高等級公路路面病害處治與預防性養(yǎng)護技術應用分析

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（重慶鐵發(fā)高速公路有限公司，重慶 401120）

1 工程概況

G93 成渝環(huán)線渝遂高速公路處于山嶺地區(qū)，是重慶市公路網的重要組成部分，也是國家重點干線公路。設計為雙向四車道，路線全長為93.46km，設計車速為80km/h，全線共設9 處互通式立交、18 處分離式立交、3 對服務區(qū)、10 個收費站。

經現(xiàn)場調查，渝遂高速公路G93 至書房壩沿線路基穩(wěn)定性整體較好，且運營期間未發(fā)生過大規(guī)模邊坡滑塌、路基路面沉陷等嚴重破壞。但自2007 年通車以來，交通量日益增加，因瀝青面層老化和通行車輛超載等綜合影響，高速公路沿線路基、路面均發(fā)生了不同程度的局部變形與損壞。部分區(qū)域出現(xiàn)較為密集的病害，養(yǎng)護單位臨時性維修頻繁，路面病害卻不能得到根治。

從高速沿線病害特征、類型、種類分析，路面病害程度和范圍正逐漸增大，其破損程度呈現(xiàn)進一步惡化趨勢。公路路況的下降和路面車轍深度的增加等問題嚴重影響了高速公路的正常運營，特別是暴雨期間極易發(fā)生路面積水，降低路面抗滑能力，嚴重影響行車安全。

經了解，渝遂高速公路重慶段于2015—2017 年對主線路面進行過大修。主要是對原瀝青路面出現(xiàn)的縱向橫向裂縫、坑槽、擁包、龜裂、車轍等病害進行局部維修或翻修；并在對路面基層損壞或強度較低的路段進行基層處治后對除橋梁、隧道、匝道之外的路面整體加鋪厚度為4cm 的SMA-13 改性瀝青瑪蹄脂混合料罩面，以期全面恢復路面使用功能，同時提高其結構強度，延長其使用壽命。

2 病害類型

經過對路面病害的現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，渝遂高速公路路面病害主要表現(xiàn)為縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、麻面、脫皮、車轍、沉陷、擁包、橋頭沉降等。

2.1 裂縫類病害

縱橫向裂縫：裂縫是渝遂高速公路路面病害最為普遍的一種表現(xiàn)形式，分布比較廣泛，寬度基本在3～30mm 之間，大部分裂縫為行車道貫通縫，部分裂縫甚至連成片狀，與變形類、松散類路面病害同時出現(xiàn)。

路面龜裂：路面龜裂情況在渝遂高速公路路面病害中出現(xiàn)相對較少，表現(xiàn)為裂縫將瀝青路面分為不均勻的裂塊，裂縫長度通常在20～50cm 之間。

路面坑槽：路面坑槽病害較少，基本已由養(yǎng)護單位進行了填補維修。從維修痕跡分析，路面坑槽直徑一般在20～70cm 之間，主要分布在縱斷面凹曲線底部路段、修補槽外側邊緣處和橫向裂縫處，局部病害區(qū)域可能產生沉陷而形成更為嚴重的坑槽。

2.2 變形類病害

沉陷、擁包：在渝遂高速公路主線區(qū)域分布相對較少，主要在路面龜裂和塊裂病害較為嚴重的區(qū)域出現(xiàn)，一般集中在橋頭、橋面鋪裝及進出口加減速車道。形成原因多為路面面層材料較差、細集料偏多，面層結構偏薄、重載超載車輛較多等，進而導致面層橫向推移現(xiàn)象，形成波峰波谷高差。

車轍：因2015—2017 年大修，目前車轍病害較輕，主要集中在車道外側輪跡處，變形深度一般在15～40mm 之間，高速公路全線均有不同程度分布，其中橋面鋪裝區(qū)域、互通匝道區(qū)域、加減速車道區(qū)域、長大下坡路段的車轍病害尤為明顯。產生原因包括瀝青原材料、攤鋪施工工藝、混合料級配組成、車輛荷載作用、溫度影響等。

車轍修補不良：該病害在渝遂高速公路出現(xiàn)較多，主要原因是對路面破損、車轍或坑凼等病害采取臨時性修復措施之后，外觀上路面病害已修補，實際上修補部分與未修補部分的瀝青存在明顯不同，剛性材料與柔性材料之間黏結性較差，在車輛荷載作用下極易形成路面脫皮。由于渝遂高速公路路線較長，導致沿線路面病害分布廣泛，且大量集中于修補處的邊沿。

3 病害成因分析

自渝遂高速公路通車運營以來，隨著四川省與重慶市經濟的飛速發(fā)展、成渝兩城溝通往來的日益密切，車流量與日俱增，重載車輛也逐年增加，導致原瀝青路面出現(xiàn)不同程度的裂縫、擁包、車轍、坑凼等病害。渝遂高速公路路齡已超過15 年，道路自身存在的如路面結構整體老化等本質性問題顯得尤為突出，雖然養(yǎng)護單位在運營期間采取了積極的養(yǎng)護和預防措施，但仍然出現(xiàn)了不同程度的路面病害[1]。

渝遂高速公路處于多雨濕潤地區(qū)，一旦病害產生而不及時處理，雨水將在車輛碾壓下對路面面層結構產生巨大的動水壓力，動水壓力將使整個路面結構快速破壞。由此可見，雨水下滲及路面養(yǎng)護維修不及時也是路面病害的一大成因。

通過以上對渝遂高速公路瀝青路面病害進行的分析，結合瀝青路面大修施工的相關經驗，總結出路面病害的七條主要成因。

第一，荷載裂縫，是渝遂高速公路路面病害的主要表現(xiàn)形式之一。顧名思義，裂縫是由車輛荷載引起的。路面結構在車輛荷載反復作用下，當基層底部產生的拉應力大于半剛性基層材料產生的抗拉力時，基層底部材料就會很快開裂，基層底部的裂縫會逐漸擴展到瀝青上面層，從而形成荷載裂縫。

第三，反射裂縫。反射裂縫大部分也是由溫度引起的；也有基層施工時就形成的干縮裂縫，在瀝青面層施工后繼續(xù)干縮，致使原有的裂縫繼續(xù)擴展，最終反映在瀝青面層。

第四，沉降裂縫。沉降裂縫主要是由路基不均勻沉降引起的，主要集中于填挖交接處，該病害較為少見。

第五，水損害。路面裂縫產生后，未及時進行處治，下雨時面層積水且不能及時排出，在車輛反復碾壓下致使裂縫越來越寬、越來越多，從而形成水損害。

第六，路面坑洞、骨料松散。造成路面坑洞、骨料松散的原因較多，從渝遂高速公路的現(xiàn)場調查情況分析，主要原因是橫向裂縫形成后，在車輛碾壓和水的共同作用下致使裂縫邊緣損壞、骨料松散；或是養(yǎng)護單位修補后，修補的混合料和原路面結構黏結性差導致修補后骨料松散脫落，從而形成坑洞。

第七，車轍。多存在于車輛輪跡處，主要是由于車輛的頻繁制動對瀝青路面的推移作用導致。因重慶屬于亞熱帶氣候區(qū)，一年中有6 個月以上處于高溫氣候，極端高溫曾達到44℃，氣溫越高則勁度模量越低，抗車轍能力越小，加之渝遂高速公路交通量增長較快，在頻繁的車輛荷載作用下更易形成車轍。

4 常規(guī)病害處治

常規(guī)病害處治的基本原則是“小洞大補、斜洞正補、圓洞方補、多填少挖”。為徹底解決瀝青路面病害、提高高速公路行車舒適性，對路面坑凼、車轍或松動的瀝青面層病害應徹底清除，同時整平底面，清理雜物和塵土，涂刷黏層油，確保修補部分的瀝青混合料與原路面緊密結合[2]。

結合渝遂高速公路主線路面病害情況分析可知，病害以路面裂縫、局部路面坑洞、車轍為主，少量為連續(xù)病害，可采用常規(guī)路面病害處治措施進行修復，具體處治方式如下。

第一，單條輕微縱向或橫向裂縫處治。首先清除裂縫中雜物和塵土；然后采用橡膠瀝青灌縫，灌入深度要求不小于裂縫深度的2/3。

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第二，單條嚴重裂縫處治。前期處治措施同上；之后在裂縫中填入干凈石屑并搗實；最后將多余的橡膠瀝青及石屑清除，并在裂縫表面鋪設抗裂貼。

第三，密集型縱橫向裂縫、龜裂及塊裂處治。首先銑刨原路面所有面層及不小于10cm 的基層，并檢查裂縫寬度，若裂縫大于3mm 則繼續(xù)銑刨；后續(xù)處治措施同上；之后在裂縫表面滿鋪聚酯玻纖布；最后回鋪瀝青面層。

第四，路面車轍、波浪擁包、泛油、抗滑性能不足、輕微的溫度裂縫等病害處治?？刹捎矛F(xiàn)場熱再生技術進行處治，前提是路面結構必須完好。施工中采用專用的瀝青混合料再生設備，對舊瀝青面層20～50mm 深度范圍內的路面進行加熱、銑刨，就地摻入瀝青和新拌瀝青混合料、再生劑等，經二次拌和后攤鋪碾壓成為新瀝青路面。采用現(xiàn)場熱再生處治后的面層使用壽命一般在3～5 年，既實現(xiàn)對瀝青的再生利用，同時也節(jié)省了材料轉運費用、減少交通干擾。

此外，拉毛和精銑刨主要應用于路面車轍病害處治。將路面車轍隆起部分銑刨、拉毛，降低車轍深度和恢復路面抗滑性能，達到提高行車舒適度、降低行車風險的目的。

5 路面病害預防性養(yǎng)護

預防性養(yǎng)護是指在高等級公路瀝青面層處于良好狀態(tài)下所采取的預防性養(yǎng)護措施，主要用于處理輕微病害，避免功能性病害轉變?yōu)榻Y構性病害，保證公路長期處于良好的運行狀態(tài)，延長道路的使用壽命，節(jié)約養(yǎng)護資金。

渝遂高速公路近五年來主要應用的預防性養(yǎng)護措施包括高彈超薄罩面施工、微表處施工、超表處施工等，現(xiàn)結合應用情況總結如下。

5.1 高彈超薄罩面施工

高彈超薄罩面一般應用于處治路面麻面、松散、抗滑性能不足等表面病害。高彈超薄罩面以基質瀝青通過剪切和攪拌形成的低黏度高彈改性瀝青作為膠結材料，可大幅度提升施工和易性，克服普通橡膠瀝青路面黏度大，在厚度較薄和氣溫較低時難以壓實的問題。高彈超薄罩面的密實度高、封水效果好，能有效阻止地表水下滲，保護舊路面不受到水損害[3]。

5.2 微表處施工

可更好地防止路表水下滲，從而更好地保護路面結構。對于解決瀝青路面老化、泛油、非結構性破損、裂縫、摩擦力下降等病害，微表處無疑是最經濟的選擇。相較于傳統(tǒng)的瀝青路面稀漿封層施工，微表處施工是一種特殊的稀漿封層施工技術，施工厚度一般為10mm 左右，施工過程中不需要壓路機碾壓，混合料由級配碎石料、礦粉、改性乳化瀝青和外加劑組成?？梢詫p微的車轍進行單獨填補，也可以采取兩次填補的方法填補稍深的車轍。

5.3 超表處施工

超表處主要應用于抗滑性不足的路面處治，也可以作為新建路面的磨耗層。超表處施工時不會造成行車道間縱向高差和排水不暢等問題，對行車影響較小。超表處施工時利用封層車依次將界面劑、集料、結合料、表面保護劑同步撒布至原瀝青路面，碾壓、養(yǎng)生后可開放交通，整個施工過程在2～4h 之間。該技術低碳環(huán)保，可發(fā)揮各種功能性材料的特性，增強對原路面的滲透和再生補強作用，提高原路面功能，延長其使用壽命，消除行車隱患，大幅度節(jié)約養(yǎng)生成本。

6 路面預防性養(yǎng)護優(yōu)缺點綜合分析

6.1 高彈超薄罩面

6.1.1 優(yōu)點

一是不需要專用攤鋪機——采用普通攤鋪機施工，方便組織實施。二是快速消除車轍、快速提高抗滑性能、施工易控制、耐久性好。三是密實度高、封水效果好、抗裂和抗疲勞性能突出。

6.1.2 缺點

一是相較于其他工藝費用相對較高。

二是銑刨產生廢料，不銑刨則增加路面高度。

6.2 微表處

6.2.1 優(yōu)點

一是微表處具有較高的抗滑性能。

二是相較于普通熱瀝青罩面，微表處有更好的封層效果，在滿足路面構造深度的同時又有較好的封水效果。

三是微表處施工速度快、效率高。

6.2.2 缺點

一是施工時噪聲大。

二是耐磨耗性能差。

三是使用壽命短，平均壽命為4～6 年。

四是施工溫度影響較大，當溫度較低時，強度上升慢，不利于開放交通[4]。

6.3 超表處

6.3.1 優(yōu)點

一是抗滑能力強。

二是行車噪聲低。

三是封水效果好、使用壽命長。

四是單車道養(yǎng)護不會造成車道間縱向高差和排水不暢，且下次養(yǎng)護時不需要銑刨清除。

五是低碳環(huán)保、性價比高。

六是施工對交通影響較小，2～4h 即可開放交通。

6.3.2 缺點

一是對路面平整度修復不明顯。

二是冬季低溫時無法施工。

三是對于車轍較為明顯的路面不適用[5]。

7 結語

我國高等級公路發(fā)展迅速，道路交通量持續(xù)增長，且重車較多、車速較快，導致路面性能顯著下降，極易出現(xiàn)不同程度的道路病害，所以運營養(yǎng)護單位應結合道路實際情況，合理應用路面病害處治方式及路面預防性養(yǎng)護技術，為高速公路穩(wěn)定運行提供一個良好的環(huán)境。