瀝青混凝土路面常見病害分析及預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施

王將軍

安徽省公路工程檢測(cè)中心 安徽 合肥 230051

引言

普通國(guó)省干線公路中的路面養(yǎng)護(hù)是道路養(yǎng)護(hù)工作中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，路面結(jié)構(gòu)往往更易出現(xiàn)各類不同的病害，影響道路交通的正常使用，瀝青路面的日常養(yǎng)護(hù)和早期病害處治，可以有效減少大中修復(fù)次數(shù)，節(jié)約道路養(yǎng)護(hù)成本，保證道路交通的正常使用功能。本文研究分析了公路路面的常見病害和具體成因，根據(jù)路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、季節(jié)氣候條件等提出科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)措施。

1 瀝青混凝土路面基本特征

將瀝青混凝土路面是指用瀝青材料作為結(jié)合料，黏結(jié)混凝土礦料而修筑的與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)，是我國(guó)高速公路的主要路面形式。低、中級(jí)路面結(jié)構(gòu)主要由面層、基層、墊層和土基組成，高級(jí)路面還包括連接層和底基層（如圖1）。其中面層的作用是承擔(dān)路基上方直接傳遞的荷載，在一定條件下，容易受到惡劣天氣、溫度等因素的負(fù)面影響，基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，包括基層和底基層，在濕潤(rùn)多雨的地區(qū)，宜采用排水基層，常用的基層材料有石灰穩(wěn)定土類、石灰粉煤灰穩(wěn)定沙礫、石灰粉煤灰鋼渣、水泥穩(wěn)定土類等無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料和級(jí)配沙礫、級(jí)配礫石類柔性基層材料。墊層的主要作用是提高土基的溫濕度，同時(shí)擴(kuò)散基層和底基層的荷載應(yīng)力，從而減小土基的荷載應(yīng)力，避免出現(xiàn)變形問題，保證公路結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)階段的安全穩(wěn)定，墊層屬于公路結(jié)構(gòu)的主承重部分，共同承擔(dān)車輛在公路路面上傳遞的荷載；無(wú)論是哪種結(jié)構(gòu)遭到破壞，都會(huì)在一定程度上對(duì)道路使用功能產(chǎn)生不利影響。因此，在路面的實(shí)際使用過程中，為了提高道路運(yùn)營(yíng)階段的安全性和可靠性，必須由交通主管部門和專業(yè)技術(shù)人員開展定期檢查和日常養(yǎng)護(hù)工作[1]。

圖1 低中、高級(jí)路面結(jié)構(gòu)

2 瀝青混凝土路面常見病害及成因

受瀝青混凝土材質(zhì)本身的差異、外界環(huán)境變化和設(shè)計(jì)施工水平的影響，瀝青路面往往會(huì)出現(xiàn)裂縫、車轍、松散、沉陷、擁包、泛油、龜裂等常見病害，這些病害嚴(yán)重影響行車速度和行車安全，影響瀝青路面的使用壽命。由于長(zhǎng)期的荷載作用，瀝青混凝土路面會(huì)出現(xiàn)帶狀凹陷、裂縫等問題，高速公路的實(shí)際使用中，由于車輛長(zhǎng)期連續(xù)交通運(yùn)輸，會(huì)出現(xiàn)路面變形病害，坑槽病害首次發(fā)現(xiàn)時(shí)，水會(huì)同時(shí)進(jìn)入瀝青界面和集料顆粒界面，并有特殊形式的水膜和水分層，這將影響瀝青與集料顆粒之間的粘附性，并通過荷載和動(dòng)水壓力的多次影響，導(dǎo)致瀝青與水之間的置換效應(yīng)，使瀝青層和集料顆粒之間的剝離狀態(tài)，幾次重復(fù)這種狀態(tài)，路面將形成相應(yīng)的麻點(diǎn)、松散狀態(tài)，最終導(dǎo)致坑槽病害。同時(shí)在路面施工過程中，由于填挖交界處的沉降差異，不正確的回填方法會(huì)導(dǎo)致車輛顛簸，以及防排水設(shè)備損壞甚至相關(guān)設(shè)備不完善等，會(huì)在一定程度上造成路面下沉，施工質(zhì)量差和用料不當(dāng)也會(huì)造成路面擁包、泛油和龜裂等問題。具體情況如下：

表1 車轍和裂縫病害分析

表2 其他常見病害分析

綜上所述，路面病害的成因主要是交通流量大，大量的交通流量會(huì)加重道路的承載能力，在多雨天氣下，如果路面水不能及時(shí)排放到路邊溝渠，路面積累的雨水就會(huì)滲入內(nèi)部路基，從而對(duì)路面造成破壞，此外，路基結(jié)構(gòu)薄弱、原材料老化和溫度變化也是引起路面病害的主要原因[2]。

3 瀝青混凝土路面日常養(yǎng)護(hù)措施

3.1 車轍養(yǎng)護(hù)

由于路面的長(zhǎng)期使用，交通量和路面承受的壓力相當(dāng)大，而且由于路面的長(zhǎng)期使用，必然會(huì)出現(xiàn)軌道車轍問題，造成軌道車轍病害的主要原因是在道路工程施工中，所使用的瀝青材料和施工規(guī)程要求的材料不符合要求，也有可能是道路的壓實(shí)度不符合標(biāo)準(zhǔn)的施工要求。針對(duì)這種情況，根據(jù)瀝青混凝土路面車轍的日常養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)瀝青面層進(jìn)行研究，并加強(qiáng)管理，以保證路基的壓實(shí)率和強(qiáng)度滿足施工要求。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際車轍病害的養(yǎng)護(hù)維修過程中，首先要做的工作是將原有路面表層碾壓，然后對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)，通過擠壓作業(yè)使路基的擠壓程度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，使路基的承載力達(dá)到規(guī)范要求后，再重新鋪筑路基。在這里要特別注意，在完成路基的鋪筑工作時(shí)，還必須保證整個(gè)路基的平整度都符合要求。

3.2 裂縫養(yǎng)護(hù)

瀝青路面裂縫已成為瀝青路面病害問題中一個(gè)非常普遍的問題，也屬于目前道路病害問題中的一種高概率問題。在進(jìn)行路面裂縫病害日常養(yǎng)護(hù)過程中，有關(guān)人員還必須認(rèn)真分析目前瀝青混凝土路面裂縫的類型，并根據(jù)路面裂縫的類型選擇合適的養(yǎng)護(hù)方法和處理措施。一般來(lái)說(shuō)，在處理路面裂縫方面存在問題時(shí)，大多采用澆筑裂縫的方法來(lái)解決。在養(yǎng)護(hù)過程中，首先要對(duì)裂縫進(jìn)行徹底、細(xì)致的處理，清除和處理內(nèi)部產(chǎn)生的雜質(zhì)和其他材料，然后對(duì)瀝青材料進(jìn)行加熱，再將處理過的瀝青填充到路面的裂縫中。在路面裂縫填筑過程中，應(yīng)特別注意填筑與路面方向平行的所有路面裂縫，其主要目的是提高填筑路面的均勻性。一般而言，這種養(yǎng)護(hù)方法更適合于低溫季節(jié)，這主要是因?yàn)榈蜏啬苁辜訜釣r青填料在最短時(shí)間內(nèi)凝結(jié)，而且使用方便、簡(jiǎn)單，對(duì)工藝的要求也降低了，這是目前處理路面裂縫的一種常用方法[3]。

3.3 變形養(yǎng)護(hù)

3.3.1 坑槽。對(duì)于日常維護(hù)公路坑洞來(lái)說(shuō)，首先要做好坑洞的防水工程，尤其是在雨天，最好確保雨水不會(huì)流入坑洞。在路面坑槽的處理中，有必要對(duì)坑槽的大小和深度進(jìn)行分析，判斷坑槽下的基層結(jié)構(gòu)是否受到破壞，如果路面基層受到嚴(yán)重破壞，應(yīng)根據(jù)破壞程度對(duì)基層進(jìn)行修復(fù)。針對(duì)基坑養(yǎng)護(hù)處理，首先對(duì)原有路基結(jié)構(gòu)采用15cm以下的銑刨處理，在一般情況下路基結(jié)構(gòu)厚度小于15cm，然后采用改性瀝青水泥（約5cm厚）和密實(shí)瀝青穩(wěn)定碎石（約10cm厚）對(duì)基坑進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)長(zhǎng)度約為4.0～4.2m，根據(jù)路基病害的實(shí)際情況，修復(fù)長(zhǎng)度應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，必須特別注意維修坑槽，保持時(shí)效，防止坑槽加深或擴(kuò)大，不利于維修工作順利完成。

圖2 坑槽填補(bǔ)修護(hù)

3.3.2 沉陷。為了解決路面沉降和收縮的問題，通常采用水泥砂漿墊層，如瀝青碎石水泥和碎石，然后在原有高層的基礎(chǔ)上逐漸恢復(fù)路面高度，使路面達(dá)到一定的平整度要求，從而保證車輛能順利通行。在養(yǎng)護(hù)過程中，要定期檢測(cè)填挖路口的線路，及時(shí)修復(fù)，防止病害的嚴(yán)重程度對(duì)交通運(yùn)輸造成危害[4]。

3.4 材料養(yǎng)護(hù)

通過對(duì)近年來(lái)瀝青混凝土路面日常養(yǎng)護(hù)和預(yù)防性管理的分析可以清楚地發(fā)現(xiàn)，在路面養(yǎng)護(hù)工作中只進(jìn)行了很小一部分的養(yǎng)護(hù)管理，而沒有實(shí)際利用路面進(jìn)行大面積養(yǎng)護(hù)。因此，在進(jìn)行路面病害的日常養(yǎng)護(hù)和預(yù)防管理時(shí)，應(yīng)首先重視路面施工材料及其耐高溫性能，這主要是因?yàn)闇囟葘?duì)瀝青混凝土路面的性能有很大的影響。根據(jù)以上結(jié)論，為了充分發(fā)揮路面在實(shí)踐中的應(yīng)用能力，有必要采取措施提高瀝青混凝土路面工程所需建筑材料的耐高溫性能，因此，在建筑材料管理過程中，要確保選用的建筑材料的強(qiáng)度滿足國(guó)家工程建設(shè)規(guī)范的要求，特別是在瀝青混凝土路面病害維修中使用的建筑材料，要更加小心。

3.5 完善養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

逐步完善現(xiàn)行公路路面日常養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和養(yǎng)護(hù)指標(biāo)，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的規(guī)定，提高路面養(yǎng)護(hù)決策的科學(xué)合理水平，體現(xiàn)交通運(yùn)輸行業(yè)主管部門養(yǎng)護(hù)管理工作的規(guī)范化和針對(duì)性；積極推動(dòng)新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，推廣應(yīng)用，積極采用現(xiàn)有較先進(jìn)的公路養(yǎng)護(hù)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公路病害的動(dòng)態(tài)管理和綜合治理；通過多種方法對(duì)公路路面、路基、橋梁、隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，對(duì)其中可能發(fā)生的病害進(jìn)行研究分析，收集各種調(diào)查資料并錄入，為今后的養(yǎng)護(hù)管理工作提供依據(jù)；建立現(xiàn)代化的路面日常養(yǎng)護(hù)信息管理系統(tǒng)，主要用于總結(jié)所在地區(qū)路面養(yǎng)護(hù)管理的成功經(jīng)驗(yàn)，通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高運(yùn)輸行業(yè)主管部門對(duì)公路路面養(yǎng)護(hù)管理的水平，具有積極的應(yīng)用意義；在搞好路面日常養(yǎng)護(hù)管理過程中，應(yīng)加強(qiáng)路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和管理，明確預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和管理對(duì)路面正常使用的重要性，根據(jù)路面應(yīng)用的實(shí)際情況，制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的實(shí)施方案，同時(shí)積極吸收和應(yīng)用較先進(jìn)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)科技方法，以盡量減少病害的發(fā)生和遏制效果的病害發(fā)展；各級(jí)路面養(yǎng)護(hù)部門應(yīng)加強(qiáng)路面養(yǎng)護(hù)管理的專業(yè)化、科學(xué)化，逐步從原有的粗放養(yǎng)護(hù)管理模式過渡到現(xiàn)行的精細(xì)養(yǎng)護(hù)管理模式。同時(shí)，要通過各種激勵(lì)措施，進(jìn)一步提高公共道路養(yǎng)護(hù)管理人員的意識(shí)和積極性，為區(qū)域交通事業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，從道路整體交通性能的角度來(lái)看，路面的日常養(yǎng)護(hù)質(zhì)量直接關(guān)系到路面的正常使用功能，需要對(duì)路面養(yǎng)護(hù)管理給予更多的關(guān)注。目前國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了許多政策措施，總體上取得了良好的效果，但還有許多問題有待改進(jìn)。因此，有必要研究更多有利于路面養(yǎng)護(hù)的技術(shù)，以便于更好地為道路交通的發(fā)展服務(wù)。