公路施工中常見病害及處治措施研究

王群

（三門縣公路與運(yùn)輸管理中心，浙江 臺州 317100）

0 引言

由于瀝青路面具有施工簡便、靜音、路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，所以成為近些年公路項目建設(shè)路面施工中最常用的結(jié)構(gòu)形式。但是長期的使用過程中，瀝青路面也會因?yàn)檐嚵髁?、行車荷載及高溫、雨水、臺風(fēng)等的影響，而出現(xiàn)一些病害問題，如裂縫、泛油、車轍、擁包等。這些病害問題若解決不及時或處治不徹底，不僅會影響瀝青路面整體的外觀，而且會進(jìn)一步影響瀝青路面的性能，增大路面行車的安全風(fēng)險，影響司乘人員的出行體驗(yàn)[1]。

鑒于此，公路管養(yǎng)部門必須針對管轄區(qū)域內(nèi)公路做好巡查管養(yǎng)工作，在日常巡查過程中特別需要針對病害情況做好檢查及養(yǎng)護(hù)，確保及時發(fā)現(xiàn)及時解決，為人們?nèi)粘０踩鲂刑峁┍Ｕ稀?/p>

1 工程概況

G228 國道丹東線K3853+000—K3856+000 段（原S224 嶺三線K40+265—K43+265）于2010年建成，2013年交工驗(yàn)收，原路結(jié)構(gòu)為5cmAC-16C 瀝青混凝土+7cmAC-25C 瀝青混凝土+20cm5% 水泥穩(wěn)定碎石基層+25cm3.5%水泥穩(wěn)定碎石底基層。經(jīng)使用十來年后，該段陸續(xù)出現(xiàn)裂縫、泛油等病害問題，病害的出現(xiàn)直接影響了行車安全和出行舒適。

為提升群眾滿意度，提高國道的PQI、PCI、RQI 等行車指標(biāo)，改善行車條件和駕駛體驗(yàn)，2021年主管部門決定對該路段出現(xiàn)的病害問題進(jìn)行全面處治。

2 瀝青路面病害現(xiàn)狀

K3853+000—K3856+000 段全長3.0km，為了了解清楚該路段路面病害的種類及損壞程度，現(xiàn)場進(jìn)行了全面檢查，主要病害問題包括塊裂、縱橫裂縫、龜裂及泛油，具體現(xiàn)狀如下。

2.1 縱橫裂縫

縱橫裂縫是該路段的第一大病害，占總病害面積約38%。雖然現(xiàn)場大部分裂縫均進(jìn)行了灌縫養(yǎng)護(hù)，并且做到了灌縫漿飽滿，但是局部灌縫處仍然出現(xiàn)二次開裂現(xiàn)象，且車輛經(jīng)過會有小幅的震動，并伴有噪聲。

2.2 龜裂、塊裂

龜裂、塊裂是該路段的第二大病害，占總病害面積約32%。一般分布在縱橫縫附近，是由縱橫縫病害發(fā)展形成的。龜裂、塊裂病害點(diǎn)往往路面滲水較嚴(yán)重，而路面滲水又導(dǎo)致路基破損加速。

2.3 泛油

泛油是該路段的次要病害，占總病害面積約12%。依據(jù)擺式儀抗滑檢測結(jié)果，路面抗滑值合格，但因泛油病害反射陽光，影響司乘人員的行車視線，造成行車不適，影響行車安全。

3 病害原因分析

為了解清楚病害的程度及具體原因，現(xiàn)場做了鉆孔取芯試驗(yàn)，共取芯10 處。K3853+000—K3856+000路段重型病害處基層均未能完整取芯，基層材料或松散，或因強(qiáng)度不足，在取芯機(jī)擾動后破碎，瀝青混凝土上下面層多成貫穿裂縫，結(jié)合該段PSSI 指數(shù)和實(shí)測代表彎沉值（見表1）評價均為次及次以下，可推測病害多為基層破損引起。下面就針對不同病害的形成原因展開分析研究。

表1 K3853+000—K3856+000 路段的PSSI 指數(shù)表

3.1 縱橫縫病害原因分析

該路段鉆孔取芯試樣（見圖1），大多位置發(fā)現(xiàn)上下貫通裂縫，而且水穩(wěn)基層都未取出，再根據(jù)該段彎沉檢測結(jié)果（即多處彎沉較差，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低）可以分析得知該段的縱橫裂縫病害主要是因?yàn)樗€(wěn)基層開裂，并經(jīng)長時間積累后反射到了面層。

圖1 縱橫裂縫區(qū)鉆孔取芯試樣

3.2 龜裂、塊裂病害原因分析

龜裂、塊裂病害附近均伴有大量縱橫裂縫，應(yīng)為裂縫內(nèi)滯留的空隙水在車輪的壓彈動水壓力作用下，促使原有單條縫隙發(fā)展為多條，最后裂縫連通使路面碎化發(fā)展為塊裂，進(jìn)而產(chǎn)生龜裂。

3.3 泛油病害原因分析

從取芯結(jié)果看（見圖2），芯樣的上面層均十分密實(shí)，瀝青填充飽滿，面層方向未出現(xiàn)明顯的瀝青含量差異，因此該段路面泛油的機(jī)理考慮為瀝青混合料設(shè)計空隙率過小，施工油石比偏大，在高溫季節(jié)瀝青受熱膨脹，在填滿混合料的空隙后溢出路表形成泛油。

圖2 泛油病害區(qū)鉆孔取芯試樣

4 路面處治方案比選

根據(jù)路面檢測結(jié)果，K3853+000—K3856+000 段PCI 小于80，應(yīng)采取修復(fù)養(yǎng)護(hù)。該段路面強(qiáng)度檢測PSSI 不達(dá)標(biāo)，本應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性修復(fù)，然而項目路段交通量極大，是當(dāng)?shù)氐慕煌ǜ删€，結(jié)構(gòu)性修復(fù)工期長，對當(dāng)?shù)氐纳钌a(chǎn)會有較大不利影響，故改為功能性修復(fù)。共擬定了三個方案，并對其優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行對比，具體見表2。

表2 功能性修復(fù)方案對比

另外，因?yàn)殂娕僬置婀に嚂a(chǎn)出大量的瀝青舊料，不僅需要運(yùn)輸，還需要設(shè)置專門的堆放場地，環(huán)保性差,因此宜采取直接加鋪工藝。再結(jié)合當(dāng)?shù)貒?、省道以往的養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)可知，AC 普通型瀝青面料罩面使用效果欠佳，故最終修復(fù)方案確定為5cmAC-16C瀝青混凝土（玄武巖）+黏層（直接加鋪）。

5 瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工及注意事項

5.1 病害處治方案

病害處治是保證路面質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在下面層和基層病害處理中，必須分層銑刨。銑刨厚度視下承層病害而定，對于銑刨后遇到的松散夾層應(yīng)予以清除。銑刨完成后應(yīng)按設(shè)計要求及時回填、鋪筑混合料，及時碾壓、養(yǎng)生，并加強(qiáng)層間聯(lián)結(jié)技術(shù)措施，必要時應(yīng)攤鋪防止反射裂縫的各種新型材料。該工程病害處治路段采用：銑刨或挖除破壞的結(jié)構(gòu)層，并根據(jù)以下病害處治措施恢復(fù)結(jié)構(gòu)層。

5.1.1 輕度病害

用銑刨機(jī)銑刨原上面層，然后在坑槽內(nèi)噴灑黏層，采用5cmAC-16C 瀝青混凝土回填至原路面高度并壓實(shí)。

5.1.2 單條嚴(yán)重裂縫

清除縫中雜物及塵土，采用乳化瀝青對裂縫進(jìn)行灌縫處治，縫中填入干凈石屑并搗實(shí)，將溢出縫外的瀝青及石屑清除，沿裂縫走向鋪設(shè)2mm 厚抗裂貼。

5.1.3 非基層病害引起的面層龜裂、塊裂、沉陷等重度病害

用銑刨機(jī)銑刨原面層厚度，在基層頂面噴灑下封層，采用5cmAC-16C 瀝青混凝土+7cmAC-25C 瀝青混凝土回填至原路面高度并壓實(shí)。

5.1.4 由基層病害引起的面層龜裂、塊裂、沉陷等重度病害

挖除損壞的基層及面層，采用5cmAC-16C 瀝青混凝土+7cmAC-25C 瀝青混凝土+20cmATB-25 瀝青碎石回填至原路面高度并壓實(shí)。

5.2 瀝青黏層施工及注意事項

該路段施工采用直接罩面，因此在施工罩面層之前，應(yīng)在原面層表面澆灑黏層乳化瀝青再施工。面層之間的黏層乳化瀝青用量為0.3～0.6kg/m2，黏層材料所用乳化瀝青材料的具體技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 黏層乳化瀝青的技術(shù)參數(shù)

黏層施工前，應(yīng)將原瀝青面層清掃干凈，并用空壓機(jī)吹盡浮塵。黏層采用瀝青灑布車噴灑，灑布速度和噴灑量應(yīng)保持穩(wěn)定。噴灑的黏層油須呈均勻霧狀，不得有灑漏空、堆積或成條狀，噴灑不足處須補(bǔ)灑，過量處予以刮除，氣溫低于10℃或路面潮濕不得噴灑黏層油。黏層瀝青灑布后，做好交通管制，禁止任何車輛通行[2]。待乳化瀝青破乳，水分蒸發(fā)完成或稀釋瀝青中的稀釋劑基本揮發(fā)完成后，緊接著鋪筑瀝青層，確保黏層不受污染。黏層噴灑當(dāng)天應(yīng)完成面層鋪筑。

5.3 瀝青面層施工及注意事項

5.3.1 瀝青混合料拌制

嚴(yán)格掌握瀝青和集料的加熱溫度以及瀝青混合料的出廠溫度。集料溫度應(yīng)比瀝青溫度高10～15℃，熱混合料成品在貯料倉儲存后，其溫度下降不應(yīng)超高10℃，瀝青混合料施工溫度控制范圍見表4。拌和廠拌制的瀝青混合料應(yīng)均勻一致，杜絕出現(xiàn)花白料、結(jié)團(tuán)塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象，不符合要求的不得使用。混合料不得在貯料倉中存儲過夜[3]。

表4 普通瀝青混凝土的施工溫度

5.3.2 瀝青攤鋪及碾壓成型

連續(xù)穩(wěn)定的攤鋪是提高路面平整度的最主要措施，攤鋪機(jī)的速度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工狀況，按2～4m/min 予以調(diào)整，做到緩慢、均勻、不間斷地攤鋪。

碾壓施工需緊跟攤鋪機(jī)后面進(jìn)行，初壓應(yīng)保障混合料不產(chǎn)生推移、開裂等情況，碾壓過程中掌握初壓溫度和終壓溫度，保證瀝青混凝土面層的平整度和壓實(shí)度。用機(jī)械攤鋪的混合料未壓實(shí)前，施工人員不得踩踏。初壓嚴(yán)禁使用輪胎壓路機(jī)，以確保面層橫向平整度。在石料易于壓碎的情況下，原則上鋼輪壓路機(jī)不開振，以輪胎壓路機(jī)碾壓為主[4]。碾壓過程中，相鄰碾壓帶需重疊1/3～1/2 輪寬，以保障實(shí)際施工的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范規(guī)定要求，確保瀝青混凝土密實(shí)平整。

接縫應(yīng)按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2017）的要求認(rèn)真處理，分層施工時做好階梯形接縫。

6 結(jié)語

綜上所述，瀝青混凝土路面經(jīng)過長時間的行駛碾壓，加之受到自然環(huán)境、氣候變化等客觀因素的影響，難免出現(xiàn)瀝青混凝土路面的常見病害，為此應(yīng)調(diào)查路面實(shí)際狀況，圍繞其病害類型及產(chǎn)生原因，結(jié)合現(xiàn)有的施工條件和環(huán)境，采用適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)技術(shù)措施加以處治，以防止病害進(jìn)一步發(fā)展造成嚴(yán)重?fù)p失，并采取合適的技術(shù)方案確保公路施工質(zhì)量。