高速公路瀝青路面典型病害及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

楊 杰

(山西交通控股集團(tuán)有限公司大同南高速公路分公司，山西 大同 037400)

1 公路瀝青路面病害概述及路面養(yǎng)護(hù)重要性

1.1 公路瀝青路面病害概述

高速公路投入使用一段時(shí)間后，受車輛荷載因素的影響，路面難免會(huì)出現(xiàn)各種病害問(wèn)題，如：車轍、沉陷、裂縫等等，不僅會(huì)影響車輛行駛安全，更是會(huì)影響高速公路的使用壽命。

若公路路面強(qiáng)度不符合規(guī)定，那么就會(huì)引發(fā)變形，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題采取處理措施，那么就會(huì)加重變形情況進(jìn)而引發(fā)塌陷。與此同時(shí)，受地下水與過(guò)量雨水侵蝕，公路路面結(jié)構(gòu)也會(huì)受到不利影響，較易出現(xiàn)裂縫損害問(wèn)題。

若公路路面出現(xiàn)凹陷，且深度超過(guò)2.5 cm，則很可能是受外力因素的影響。在汽車荷載作用下，瀝青路面局部會(huì)出現(xiàn)膨脹、收縮，此為塑形變形，若路面張力超過(guò)彈性極限，則會(huì)引發(fā)車轍病害。

路面出現(xiàn)裂縫與混凝土材料有密切關(guān)聯(lián)，常見(jiàn)裂縫問(wèn)題包含：水平裂縫、網(wǎng)狀裂縫、垂直裂縫、反射裂縫等，都在日常當(dāng)中較為常見(jiàn)。針對(duì)此，若想要有效解決瀝青路面常見(jiàn)病害問(wèn)題，就應(yīng)重視提高公路施工質(zhì)量，以充分保障公路的行駛安全與使用壽命。

1.2 公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)重要性

受外界各種因素的影響，高速公路路面結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。通常，公路養(yǎng)護(hù)人員為減少路面出現(xiàn)病害問(wèn)題的機(jī)率，大都會(huì)選用瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。從公路的實(shí)際使用狀況來(lái)看，裂縫病害是人們?nèi)粘Ｖ凶顬槌Ｒ?jiàn)的問(wèn)題，主要與瀝青材料有較大關(guān)聯(lián)。隨著時(shí)間的推移，瀝青材料結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生一定變化，受各種因素的影響，會(huì)出現(xiàn)收縮、延伸等狀況，進(jìn)而就較易引發(fā)裂縫病害問(wèn)題的發(fā)生。針對(duì)此，為有效解決這些病害問(wèn)題的發(fā)生，就需要重視公路路面養(yǎng)護(hù)，及時(shí)采取病害預(yù)防技術(shù)，以便于有效提高公路路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，由此降低病害問(wèn)題發(fā)生的機(jī)率，充分保障高速公路行駛安全與使用年限。

2 高速公路瀝青路面常見(jiàn)病害問(wèn)題分析

2.1 路面裂縫病害問(wèn)題

路面裂縫病害問(wèn)題主要分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和塊狀裂縫，其縱橫向裂縫是其中比較常見(jiàn)的裂縫形式之一。

第一，橫向裂縫和公路的中線幾乎保持垂直狀態(tài)，同時(shí)裂縫的寬度和長(zhǎng)度各有不同。產(chǎn)生主要原因是因?yàn)闉r青標(biāo)號(hào)和當(dāng)?shù)貐^(qū)域的氣溫條件之間存在偏差，溫度較低的情況下瀝青變脆會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫問(wèn)題，同時(shí)在公路基層結(jié)構(gòu)上方會(huì)形成的反射性裂縫問(wèn)題或者收縮性裂縫情況。

第二，縱向裂縫問(wèn)題和公路的中線保持平行狀態(tài)，在主裂縫上還有可能出現(xiàn)若干個(gè)分支裂縫。縱向裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因，包含大型車輛的反復(fù)荷載作用，造成路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞性損壞，地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定產(chǎn)生不均勻沉降情況，以及公路工程施工縱向接縫搭接不合理等。

第三，網(wǎng)狀裂縫問(wèn)題也稱之為公路路面龜裂情況，主要是通過(guò)多條裂縫相互之間交叉形成的小網(wǎng)格狀裂縫，這種裂縫問(wèn)題主要出現(xiàn)在道路工程的表面位置，對(duì)公路工程的基礎(chǔ)變形量，以及公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)面的影響相對(duì)較小，產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要原因是因?yàn)樾熊嚭奢d作用對(duì)于路面所形成的持續(xù)性導(dǎo)向作用，造成路面產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂情況。除此之外，瀝青老化、混合材料質(zhì)量變差等方面因素，也是造成路面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫的重要影響因素[1]。

第四，塊狀裂縫與橫、縱向裂縫都具有密切關(guān)聯(lián)。當(dāng)這兩種裂縫密度不斷增大，且相互連通形成交錯(cuò)裂縫時(shí)，則稱之為塊狀裂縫。塊狀裂縫形似矩形裂塊，且與網(wǎng)狀裂縫較為相似，路面表現(xiàn)并沒(méi)有任何規(guī)則可言。造成塊狀裂縫出現(xiàn)的原因，與溫度、瀝青材料等因素均有關(guān)聯(lián)。

2.2 路面坑槽病害問(wèn)題

路面沉陷病態(tài)問(wèn)題主要指的是路基路面豎直方向上變形問(wèn)題造成，道路基礎(chǔ)面產(chǎn)生下沉，進(jìn)而在道路表面出現(xiàn)比較嚴(yán)重的凹陷情況。根據(jù)公路工程路面下陷程度的差異性，可以將其分為局部沉陷和大范圍沉陷兩種形式。在公路工程路面施工過(guò)程中，由于材料的施工厚度不足會(huì)造成路面基礎(chǔ)碾壓程度有所差異，在車輛荷載作用條件下路基面結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的基礎(chǔ)沉降情況，外加上受到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的土壤以及外部雨水條件的侵蝕影響，路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步下降產(chǎn)生大范圍沉陷問(wèn)題。

從形態(tài)角度來(lái)看，坑槽主要就是一個(gè)個(gè)小坑洞，此病害問(wèn)題的發(fā)生還與集料分散之間也具有密切關(guān)聯(lián)。受車輛動(dòng)態(tài)載荷壓力的影響，路面當(dāng)中的水浸入到面層空隙當(dāng)中，就會(huì)生成水壓力作用于集料，長(zhǎng)此以往，瀝青與集料的分層處就會(huì)滲入進(jìn)更多的水分，很大程度上降低了瀝青的黏度，影響其黏附性，最終出現(xiàn)瀝青混合料掉渣的情況，由此出現(xiàn)路面坑槽。與此同時(shí)，若混合料未嚴(yán)格控制溫度，在施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)過(guò)高或過(guò)低的情況，那么都會(huì)對(duì)壓實(shí)環(huán)節(jié)產(chǎn)生十分不利影響，進(jìn)而就會(huì)引發(fā)坑槽病害。如若實(shí)際施工環(huán)節(jié)，層間接觸不良、受到污染，或?qū)娱g施工不符合標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)增加坑槽病害發(fā)生的概率。如果高速公路上層施工厚度不符合規(guī)定，那么在后續(xù)投入使用環(huán)節(jié)中，就會(huì)發(fā)生車輛行駛帶走表面混合料的情況，進(jìn)而引發(fā)多處坑槽問(wèn)題的發(fā)生。并且，隨著現(xiàn)階段社會(huì)的迅猛發(fā)展，高速公路的運(yùn)輸壓力也隨之不斷增加，甚至部分車輛還存在超載的情況，進(jìn)而加大了路面結(jié)構(gòu)的壓力。在此基礎(chǔ)上，受降雨因素的影響，路面就極易發(fā)生坑槽。另外，當(dāng)行駛中的車輛發(fā)生漏油情形，那么也會(huì)影響瀝青材料的黏結(jié)力，引發(fā)坑槽。

2.3 車轍病害問(wèn)題

車轍主要因?yàn)槭艿杰囕v經(jīng)過(guò)輪胎碾壓之后，在車輛運(yùn)行工作方向上會(huì)形成路面垂直方向上的凹陷問(wèn)題，垂直程度通?？刂圃?5 mm，是瀝青路面當(dāng)中的一種特有病害問(wèn)題。根據(jù)車轍產(chǎn)生的主要原因，可以將其分為結(jié)構(gòu)性、壓力性、磨損性以及流動(dòng)性等幾種不同形式的特征表現(xiàn)形式，產(chǎn)生車轍病害問(wèn)題的主要原因，是因?yàn)闉r青材料在配比過(guò)程中出現(xiàn)誤差或者材料密度偏小，材料整體的抗訴變性能力相對(duì)較差，路基夾層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定同時(shí)由于受到外部環(huán)境因素的影響，造成車流量和重荷載作用力增加，整個(gè)道路通車環(huán)境和外部濕度條件過(guò)高，都有可能造成路面出現(xiàn)車轍病害問(wèn)題[2]。

3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作當(dāng)中的具體應(yīng)用

所謂預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)方法，主要指的是在不增加原有路面結(jié)構(gòu)承載力的基礎(chǔ)之上，對(duì)原有的路面采取計(jì)劃性的養(yǎng)護(hù)工作，以此來(lái)提高路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，延緩路面破損問(wèn)題同時(shí)提高道路通車效果。

3.1 裂縫病害問(wèn)題預(yù)防養(yǎng)護(hù)處理

裂縫封堵處理工作方法,是各種裂縫問(wèn)題預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作的主要處理方式，主要包含裂縫填縫、裂縫密封等處理方法。裂縫填封主要指的是對(duì)產(chǎn)生裂縫部位進(jìn)行開(kāi)槽清理工作，經(jīng)過(guò)干燥之后選擇合適的填縫材料，向其中進(jìn)行材料灌注處理，主要用于一些常見(jiàn)的活動(dòng)性裂縫問(wèn)題填補(bǔ)。

裂縫密封不需要對(duì)裂縫問(wèn)題進(jìn)行開(kāi)槽處理，可以直接使用熱壓空氣對(duì)裂縫內(nèi)部進(jìn)行清理之后，選擇合適的密封劑材料進(jìn)行封堵處理，主要是針對(duì)一些非活動(dòng)性的裂縫問(wèn)題。裂縫封縫處理可以對(duì)裂縫類病害問(wèn)題進(jìn)行全面預(yù)處理工作，有效防止大量的水分直接侵入到路面結(jié)構(gòu)當(dāng)中，可以有效防止產(chǎn)生更加嚴(yán)重的路面結(jié)構(gòu)破壞性問(wèn)題，但是由于封縫問(wèn)題會(huì)降低路面結(jié)構(gòu)的平整程度，同時(shí)會(huì)影響到路面整體結(jié)構(gòu)的美觀性[3]。

3.2 表面封層處理

道路表面封層處理，主要包含霧封層、稀漿封層、微表處等方式，是高速公路瀝青路面當(dāng)中比較常用的表面封層技術(shù)方法。瀝青路面表面封層處理工作的主要目的，是提高路面的整體防水效果，同時(shí)進(jìn)一步抑制公路路面病害問(wèn)題的擴(kuò)散，延長(zhǎng)道路路面的使用周期。

(1)霧封層

在霧封層處理工作過(guò)程中，主要是實(shí)現(xiàn)將乳化瀝青材料稀釋液或者特制的路面保護(hù)劑，通過(guò)使用專業(yè)設(shè)備均勻的噴灑到現(xiàn)有的瀝青路面當(dāng)中。通過(guò)這種路面處理工作方法，不會(huì)對(duì)整個(gè)公路的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。還有一種比較常用的霧封層材料，主要是以普通的乳化瀝青材料以及含再生劑乳化瀝青材料為主，和普通類型的乳化瀝青材料相比，其中含有再生劑乳化瀝青材料當(dāng)中，通過(guò)向其中添加瀝青活化性再生劑，在整個(gè)處理工作效果上具備普通瀝青霧封層的作用和效果，同時(shí)還可以進(jìn)一步恢復(fù)路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分老化瀝青等部分性能狀態(tài)。通過(guò)使用霧封層進(jìn)行處理，可以進(jìn)一步增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的防水效果，避免路面產(chǎn)生更加嚴(yán)重的破壞性問(wèn)題。

(2)稀漿封層

稀漿封層處理主要是使用乳化瀝青骨料、路面填料以及添加劑材料等，根據(jù)特定的比例進(jìn)行充分混合形成稀漿混合材料，稀漿封層主要指的是通過(guò)專業(yè)設(shè)備，將稀漿混合材料均勻的鋪撒在等待處理的路面表面，同時(shí)在道路表面可以形成密封層，耐磨程度更高同時(shí)更加牢固的封層結(jié)構(gòu)[4]。

根據(jù)工作材料的配比工作要求，稀漿封層處理可以將其分為細(xì)封層、中封層和粗封層三種形式，在處理路面輕微裂縫工作過(guò)程中，可以通過(guò)使用細(xì)封層處理技術(shù)方法，在處理路面開(kāi)裂比較嚴(yán)重的損傷過(guò)程中，可以使用中封層技術(shù)方法，瀝青面層養(yǎng)護(hù)工作當(dāng)中可以使用粗封層施工技術(shù)，稀漿封層施工當(dāng)中可以對(duì)原路面起到良好的修復(fù)工作效果，可以進(jìn)一步增強(qiáng)瀝青路面的防水性能，同時(shí)進(jìn)一步改善路面結(jié)構(gòu)的平整程度，有效解決路面產(chǎn)生的一些比較輕微的車轍病害情況，可以全面提高公路工程路面的使用性能[6]。但是該項(xiàng)技術(shù)不能對(duì)一些出現(xiàn)比較明顯的疲勞裂縫、溫度裂縫以及具有較深車轍嚴(yán)重病害問(wèn)題的路面進(jìn)行處理。

(3)微表處

與稀漿封層相比，微表處養(yǎng)護(hù)措施更多應(yīng)用于城市干線公路、機(jī)場(chǎng)跑道等道路的維護(hù)，主要因微表處養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)所采用的材料、成效等內(nèi)容均具有較大優(yōu)勢(shì)。微表處技術(shù)的應(yīng)用，主要就是將將填料、水、添加劑、聚合物改性乳化瀝青四種材料嚴(yán)格按照規(guī)定比例混合均勻，借助專業(yè)機(jī)械設(shè)備，將混合材料均勻攤鋪于路面[7]。針對(duì)車轍病害問(wèn)題而言，微表處養(yǎng)護(hù)措施十分有用，不僅能夠進(jìn)一步提高路面的防水性能，更是能夠有效防止路面出現(xiàn)松散的情況，以此預(yù)防路面各種病害問(wèn)題的發(fā)生，更好延長(zhǎng)道路使用壽命。

3.3 薄層罩面

薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)不僅能夠有效優(yōu)化路面的平整度，更是能夠進(jìn)一步提高路面防水性能與抗滑性能，充分保障高速公路的行駛安全。此養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要就是將多種材料(瀝青、礦粉等)混合成瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，再借助專業(yè)設(shè)備，對(duì)待處理路面進(jìn)行加鋪養(yǎng)護(hù)。針對(duì)施工工藝而言，施工方法的不同，薄層罩面也可分為不同類型，如：冷薄層、熱薄層等。冷薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)可在常規(guī)條件下進(jìn)行施工，施工條件及罩面材料都對(duì)溫度沒(méi)有任何要求，方便、快捷且環(huán)保，所以被較常應(yīng)用于瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中。熱薄層養(yǎng)護(hù)技術(shù)則不同于冷薄層罩面，對(duì)溫度有較高要求，罩面材料需在加熱后方可進(jìn)行施工，但是該養(yǎng)護(hù)技術(shù)能夠有效解決路面綜合病害問(wèn)題，且能夠進(jìn)一步提高路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低后續(xù)使用環(huán)節(jié)病害問(wèn)題發(fā)生的機(jī)率[8]。但同時(shí)也需注意，熱薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)成本相對(duì)較高，且會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。針對(duì)此，相關(guān)人員在選擇瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)時(shí)，就需根據(jù)路面實(shí)際狀況，對(duì)養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行綜合考慮分析，以便于更好提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，確保高速公路使用效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上，在公路工程的養(yǎng)護(hù)工作中，需要針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)公路工程項(xiàng)目建設(shè)施工條件，對(duì)公路工程各種典型病害問(wèn)題進(jìn)行全面分析和研究，主要針對(duì)公路工程出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，路面沉陷問(wèn)題以及車轍問(wèn)題等進(jìn)行重點(diǎn)處理，結(jié)合工程工程實(shí)際使用情況，提出針對(duì)性的預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作策略來(lái)加以解決，全面提高高速公路瀝青路面通車質(zhì)量和效果，延長(zhǎng)公路工程的使用周期。