農(nóng)村瀝青混凝土公路病害成因分析及養(yǎng)護(hù)策略

歐陽鏹

（余慶縣交通運輸局，貴州 遵義 564499）

0 引言

農(nóng)村公路已越來越多地采用瀝青混凝土鋪裝工藝。而修建于早期的瀝青混凝土道路逐漸出現(xiàn)各種各樣的病害，影響行車安全。因此，對農(nóng)村公路病害問題進(jìn)行原因分析并采取有效的修復(fù)與養(yǎng)護(hù)策略顯得十分重要。本文以貴州省余慶縣X3Y2 松煙至白墳公路為依托，對農(nóng)村公路瀝青混凝土路面病害及路基沉陷等問題的成因進(jìn)行分析，并提出養(yǎng)護(hù)策略。

1 工程概況

貴州省余慶縣X3Y2 松煙至白墳公路1989 年通車，道路全長20.25km，路基寬度為6.5~10m，路面寬度為5.5~9m，路面類型為瀝青混凝土路面，建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為三級，設(shè)計時速20km/h。其中關(guān)興至獅子場段是貴州省余慶縣跨越海拔最高、坡度最陡、氣象條件最復(fù)雜的縣道，3.5km路段跨越200m高差，坡陡彎急，3個彎道位置圓曲線半徑非常小。歷年來，該路段僅采用小修保養(yǎng)，勉強(qiáng)保障路面基本通行能力，以致路面多處出現(xiàn)不同程度的損傷：龜裂、坑槽、沉陷等病害。

2 路面狀況及病害調(diào)查分析

2.1 歷年路面技術(shù)狀況分析

為了科學(xué)全面地評價路面現(xiàn)狀，同時為選擇修復(fù)養(yǎng)護(hù)策略提供數(shù)據(jù)支撐，根據(jù)2019~2023 年貴州省余慶縣X3Y2松煙至白墳公路路面技術(shù)狀況檢測數(shù)據(jù)，對該路面技術(shù)狀況指標(biāo)進(jìn)行分析，如圖1~圖4所示。

圖1 5年P(guān)CI變化情況

圖2 5年RQI變化情況

圖3 5年P(guān)QI變化情況

圖4 2023年路面技術(shù)狀況監(jiān)測

5年來，受車輛荷載和氣候條件影響，該公路路面性能逐年下降，尤其是在三道拐彎最為嚴(yán)重，里程段跨越200m 高差路段，路面使用性能下降尤為明顯，1.5km 和3.5km 附近，路面技術(shù)狀況很差，不滿足舒適通行的條件，給行車帶來不同程度的隱患。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210-2018）[1]的規(guī)定，被檢測的路面綜合評價指標(biāo)PQI均評價為中、次、差；全線路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）均評價為次、差，全線平整度不滿足要求；全線路面狀況指數(shù)（PCI）評價為中、次、差，主要由于分段長度不一致所致，但所反映路面破損狀況基本一致。

2.2 農(nóng)村公路的主要病害

由于農(nóng)村公路受施工工藝、通行條件、氣候條件等因素影響，農(nóng)村公路瀝青混凝土路面病害可分為三類，分別為：裂縫、變形、表面受損。裂縫包括：橫向裂縫、縱向裂縫、反射裂縫、塊裂、龜裂；變形包括：波浪、車轍、隆起、推移、沉陷；表面受損包括泛油、磨損、露骨、脫皮、松散、坑槽。貴州省余慶縣X3Y2 松煙至白墳公路根據(jù)檢測報告，組織專業(yè)技術(shù)人員對全路段路面開展病害調(diào)查分析，總結(jié)出其主要病害為龜裂、坑槽、沉陷3種，典型病害如圖5~圖7所示。

圖5 龜裂

圖6 坑槽

圖7 沉陷

2.3 路面及路基病害成因分析

（1）龜裂原因。由于瀝青老化，道路形成相互交錯的疲勞裂縫，大多為大小不一的多邊形網(wǎng)狀開裂，一般情況下，塊狀裂縫是龜裂病害發(fā)展的前一個階段，若塊狀裂縫處治不及時或處治不當(dāng)，容易形成道路路面龜裂病害，長期下去則會形成坑槽、松散及沉陷病害，雨季來臨時，在雨水沖刷作用下，造成道路基層發(fā)生水損壞。

（2）坑槽原因。路面裂縫類病害沒有得到及時處理或處理方式不當(dāng)，或路面出現(xiàn)局部網(wǎng)裂、松散，加之長期超荷運輸、邊溝涵洞堵塞造成雨水山洪沖刷路面等作用下形成道路路面坑槽?；蛘哌^往車輛滴油漏油侵蝕瀝青路面，使瀝青混合料離析，瀝青膜剝落，造成路面局部松散，進(jìn)而出現(xiàn)坑槽。

（3）路基沉陷原因。在建設(shè)過程中由于路基填料選擇不當(dāng)，填筑方法不符合建設(shè)規(guī)范要求，路基壓實度不足，在雨水、超荷載和溫度綜合因素影響下出現(xiàn)路基沉陷；原地面為弱土層或較弱土層，填筑前未經(jīng)路基換填處理或壓實不足而產(chǎn)生公路路基下沉。

3 路面病害及路基沉陷的處治策略

農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)工程主要分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、修復(fù)性養(yǎng)護(hù)、專項養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急養(yǎng)護(hù)四類。在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和功能性良好的情況下，通常實施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，通過對瀝青路面進(jìn)行局部病害處治，恢復(fù)路面技術(shù)性能；針對出現(xiàn)明顯病害、部分喪失服務(wù)功能的公路，通常會實施修復(fù)性養(yǎng)護(hù)，通過對路面進(jìn)行功能性、結(jié)構(gòu)性修復(fù)[2]，恢復(fù)路面技術(shù)性能；專項養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急性養(yǎng)護(hù)則是在特定條件下，以完善公路附屬設(shè)施、恢復(fù)道路通行能力為前提，組織實施的養(yǎng)護(hù)工程，一般不作為農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)工程的主要選擇方向。

通過貴州省余慶縣X3Y2 松煙至白墳公路歷年路面技術(shù)狀況分析，根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范》[3]判別2023 年路面技術(shù)狀況檢測數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場病害調(diào)查以及成因分析，病害長期發(fā)展已導(dǎo)致交通通行能力持續(xù)降低，局部路段安全風(fēng)險增加，沿線居民出行不便。因此，擬定對K0+000-K7+375進(jìn)行修復(fù)性養(yǎng)護(hù)，且修復(fù)后需按日常養(yǎng)護(hù)規(guī)范對該道路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.1 修復(fù)性養(yǎng)護(hù)方案

以合理處治病害，保證道路使用功能，恢復(fù)路面技術(shù)性能為前提，以節(jié)約投資、利用舊廢料、保護(hù)環(huán)境為出發(fā)點，擬定路面修復(fù)性養(yǎng)護(hù)方案。

3.1.1 局部病害處治

（1）在公路路面病害發(fā)生初期，針對輕度橫向裂縫、縱向裂縫通常采用擴(kuò)縫灌縫方案，對裂縫進(jìn)行切割擴(kuò)縫，切割深約2cm，寬約1cm的凹槽，再采用普通熱瀝青對凹槽進(jìn)行灌縫，必須將縫灌滿為止。

（2）路面受損嚴(yán)重，出現(xiàn)龜裂、塊裂、沉陷、坑槽等病害，則采用局部銑刨回鋪處治。遵循“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)”的原則，在公路路面受損區(qū)域劃出所需修補(bǔ)的輪廓線，輪廓線可根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當(dāng)擴(kuò)大；其次沿所劃輪廓線開鑿，直到路基基礎(chǔ)穩(wěn)定部分位置，深度不得小于原坑槽的最大深度；最后清除槽底、槽壁的松動部分及粉塵、雜物，并涂刷粘層瀝青[4]。按原路面結(jié)構(gòu)回鋪，最后統(tǒng)一進(jìn)行加鋪罩面或加補(bǔ)強(qiáng)層。

3.1.2 路基沉陷處治

針對路基沉陷基層強(qiáng)度不足路段，需挖除原路面結(jié)構(gòu)層后重新鋪筑路面結(jié)構(gòu)層。對路基病害較嚴(yán)重的路段，采用塊片石換填進(jìn)行路基補(bǔ)強(qiáng)處理，根據(jù)現(xiàn)場情況換填深度一般為0.4～1m。路基換填完成后，需用重型壓路機(jī)分層碾壓，直到符合規(guī)范要求后鋪筑新路面結(jié)構(gòu)層，最后同全路段一起攤鋪瀝青混合料面層。

3.1.3 底基層與基層處治

選擇級配碎石作為底基層，級配碎石集料最大粒徑不宜超過3.75cm，其壓碎值不大于35%。為保證基層具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，盡可能減少基層的收縮裂縫，基層采用水泥穩(wěn)定碎石，其集料最大粒徑不宜超過3.15cm（以方孔篩為標(biāo)準(zhǔn)），碎石集料壓碎值不大于35%、塑性指數(shù)小于9，混合料壓實度不小于97%。水泥穩(wěn)定碎石采用穩(wěn)定土拌和機(jī)集中廠拌施工，水泥采用5%，保證混合料拌和均勻。水泥穩(wěn)定碎石的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于3.5MPa，在碾壓合格后立即覆蓋或灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期內(nèi)禁止車輛通行。

3.1.4 路面混合料選擇

面層采用AC-16 中粒式瀝青混凝土，A 級70 號道路石油瀝青。瀝青混凝土面層的瀝青技術(shù)要求、瀝青用量、集料級配、施工溫度、馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)達(dá)到公路設(shè)計及施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。清洗集料、碾壓等瀝青混凝土施工用水應(yīng)不含影響其質(zhì)量的酸、堿、鹽和有機(jī)物等物質(zhì)，一般來說飲用水、清澈河水可直接使用，其它水應(yīng)進(jìn)行化驗，合格后方可使用。

3.2 日常養(yǎng)護(hù)措施

貴州省余慶縣X3Y2 松煙至白墳公路進(jìn)行修復(fù)性養(yǎng)護(hù)施工后，日常養(yǎng)護(hù)措施如下：

（1）加大公路巡查頻率。及時將公路路面的落葉、泥土、石子和垃圾清理，保證路面衛(wèi)生干凈整潔。防止瀝青路面長期受到污染和路面結(jié)構(gòu)層受到破壞，從而延長混凝土瀝青路面使用壽命。

（2）定期清理排水設(shè)施。在雨季來臨之前，及時組織養(yǎng)護(hù)工人對全線邊溝、涵洞進(jìn)行清理，保障邊溝、涵洞排水通暢。防止因山洪、雨水過度沖刷路基路面而導(dǎo)致路面沉降、路基垮塌。

（3）及時組織小修保養(yǎng)。在道路巡查期間，發(fā)現(xiàn)道路出現(xiàn)輕微病害后，立即針對病害情況，擬定處治方案，采取灌縫、局部銑刨回鋪等方式實施小修保養(yǎng)，對道路病害進(jìn)行處治，防止因處治不及時而導(dǎo)致道路病害發(fā)展。

（4）加強(qiáng)超限運輸管理。一方面加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)，營造村民愛路護(hù)路意識；另一方面加大執(zhí)法力度，嚴(yán)厲打擊違法超限運輸行為。防止因過度超載導(dǎo)致路基、路面承載力不足而再次受損。

4 結(jié)束語

農(nóng)村公路經(jīng)過多年運營使用，由于養(yǎng)護(hù)不及時，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了龜裂、坑槽、沉陷等病害問題。本文根據(jù)貴州省余慶縣X3Y2 松煙至白墳公路歷年道路技術(shù)狀況評定數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，組織專業(yè)人員開展現(xiàn)場調(diào)查，綜合分析病害成因，并根據(jù)路面具體病因提出相應(yīng)的修復(fù)方案，同時給出日常養(yǎng)護(hù)策略，強(qiáng)化管理和養(yǎng)護(hù)的重要性，為農(nóng)村公路病害處治以及日常養(yǎng)護(hù)工作提供參考。