郝雷杰

(邯鄲市青紅高速公路管理處)

高等級公路瀝青路面病害與養(yǎng)護的探討

郝雷杰

(邯鄲市青紅高速公路管理處)

摘 要:對道路破損類型及其產(chǎn)生原因進行了分析，而且提出了有關(guān)裂縫修補、稀漿封層等瀝青路面的預防性養(yǎng)護技術(shù)。

關(guān)鍵詞:瀝青路面;早期病害;維修處治

1 高等級公路瀝青路面主要病害及成因

1.1 裂縫類

(1)橫向裂縫。橫向裂縫是指垂直于行車方向的裂縫，是半剛性基層瀝青路面的典型病害之一。按其成因不同，橫向裂縫又可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于設(shè)計不當、施工質(zhì)量低劣及車輛嚴重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度而開裂。非荷載型裂縫是由于溫度、濕度的變化路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而引起的，半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫大多是橫向裂縫。

(2)縱向裂縫。產(chǎn)生的原因有兩種可能性，一種情況是瀝青面層分段攤鋪時，兩幅接茬處未處理好，在車輛荷載與大氣因素作用下逐漸開裂;另一種情況時由于路基壓實度不均勻或由于路基邊緣受水浸蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的。

(3)不規(guī)則裂縫。不規(guī)則裂縫主要表現(xiàn)為路基路面強度不足，特別是路面基層強度不足，基層被壓碎開裂，造成路面產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫，以及路面基層強度不均勻、疲勞強度不足產(chǎn)生的開裂。

(4)龜網(wǎng)裂縫。龜網(wǎng)裂縫其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫，逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫形成龜裂。主要是由于路面的整體強度不足而引起的，其原因可能是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，路基路面壓實度不足，路面材料配比不當或未拌合均勻等;也可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，尤其在融雪期間凍融交加，加劇了路面的破損。瀝青在施工期間以及在長期使用過程中的老化也是導致瀝青面層形成網(wǎng)裂的原因之一。

1.2 變形類

(1)車轍。車轍表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差，是高等級公路上的主要病害，是路面使用性能降低和導致?lián)p壞并要求進行路面維修的最主要原因。主要是由于瀝青混合料級配設(shè)計不合理，穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起。另外，重載和超載車輛過多也是產(chǎn)生車轍的重要原因。車轍一般是在溫度較高的季節(jié)，瀝青面層在車輛的反復碾壓下產(chǎn)生永久變形和塑性流動面逐漸形成。車轍通常是在伴隨著瀝青面層壓縮沉陷的同時，出現(xiàn)側(cè)向隆起，二者組合起來構(gòu)成車轍。

(2)沉陷。沉陷是由于路基、路面產(chǎn)生豎向變形而導致路面下沉的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是①由于路基局部填筑不密實或路基有墓穴、枯井、樹坑、溝槽等，當受到水的浸蝕而沉陷，造成的局部沉降;②土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉;③由于路基、路面在自然因素和行車作用下，達到進一步密實和穩(wěn)定，引起的均勻沉降，一般不會引起路面破壞;④路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷;⑤橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位。

(3)搓板和波浪。搓板和波浪是指路面產(chǎn)生縱向連續(xù)起伏，似搓板狀的變形。搓板或波浪產(chǎn)生的主要原因①路面組成材料設(shè)計不合理或施工質(zhì)量差，導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;②路面基層強度不夠，穩(wěn)定性差;③面層與基層之間存在不穩(wěn)定的夾層，面層在行車荷載的作用下推移變形而形成的波浪(搓板)。

1.3 松散類

(1)坑槽。路面中出現(xiàn)的碗狀坑洞，坑槽通常是松散、龜裂等其他破損進一步發(fā)展的結(jié)果?？硬壑饕?①由于面層材料粘結(jié)力不足或行車的反復作用下，被磨損、碾碎出現(xiàn)細料散失、粗骨料外露，進而骨料失去聯(lián)結(jié);②路面嚴重龜裂養(yǎng)護不及時，隨著雨水的下滲造成路面面層破損;③路面基層強度不足造成基層破損而產(chǎn)生的路面坑槽。

(2)脫皮。脫皮是指路面面層發(fā)生層狀脫落現(xiàn)象，主要發(fā)生在縱坡大的路段，由于路面與基層的粘結(jié)不牢，加之汽車頻繁制動產(chǎn)生的路面面層與路面基層的層狀分離現(xiàn)象。

(3)松散。松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，在車輛的作用下瀝青面層呈松散狀態(tài)，從表面向下發(fā)展的漸進過程。

1.4 水損害

瀝青路面在存在水分的條件下，在路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計時，沒有充分考慮路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水，雨水經(jīng)路表滲入后，沒有良好的排水通路，積聚在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，在交通荷載和溫度漲縮的反復作用下，造成路面的水損害。瀝青路面的水損害從機理上分析的主要原因表現(xiàn)如下。外因:①超載車輛使動水壓力增大，易發(fā)生水損壞;②公路所處地降雨量;③公路交通組成;④行車速度有關(guān)。內(nèi)因:①瀝青混合料的水穩(wěn)定性不足，水的作用下瀝青與石料剝離;②瀝青混合料空隙率過大，水滲入瀝青結(jié)構(gòu)層發(fā)生水損壞;③混合料的離析、壓實度不足、結(jié)構(gòu)層間不做防水處理或處理不當;④不重視防排水設(shè)計，路面結(jié)構(gòu)層排水不暢;⑤路面結(jié)構(gòu)形式單一，結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。

1.5 其他類型

(1)表面磨光。路面原有粗構(gòu)造衰退或喪失，路表光滑。外在原因:瀝青路面在車輪反復滾動摩擦作用下，集料表面被逐漸磨光，有時還伴有瀝青的不斷上翻，從而導致瀝青表面面層光滑。內(nèi)在原因:集料質(zhì)地軟弱，缺少棱角，或礦料級配不當，粗集料尺寸偏小，細料偏多，或瀝青用量偏多等。

(2)泛油。瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部向上移動，使表面有過多瀝青的現(xiàn)象稱作泛油。主要原因有瀝青用量過多;新建瀝青混凝土路面在高溫重型車輛反復作用下進一步壓實，易導致瀝青路面內(nèi)部過多的自由瀝青向上運動產(chǎn)生泛油;高溫季節(jié)的雨水侵入下，由于粘結(jié)原因，瀝青會從集料表面剝落并向上移動，產(chǎn)生泛油。在絕大多數(shù)情況下，泛油僅產(chǎn)生在行車道上，而且是間斷式的片狀分布。

(3)凍脹。瀝青路面產(chǎn)生凍脹主要是在凍融時期，因為水的侵入和路基土的水穩(wěn)定性能差，在冬季低溫且路基地下水位較高情況下，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。

(4)翻漿。因路基濕軟，路面出現(xiàn)彈簧、破裂、冒漿的現(xiàn)象。高等級公路瀝青路面翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。

2 高等級公路瀝青路面早期病害預防

預防為主為瀝青路面早期病害處治最有效方法，以下狀況要進行預防性維修:(1)面積在10 m以內(nèi)，由于瀝青剝離，細集料跑出，表面呈蜂窩狀;(2)縱橫方向1 m范圍內(nèi)沉降值超過2 cm的局部沉降點，行車出現(xiàn)明顯的跳動;(3)水滲透到基層，發(fā)現(xiàn)路面龜裂、網(wǎng)裂，出現(xiàn)基層沖刷翻漿;(4)由于瀝青路面的水穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差，路面出現(xiàn)推移、車轍、擁包，推移、擁包，車轍長度在10 m范圍內(nèi)的點，導致路面上出現(xiàn)局部縱向推移成搓板、橫向推移出現(xiàn)車轍;(5)柔性和剛性結(jié)合部位等裂縫出現(xiàn)錯臺，錯臺差大于5 mm的位置出現(xiàn)縱橫向裂縫。

3 高等級公路瀝青路面早期病害處治

3.1 處治措施和方法

(1)如果高等級瀝青路面出現(xiàn)唧漿，即路面出現(xiàn)網(wǎng)裂，但沒有明顯的變形，可以采用涂刷一層改性乳化瀝青的方法，這樣防止雨水的滲透。假若出現(xiàn)裂縫，但在5mm內(nèi)并未出現(xiàn)明顯的錯臺，但無啃邊現(xiàn)象，這時為了防止雨水的滲透，我們可以用灌熱瀝青的方法作防水處理;而裂縫大于5 mm的，則進行處理時應(yīng)采用改性瀝青灌縫或灌縫膠。對于裂縫極大的，必須開挖裂縫兩邊的瀝青混凝土，然后用水穩(wěn)定好，再用收縮性小的半剛性材料處理基層，最后攤鋪時必須用新的混合料。(2)面層松散和局部沉降的處治，修路王熱烘添加適當?shù)男铝峡梢蕴幹蚊鎸由系牟『?，另外，人工攪拌必須要均勻，壓實補強，開放交通必須在地表溫度降低50℃以下后才能實施。(3)功能性破壞和路面車轍該如何處治呢?近幾年來，從改性瀝青混合料的生產(chǎn)施工過程看，延緩路面車轍的有效方法必須采用改性瀝青混合料來處治，這樣，不僅能提高路面的通行功能，而且還能改善其通行功能。

3.2 處治技術(shù)要求

(1)表觀確定的病害面積四周擴大10～15 cm;修補范圍應(yīng)在用3m直尺檢查大于5 mm的點內(nèi);此范圍四周線應(yīng)與標線呈垂直和平行狀，做到橫平豎直。(2)修補處治的床面應(yīng)無雜物和浮灰、保持干凈、更應(yīng)無松動的集料，床低應(yīng)無龜裂、唧泥和滲水現(xiàn)象，要進行下一道工序，必須將潮濕床面烘干。(3)修補的四周要布滿不能流動的粘油層;冷補膠要涂刷于四周接縫面層;四周接縫填料要約高一點，振壓遍數(shù)要加大，四周填料的密度要有所提高;多層次修補要形成寬度大于10 cm的臺階;離析現(xiàn)象不能出現(xiàn)于修補表面。(4)分層填筑時，可以適當調(diào)整下面層的厚度，上面宜厚4 cm，松鋪系數(shù)應(yīng)控制在1.16～1.2之間;若有病害的兩處坑槽相距不到1 m，則應(yīng)在面層連成一個修補面;為保證接口平順，四周接口應(yīng)用3 m直尺檢查小于5 mm;要保證平整度，就必須首先用細的集料填邊碾壓，然后先壓邊再逐漸向中間推進，壓實度能保證平整度，而補料溫度更是不能低于120℃，要保證每層壓實機具都能下去正常工作，采用小型機具作業(yè)，就必須保證維修開口的面積，一般碾壓遍數(shù)不得少于5～6遍，以確保每層的壓實度。

4 高等級公路處治質(zhì)量檢查

高等級公路處治質(zhì)量檢查是高等級公路病害處理的重要環(huán)節(jié)，用一根長度合適的尺子在處治評估結(jié)束后對其路面進行補平整度的檢查，(標準:一般平整度不能大于5 mm)。有時還得采用核子密實度儀快速法測定當處修補面積的30%左右來修補壓實度。修補完后，每個季度進行一次檢查，每一年度進行一次綜合性評價，并基本保證返修率不能超過5%。用這種措施在處理高等級公路瀝青路面的早期病害中效果非常明顯，它既能保證路面具有良好的服務(wù)能力和使用功能，還能降低后期的大中修次數(shù)和費用，同時也大大減少在養(yǎng)護工程中對行車的影響，養(yǎng)護管理單位能對瀝青路面的早期病害給予足夠的重視。

養(yǎng)護部門要科學地確定公路路面的養(yǎng)護對策，提高養(yǎng)護質(zhì)量，合理使用養(yǎng)護資金，以建立科學的養(yǎng)護管理方法。同時養(yǎng)護部門還應(yīng)建立一種有效的運作機制，此機制應(yīng)做到盡早發(fā)現(xiàn)，及時處治，以使路面的養(yǎng)護工作做得更加完善。因為只有這樣，公路的社會效益和經(jīng)濟效益才能更好地發(fā)揮出來。

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［1］孫禾.遼寧省公路瀝青路面病害特點及養(yǎng)護對策的研究［J］.北方交通，2008，(1).

［2］張洪亮.高等級公路瀝青路面早期破損分析及防護［J］.科技信息(學術(shù)版)，2007，(14):88，108.

［3］趙晶宇.瀝青路面早期破損原因及防護措施［J］.山西建筑，2007，33(17):304-305.

中圖分類號:U416.217

C

1008-3383(2011)06-0103-02

收稿日期:2011-04-15