公路瀝青路面病害分析及養(yǎng)護

王鑫明

（北京路橋瑞通養(yǎng)護中心有限公司，北京 101399）

0 引言

公路工程建設對經(jīng)濟發(fā)展速度有重要影響，路面結(jié)構是公路的重要組成部分，也是工程建設的重點管理內(nèi)容之一。瀝青路面作為一種以瀝青為主要材料的路面結(jié)構，由礦物質(zhì)材料和瀝青的混合而成，可以提升路面平整度和行車舒適度，也能提高施工效率。然而，瀝青路面存在老化速度較快、在高溫或低溫環(huán)境下易軟化、脆裂等問題，導致路面病害的發(fā)生率較高，會增加后續(xù)公路維修費用的投入。因此，對瀝青路面病害問題進行及時有效的養(yǎng)護處理，使路面恢復正常使用狀態(tài)極為重要。

1 公路瀝青路面病害影響因素

1.1 設計因素

設計問題是影響施工質(zhì)量的主要因素，設計不合理可能導致施工質(zhì)量下降。未對路面結(jié)構的強度性能進行精準評估和檢測，對路面厚度以及公路交通流量變化的特點考慮不足都可能導致設計不合理，使公路在使用中過早出現(xiàn)病害問題。此外，排水設計也與路面病害密切相關。如果在排水設計中沒有充分考慮降雨量變化，使得設計方式不合理，容易導致路面存在積水問題。隨著時間的推移，積水會滲入路面結(jié)構內(nèi)部，影響路基的安全性，降低基礎承載性能[1]。

1.2 交通因素

由于不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和公路交通流量存在差異，一些公路的交通流量較小，路面磨損程度較小。然而，一些地區(qū)的運輸車輛往來頻繁，存在車輛超載問題，不僅會給路面帶來較大壓力，還容易引發(fā)交通擁堵。在施工時，部分施工企業(yè)往往只從短期角度預測交通流量，缺乏長遠眼光，在公路負載能力上沒有留出余地，從而導致公路在使用一段時間后產(chǎn)生路面病害。此外，由于車輛頻繁往來，養(yǎng)護單位對公路的養(yǎng)護處理不到位，未能及時修復病害問題，會使病害逐步擴展，提高后期維護難度。

1.3 自然因素

自然因素對瀝青路面的影響較大。降雨是影響路面結(jié)構的主要自然因素，過多的降雨會頻繁沖刷路面，同時路面積水會通過裂縫滲入路面結(jié)構，降低路基的穩(wěn)定性，導致路面結(jié)構嚴重開裂。對瀝青路面而言，溫度是主要影響因素。夏季高溫會使瀝青軟化，冬季低溫會使瀝青變脆。在季節(jié)更替和溫度變化的影響下，路面頻繁受到收縮應力的影響，長此以往會引發(fā)裂縫，導致路面結(jié)構疲勞，最終在車輛荷載作用下裂縫不斷擴大[2]。

1.4 施工因素

施工技術和管理也會影響瀝青路面的施工質(zhì)量。例如，施工材料質(zhì)量不合格，材料型號選用不當?shù)?，都會導致施工質(zhì)量下降，影響路面結(jié)構的性能。此外，如果路面碾壓不均勻，軟弱地基、夾層處理不當?shù)?，也會影響路面結(jié)構的強度和整體性能。

2 公路瀝青路面病害類型及成因

2.1 車轍及擁包

2.1.1 特點

車轍及擁包是指瀝青路面上出現(xiàn)的凸起或凹槽，呈現(xiàn)為縱向帶狀，對路面的平整度會產(chǎn)生較大影響，增加行車隱患。車轍是在反復碾壓過程中形成的，隨著時間推移不斷發(fā)展，最終發(fā)展為擁包[3]。

2.1.2 成因

第一，施工時面層厚度過大，材料的熱穩(wěn)定性較差，夏季高溫會導致瀝青材料變得更加松軟，這種情況下遇到重型車輛行駛便容易引發(fā)車轍病害。

第二，斜坡區(qū)域的瀝青混凝土材料在長時間的使用過程中，受荷載作用影響逐漸向低處區(qū)域集中，從而誘發(fā)車轍病害。

2.2 裂縫

2.2.1 特點

裂縫包括橫向及縱向兩種，很多公路路面上存在較多的小裂縫，若不及時修復，裂縫長度、深度會逐步擴大，導致路面開裂問題嚴重，給車輛正常通行帶來不利影響。裂縫過于嚴重甚至會引發(fā)斷裂問題，增加公路工程的修復維護成本[4]。

2.2.2 成因

橫向裂縫主要是低溫收縮引起的。因瀝青材料的特性，如果周圍環(huán)境溫濕度發(fā)生變化時，路面結(jié)構的穩(wěn)定性也會相應地下降，施工時如果沒有及時預留伸縮縫，在溫度變化影響下便會引發(fā)裂縫問題。縱向裂縫主要是施工質(zhì)量差引起的，如路面結(jié)構性能和預期要求不符。除此之外，在公路工程拓展或延長工程中，新舊路面交界位置出現(xiàn)裂縫問題的概率較大。主要原因在于新舊路面、路基沉降量存在差異，新路面在車輛碾壓過程中會出現(xiàn)更大的沉降現(xiàn)象，從而在交接位置出現(xiàn)裂縫。

2.3 沉降塌陷

2.3.1 特點

沉降塌陷表現(xiàn)為路面結(jié)構的某一部分低于正常路面結(jié)構，輕微的塌陷只會影響正常駕駛活動，增加駕駛難度，然而如果塌陷問題嚴重，可能會引發(fā)安全事故。

2.3.2 成因

第一，大量的超載車輛通行會增加路面負荷強度，破壞路面結(jié)構，導致局部位置出現(xiàn)沉降或塌陷現(xiàn)象，如果沒有及時進行養(yǎng)護維修，塌陷程度將進一步加重。

第二，如果路面沒有進行密封處理，雨水會滲入路面結(jié)構內(nèi)部，導致路面軟化和脫落問題，進而引發(fā)沉降塌陷。

第三，在施工過程中，若路基未經(jīng)有效夯實，路基結(jié)構整體穩(wěn)定性較差，后期可能出現(xiàn)路面不均勻沉降的問題，影響行駛體驗。

2.4 泛油

2.4.1 特點

在高溫季節(jié)下，路面有油類物質(zhì)，路表如鏡面，路面抗滑性下降，會影響行車安全，尤其是雨天。部分泛油問題只出現(xiàn)于輪跡帶，油膜分布均勻，泛油和車轍同時存在。

2.4.2 成因

第一，泛油是因路表水入侵面層內(nèi)部并滯留瀝青層底部，經(jīng)荷載作用、動壓水沖刷影響，表面瀝青剝落，在水的作用下開始被動向上運動，面層結(jié)構出現(xiàn)上層泛油、底部松散的問題。第二，設計時孔隙率數(shù)值過小，油石比較高，高溫作用下會導致瀝青膨脹后通過孔隙外溢。第三，施工方式不當，瀝青混合料配比不合理，未完全落實施工要點。

2.5 坑槽

2.5.1 特點

坑槽對路面結(jié)構的危害性較大，會增加安全事故的發(fā)生率?？硬燮毡楸憩F(xiàn)為骨料脫落，雨水會通過路面的縫隙進入內(nèi)部，對基層結(jié)構造成影響。出現(xiàn)坑槽后可以明顯在路面上看到空洞，行駛體驗感也會隨之下降[5]。

2.5.2 成因

面層施工質(zhì)量不達標會使壓實度、厚度、防水效果以及結(jié)合力受到影響，路面孔隙率也會隨之上升，隨著車輛帶來的荷載力，會使路面上形成坑槽。路面裂縫也是坑槽產(chǎn)生的主要原因，裂縫出現(xiàn)后瀝青混凝土材料間黏結(jié)力下降，發(fā)展到最后便會成為坑槽。

3 公路瀝青路面病害養(yǎng)護處理技術

3.1 車轍、擁包養(yǎng)護處理技術

車轍、擁包會導致路面結(jié)構出現(xiàn)明顯的破損問題，需要從面層開始一直持續(xù)到基層，遵循自上而下的原則進行養(yǎng)護。如果公路路段已經(jīng)出現(xiàn)面層結(jié)構破壞的問題，需要先利用銑刨機進行處理，處理完畢后在上方按照0.4～0.6kg/m3的標準用量澆筑透層瀝青。澆筑完畢后在上方澆筑瀝青混凝土，最后對瀝青面進行壓實處理，該方式能夠提升路面處理效果。部分損壞問題較為嚴重的路段，如基層結(jié)構已經(jīng)被破壞，應當先對路面及路基的廢棄物進行清理，在基層底部位置鋪上厚度為20～25cm 石屑，鋪好石屑后澆筑透層瀝青，并對其進行壓實處理。對于較輕的擁包問題，可以在高溫天氣下直接將其鏟平[6]。

3.2 裂縫養(yǎng)護處理技術

對裂縫進行養(yǎng)護時可以根據(jù)實際情況選擇不同的處理方式，常見的處理方式如下：

第一，開槽灌縫。在施工時使用開鑿機在路面上鑿出寬度在1～1.5cm、深度為2cm 的縫槽，對縫槽內(nèi)的雜物及碎渣進行清理，以免灰塵雜物過多影響密封處理效果。利用灌縫機在其中持續(xù)灌入密封膠，要求以勻速注入，等待密封膠注滿后對路面進行清掃。

第二，貼縫。處理之前需要通過人工的方式清理裂縫內(nèi)雜物，使用機械設備吹除內(nèi)部的灰塵，使用注射器注射修復劑，之后在裂縫外部撒上一層細砂，等待2h 后，如果沒有異常問題，可以開放路段，此方式處理速度較快。

第三，塊裂與龜裂。這類裂縫主要是結(jié)構層厚度和施工要求不匹配導致的，需要對路面實施銑刨處理，再在上方鋪設新結(jié)構，如果病害程度較輕，可以使用薄層罩面的方式進行養(yǎng)護。

3.3 沉降塌陷養(yǎng)護處理技術

如果路面出現(xiàn)不均勻沉陷，但基層結(jié)構仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以通過拉毛或灑黏層瀝青的方式對沉陷區(qū)域進行填補，要求填補后的高度與原路面保持平齊。如果沉陷問題已經(jīng)達到基層結(jié)構，應先修復基層結(jié)構，然后對面層進行修復。

橋涵引道區(qū)域容易出現(xiàn)沉降塌陷問題，主要原因是填土壓實效果未達到預期，要對路基處理層進行重新修復，確保壓實度符合設計要求。如果路段中存在軟土地基，應及時進行更換，可采用換填法，將軟土挖出，然后填入符合要求的硬材料，通常選擇工業(yè)廢渣或砂土[7]。

3.4 泛油養(yǎng)護處理技術

如果發(fā)現(xiàn)路面出現(xiàn)泛油問題，需要先選擇一些樣本進行抽提試驗，以明確路面的油石比，然后選擇合適的養(yǎng)護技術。

對于嚴重的泛油問題，特別是含油量較高的情況，應在高溫天氣下先撒上規(guī)格為10～15mm 的碎石，在重型壓力機的作用下將其壓入路面內(nèi)，待路面穩(wěn)定后再撒上規(guī)格為S12 的碎石，再次碾壓。

對于輕度泛油問題，只需在路面上撒上3～5mm厚度的石屑，然后通過車輛碾壓的方式進行壓實。在撒料過程中，應按照先撒粗料后撒細料的原則進行，確保材料均勻分布，避免堆積或留白的情況。在泛油區(qū)域逐漸穩(wěn)定后，清理多余的集料。

3.5 坑槽養(yǎng)護處理技術

如果只有路面出現(xiàn)了坑槽病害問題，而基層結(jié)構完好，需要先測量病害區(qū)域的面積和深度，按照“圓洞方補”的原則確定修補位置，并以瀝青預制混合塊作為養(yǎng)護材料。開槽應持續(xù)延伸至穩(wěn)定區(qū)域，并確保槽壁保持垂直狀態(tài)。清理槽底和槽壁后，刷上黏結(jié)瀝青，并將預制混合塊放入槽中。對于預制塊周圍的接縫，使用細?；旌狭线M行填補，確保接縫填補充盈。填補部分高出原有路面后，開始進行壓實處理。使混合料級配應盡量與原施工設計相同，使路面結(jié)構之間的搭接更合理。如果遇到連綿雨雪天氣，應先進行臨時填補，以防止病害面積進一步擴大。在緊急維修時，可以將冷料放入坑槽中，并使用壓路機減壓處理填補區(qū)域，一般壓實10min 即可，不過由于原有材料和填充材料之間的黏結(jié)度較差，需要及時進行后期優(yōu)化。

當前，公路工程建設理念已經(jīng)發(fā)生了變化，在路面病害處理過程中開始重視預防措施，以盡可能降低病害發(fā)生率。因此，需要在施工完成后對瀝青路面進行有效養(yǎng)護。初期階段應確保路面完全壓實，要求攤鋪層自然冷卻，混合料外部溫度低于50℃，滿足這些條件才能正常通車。對于瀝青貫入式路面，在開放初期，應要求車速低于20km/h，并采取先邊、后中的方式控制車輛行駛，以提高碾壓效果，并在公路上方撒上養(yǎng)護料。

4 結(jié)語

公路瀝青路面病害的影響因素較多，包括設計、交通、自然、施工等，在不同因素的作用下，公路可能會出現(xiàn)不同的病害類型，給公路路面的使用帶來不便。路面常見病害包括車轍、擁包、裂縫、沉降、塌陷、泛油、坑槽等，養(yǎng)護過程中應根據(jù)不同病害的特點選擇相應的處理技術。為了降低病害的發(fā)生率，施工完畢后還要及時對路面進行養(yǎng)護，以延長路面的使用壽命。