，在路面上形成稀漿封層，能夠防止路面的老化和松散，提高路面的使用壽命；②熱再生修補(bǔ)，利用專(zhuān)用設(shè)備在病害處原地加熱修補(bǔ)，可以很好地解決車(chē)轍修補(bǔ)中舊料就地再生重復(fù)利用的問(wèn)題，降低養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)成本，同時(shí)可以減少對(duì)環(huán)境造成的污染，比較適用于車(chē)轍等病害數(shù)量總面積不大的情況下使用；③重新銑刨攤鋪，當(dāng)路面病害較嚴(yán)重，道路通行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，原路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間車(chē)輛荷載及風(fēng)吹日曬已經(jīng)老化的情況下，采用銑刨機(jī)將病害處銑刨，再加鋪瀝青面層的方法進(jìn)行車(chē)轍修復(fù)，是比較經(jīng)濟(jì)的。

3.3 松散類(lèi)型病害以及其他類(lèi)型病害的治理措施

對(duì)于一般松散病害，一般用乳化瀝青在路面上澆灑一層，之后用干燥的石粉均勻噴灑在乳化瀝青上，然后用掃把均勻或是用膠輪壓路機(jī)在不噴水的狀態(tài)下碾壓一遍，等干透后用吹風(fēng)機(jī)吹走上面的石粉殘余。對(duì)于路面坑槽，采用人工開(kāi)挖方法進(jìn)行處理，路面的基層完好,僅面層有坑槽,按下列方法修理：

①測(cè)定破壞部分的范圍和深度，按“圓洞方補(bǔ)”原則，劃分出大致與路中心線平行或垂直的挖槽修補(bǔ)輪廓線；

②坑槽開(kāi)鑿到基層穩(wěn)定部分，槽壁垂直，并將槽底、槽壁里的浮土雜物清掃干凈，清掃完成后的工作面應(yīng)達(dá)到干凈、干燥、平整、堅(jiān)實(shí)；

③在干凈的槽底、槽壁薄刷一層粘層油，隨即填鋪備好的熱拌瀝青混合料，新填鋪部分應(yīng)略高于原路面,待行車(chē)壓實(shí)穩(wěn)定后保持與原路面相平；

④填補(bǔ)用混合料配合及級(jí)配類(lèi)型應(yīng)與原路面結(jié)構(gòu)、層次相一致?？刹捎猛赓?gòu)瀝青攪拌站成品混合料或自建瀝青攪拌站生產(chǎn)，人工進(jìn)行攤鋪。采用小型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，直至消除輪跡為止。對(duì)于坑槽處新舊瀝青路面的接縫專(zhuān)用密封膠進(jìn)行灌縫處理。

對(duì)于其他類(lèi)型的病害，比如說(shuō)泛油、麻面、磨光等情況，可以使用微表處封層技術(shù)進(jìn)行處置，并且能夠改善瀝青路面的抗滑性能。

3.4 做好瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

在瀝青路面中如果能夠在路面病害出現(xiàn)之前落實(shí)好預(yù)防性的路面養(yǎng)護(hù)措施，減少路面病害出現(xiàn)的概率的話是比較科學(xué)合理的，這樣不僅可以降低病害對(duì)于路面的影響，還能在一定程度上減少經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，預(yù)防養(yǎng)護(hù)的技術(shù)類(lèi)型比較多，形式也比較豐富，比如說(shuō)上文提到的稀漿封層也是一種養(yǎng)護(hù)技術(shù)以及含砂霧封層技術(shù)，這兩種技術(shù)是當(dāng)前瀝青路面養(yǎng)護(hù)中使用比較普遍的技術(shù)，在預(yù)防路害方面的表現(xiàn)情況比較好，在使用稀漿封層技術(shù)的時(shí)候，要對(duì)其中的水、填料、集料、添加劑和乳化瀝青等成分進(jìn)行充分的混合，然后形成混合材料，再使用稀漿封層車(chē)撒布在路面上，從而形成保護(hù)膜，在實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作中，要著重觀察路面是否可以使用該項(xiàng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

在路面的預(yù)防工作中，做好邊坡的防護(hù)工作也是關(guān)鍵點(diǎn)，在實(shí)際的施工中可以對(duì)邊坡進(jìn)行合理的硬化，從而減少邊坡附近水土出現(xiàn)流失的情況，并防止雨水滲入路基造成路基承載不足，從而減少松散類(lèi)型病害的出現(xiàn)。除了對(duì)邊坡進(jìn)行硬化外，還可以在邊坡上種植植物，采用植物預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，如果想減少路面病害的產(chǎn)生，增加公路的使用壽命，一方面作業(yè)人員要對(duì)公路路面可能出現(xiàn)的病害進(jìn)行分析，針對(duì)形成的原因在施工過(guò)程中緊抓質(zhì)量的控制，采取相應(yīng)的防治措施，盡量減少施工質(zhì)量問(wèn)題造成瀝青路面病害的問(wèn)題。另一方面在使用階段加強(qiáng)預(yù)防養(yǎng)護(hù)的措施，選擇適合于公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段，科學(xué)開(kāi)展施工技術(shù)，同時(shí)重視現(xiàn)代新型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的引進(jìn)以及推廣，并且要加強(qiáng)對(duì)養(yǎng)護(hù)人員的技能提升。從另一方面來(lái)講，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)還能極大程度節(jié)約路面維修資金，從而降低路面維修成本。