馬春雷

摘 要：改革開放后國(guó)民經(jīng)濟(jì)的利好發(fā)展和投資方式的多樣性，我國(guó)的高速公路建設(shè)經(jīng)過迅猛發(fā)展并已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模。同時(shí)，隨著汽車生產(chǎn)行業(yè)質(zhì)的變化及物流增加，路面交通超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)路面交通提出了越來越高的要求，特別是對(duì)瀝青混凝土路面的需求。這也伴隨著各種路面病害隨即出現(xiàn)。路面作為高速公路的面子工程，除要求具備高效的運(yùn)輸效率、行駛的舒適性外還包括各種車輛行車的安全性。瀝青混凝土路面為典型的柔性路面結(jié)構(gòu)，其使用性能主要依據(jù)設(shè)計(jì)要求、外界自然環(huán)境、交通量增漲幅度以及施工質(zhì)量，減少瀝青路面早期病害，除合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，主要管控在原材料及路基前期施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：病害；專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)；裂縫；車轍；翻漿

1 瀝青路面損壞形式

1.1 路面開裂

常見開裂包括橫向、縱向裂縫及不規(guī)則網(wǎng)狀開裂。

1.1.1 橫向開裂：開裂方向與行車軸向垂直，且規(guī)律分布，裂縫寬度較窄，深度較淺；

1.1.2 縱向開裂：開裂方向與行車軸向平行，段落較長(zhǎng)或小段斷續(xù)分布，沒什么規(guī)律，裂縫較寬且深，有時(shí)可開裂到下承層；

1.1.3 網(wǎng)狀開裂：路面局部成片網(wǎng)狀裂開，裂縫較窄較淺，開裂處常伴有區(qū)域沉降現(xiàn)象。

1.2 路面車轍

路面沿行車方向出現(xiàn)長(zhǎng)條狀凹陷或褶皺，平整度下降，常出現(xiàn)在行、超車道渠化交通輪胎碾壓帶。

1.3 路面水損

路面出現(xiàn)不規(guī)則坑槽，結(jié)構(gòu)層成片松散，路面邊部常伴有碾壓飛脫的碎石，嚴(yán)重的雨后出現(xiàn)翻漿、唧泥現(xiàn)象，嚴(yán)重影響路面美觀和來往車輛的安全。

2 瀝青路面病害產(chǎn)生的原因

2.1 路面開裂

2.1.1 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部因素導(dǎo)致開裂：由于瀝青路面處在各種自然環(huán)境中，作為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)中的膠結(jié)料對(duì)周圍溫度的敏感性很強(qiáng)，在低溫及外力瞬時(shí)作用下，瀝青膠結(jié)料主要表現(xiàn)為彈性形變；在高溫及長(zhǎng)時(shí)間荷載作用下，瀝青膠結(jié)料的形變主要是塑性；而在溫度更低或嚴(yán)寒狀態(tài)時(shí)，又表現(xiàn)出一定的脆性。瀝青膠結(jié)料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松弛性能，而在冬季氣溫驟降時(shí)瀝青膠結(jié)料的應(yīng)力松弛低于溫度應(yīng)力增長(zhǎng)，同時(shí)勁度增加，當(dāng)應(yīng)變超過膠結(jié)料的極限抗拉強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變時(shí)便會(huì)產(chǎn)生開裂。對(duì)于晝夜溫差大溫度變化劇烈的地域，溫度反復(fù)升降極易導(dǎo)致瀝青膠結(jié)料的應(yīng)力疲勞，極限拉伸應(yīng)變變小，再加上瀝青老化應(yīng)力松弛性能降低產(chǎn)生開裂，這種溫度裂縫也就是我們常說的溫度疲勞裂縫，其主表現(xiàn)為橫向裂縫形式，也就是說裂縫會(huì)隨著路齡的增長(zhǎng)而不斷增加。

2.1.2 外界因素導(dǎo)致的開裂：主要表現(xiàn)為下承層本身強(qiáng)度過高造成斷裂，或施工縫未處理而向上一結(jié)構(gòu)層反射的開裂，形成此種裂縫主要是存在外部反射源。當(dāng)瀝青路面結(jié)構(gòu)層的抗拉應(yīng)力不足以抵抗路面通行車輛輪胎動(dòng)載反復(fù)碾壓造成的彎拉應(yīng)力時(shí)，發(fā)生斷裂而最終形成表面層開裂。這種開裂常表現(xiàn)為位置對(duì)應(yīng)，從出現(xiàn)斷裂層到表層開裂是貫通的。這主要是由于下承層在瀝青面層施工前未曾處理或處理未到位遺留下的隱患造成。

2.1.3 前期施工質(zhì)量不過關(guān)：主要表面為路基不均勻沉降或路基填料滑動(dòng)產(chǎn)生開裂而影響到路面結(jié)構(gòu)層。路基施工過程中質(zhì)量控制不嚴(yán)格，隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)了不均勻的沉降或局部的沉降；或路基填料內(nèi)摩擦力失穩(wěn)導(dǎo)致整體路基沿軟弱層面滑動(dòng)，應(yīng)力超過基層和面層的抗折強(qiáng)度時(shí)形成開裂，這種開裂多表現(xiàn)為縱向開裂，嚴(yán)重的可出現(xiàn)臺(tái)階狀甚至整體路基滑出路線之外。

2.2 路面車轍

（1）受外界因素影響，渠化交通、路面交通量增大、超限超載嚴(yán)重等，在外部溫度差異變化中，行駛車輛輪胎的沖擊作用超過路面結(jié)構(gòu)層的抗壓強(qiáng)度，而產(chǎn)生包括瀝青結(jié)構(gòu)層在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久破壞。這常出現(xiàn)在通車時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低的高速路面中。這種車轍形成的寬度較大，兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象，沿行、超車道往往形成破壞性的損害。

（2）瀝青膠結(jié)料滑動(dòng)變形，主要是在高溫多雨環(huán)境下，由于瀝青路面黑色材料在太陽長(zhǎng)期照射下高溫吸熱，又加上車輪碾壓的反復(fù)作用下，荷載應(yīng)力超過瀝青膠結(jié)料的極限穩(wěn)定度強(qiáng)度，產(chǎn)生流變性并在不斷累積形成車轍。在車輪作用部位處下凹未作用處車道兩側(cè)則反向隆起，尤其是在彎道處有明顯的向外推擠，嚴(yán)重的往往形成波浪狀層層擴(kuò)展，此類車轍表面較淺，通常多發(fā)生在瀝青結(jié)構(gòu)層中。

（3）瀝青混凝土路面各層碾壓不密實(shí)，在通車后隨著交通量增加反復(fù)碾壓形成的車轍。這主要是由于在瀝青路面施工過程中沒有充分壓實(shí)或片面為追求平整度減少碾壓遍數(shù)；或在低溫、遇到降雨等溫度驟降情況下強(qiáng)行施工，造成路面碾壓環(huán)節(jié)壓實(shí)度不夠、空隙率大。通車后在動(dòng)載渠化交通反復(fù)碾壓達(dá)到極限的空隙率后才趨于穩(wěn)定，空隙率不斷減小，等于是后期壓實(shí)變形致使通車的路面平整度迅速下降而形成的車轍。

2.3 路面滲水

搞工程建設(shè)離不開水，但水對(duì)路面的破壞作用也不容忽視，尤其在以瀝青膠結(jié)料為主材的路面結(jié)構(gòu)形式中形成病害的數(shù)量占很大比重，甚至已經(jīng)到了逢水必治的現(xiàn)狀。由于瀝青混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是由各種填料、粗細(xì)集料摻配的級(jí)配式結(jié)構(gòu)，難免各種集料之間存在空隙，如果控制不好級(jí)配組成形成間隙，這就給了水害可乘之機(jī)。常見的水害主要表現(xiàn)為雨季路面表面存水、間隙式過水、路基內(nèi)毛細(xì)水或低凹坑槽處、車轍存水等情況。在車輛每一次行駛過程中，浸水處在車輪動(dòng)荷反復(fù)碾壓下形成負(fù)壓，使水分一次次沖刷著表面層瀝青混凝土結(jié)合料，包裹在粗集料表面的瀝青薄膜在水動(dòng)力沖刷下逐漸從粗集料表面剝離，最終導(dǎo)致粗集料與細(xì)集料之間的瀝青膠結(jié)材料的黏結(jié)力喪失，使得各種集料間分離而松散，瀝青混凝土結(jié)合料不再是一個(gè)整體。特別是在高溫多雨地區(qū)尤其明顯，破損在車輪來回作用下逐層向下擴(kuò)展，松散的集料在動(dòng)荷載反復(fù)作用下對(duì)下層產(chǎn)生碾磨、擠壓，當(dāng)應(yīng)力超過基層結(jié)合料的強(qiáng)度時(shí)，其中的部分粉質(zhì)料如水泥、石灰、粉煤灰以及粉質(zhì)部分便成為稀漿，涌向路面形成唧泥、翻漿。

3 對(duì)瀝青路面病害的防治

3.1 路面開裂

瀝青路面開裂后的主要危害是雨季時(shí)水不斷從裂縫浸入，致使基層甚至路基軟化導(dǎo)致路面承載力下降產(chǎn)生病害。

3.1.1 瀝青膠結(jié)料的性能影響

瀝青膠結(jié)料的低溫穩(wěn)定性是決定路面開裂的主素，其中基質(zhì)瀝青指標(biāo)又是決定瀝青膠結(jié)材料的關(guān)鍵，在基質(zhì)瀝青的三大指標(biāo)中，針入度、低溫延度是影響開裂的重要指標(biāo)；其次瀝青中含蠟量的多少也影響拉伸應(yīng)變化，含蠟量多脆性增加溫度敏感性變大，越容易發(fā)生裂縫；再隨著時(shí)間推移，瀝青中輕質(zhì)油分的揮發(fā)、氧化分解等老化現(xiàn)象越嚴(yán)重裂縫出現(xiàn)的越早。因此對(duì)瀝青的檢測(cè)特別是常規(guī)指標(biāo)，在使用前一定要嚴(yán)格檢驗(yàn)，特別是應(yīng)用于日夜溫差變化大的地區(qū)，或高溫多雨、干燥嚴(yán)寒地區(qū)，不同標(biāo)號(hào)基質(zhì)瀝青檢測(cè)不合格的堅(jiān)決不予使用，不適合使用瀝青作為路面膠結(jié)材料的堅(jiān)決不使用。

現(xiàn)在許多國(guó)家或部門通過對(duì)基質(zhì)瀝青加入改性劑進(jìn)行改性，改變基質(zhì)瀝青性能，提高瀝青高溫穩(wěn)定性，以提高瀝青膠結(jié)料的路面性能，也可大大提高瀝青混凝土在路面結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的范圍，特別是對(duì)一些極端地區(qū)氣候的應(yīng)用。

3.1.2 瀝青混凝土級(jí)配組成對(duì)路面開裂的影響

相比于油石比，瀝青混凝土結(jié)合料中各種集料級(jí)配組成同樣對(duì)穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用，特別是粗集料排列的結(jié)構(gòu)形式影響較大，不同級(jí)配的組成可得到不同作用性能的混凝土。級(jí)配的組成要經(jīng)過多次的試驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)，配合比確定后也不是保持不變的，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)?，F(xiàn)在的施工單位越來越重視各種集料的組成，為保持瀝青混凝土混合料的性能恒定，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從原材料材質(zhì)選擇到加工生產(chǎn)都有專門的配套單位。

3.1.3 基層的影響

控制剛性及半剛性下承層、基層裂縫的產(chǎn)生，防止裂縫向?yàn)r青面層延伸。在基層施工中嚴(yán)格控制粉料用量，在保證強(qiáng)度要求的前提下，優(yōu)化級(jí)配結(jié)構(gòu)，減少水泥、石灰等材料的用量，減少施工過程中由于強(qiáng)度過高產(chǎn)生的開裂。對(duì)施工完成的基層等下承層，預(yù)留足夠長(zhǎng)的養(yǎng)生時(shí)間讓其充分發(fā)育增長(zhǎng)強(qiáng)度，該曝露問題的讓其及時(shí)出現(xiàn)，不留隱患在下一步瀝青路面施工中。嚴(yán)禁已施工完成的基層過冬，避免發(fā)生凍融和表面松散情況發(fā)生。在瀝青路面施工前要有專人對(duì)全線的基層進(jìn)行細(xì)致排查，對(duì)出現(xiàn)各種裂縫要詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。并針對(duì)不同裂縫分析原因，找到相應(yīng)的處理方案，對(duì)裂縫補(bǔ)強(qiáng)或增設(shè)防止反射的特殊結(jié)構(gòu)材料緩和分散裂縫的發(fā)展速度。

在瀝青混凝土面層攤鋪前，對(duì)下承層出現(xiàn)松散部分要堅(jiān)決清理干凈，不留薄弱層面。對(duì)不合格的下承層要堅(jiān)決返工處理。

3.2 路面車轍

根據(jù)路面車轍產(chǎn)生的原因，對(duì)瀝青混合料組成中粗集料的采用提出很高的要求，特別是作為路面功能最直接體現(xiàn)的表面層用料，對(duì)瀝青路面用碎石在原材料采用上盡可能采用壓碎值高、強(qiáng)度高的石料?，F(xiàn)在路面設(shè)計(jì)表面層普遍使用強(qiáng)度高的玄武巖或灰綠巖等高強(qiáng)度的石料。

在施工過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)確定的壓實(shí)工藝要堅(jiān)持執(zhí)行。不能因?yàn)樽非笃秸榷藶闇p少碾壓遍數(shù)，致使壓實(shí)度降低、空隙率增加。施工中要避開雨天、氣溫驟降等天氣，提前做好預(yù)控工作，對(duì)遇到的突發(fā)氣候不能強(qiáng)行施工，該廢棄的成品料堅(jiān)決廢棄，不可強(qiáng)行攤鋪而留下質(zhì)量隱患。

3.3 路面滲水

分析滲水原因，切斷水浸透的路徑，優(yōu)化集料的級(jí)配組成，提高瀝青路面的抗?jié)B性能，尤其是瀝青路面表面層，嚴(yán)格控制配合比空隙率，面層設(shè)計(jì)最少有一至兩層密級(jí)配結(jié)構(gòu)。在瀝青路面施工過程中，要嚴(yán)格避免雨天施工，對(duì)被雨水浸泡的瀝青成品料堅(jiān)決廢棄。攤鋪后及時(shí)跟進(jìn)碾壓，避免低溫施工或?yàn)樽非笃秸葴p少碾壓遍數(shù)，人為增大瀝青混合料的空隙率，增加滲水機(jī)率。對(duì)通車后已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的瀝青路面，及時(shí)進(jìn)行處理，用灌縫料進(jìn)行灌縫，防止雨水的滲入。

通過改善瀝青黏附性能，增強(qiáng)瀝青裹覆集料能力，提高抗水損強(qiáng)度，在混合料拌制過程中可增加堿性填料或抗剝落劑，通過改性增加瀝青黏度等手段增加瀝青黏附力。

對(duì)進(jìn)入結(jié)構(gòu)層的滲水及時(shí)排出，在路面結(jié)構(gòu)中邊部可設(shè)置排水通道，使進(jìn)入面層的水及時(shí)迅速排出路基。邊部路緣石設(shè)置排水孔，在硬路肩下設(shè)置碎石透水層或盲溝，都是及時(shí)排水的解決途徑。

4 日常養(yǎng)護(hù)工作

一條高速公路建成通車后，管理工作的重心開始轉(zhuǎn)向日常養(yǎng)護(hù)，對(duì)一些輕微病害及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

4.1 路面開裂

路面裂縫是高速公路運(yùn)營(yíng)后最先出現(xiàn)的病害，路面開裂隨著雨水的浸入，各種損害相繼出現(xiàn)，所以對(duì)此應(yīng)引起足夠的重視。當(dāng)裂縫出現(xiàn)后，對(duì)輕微的可用特制的灌縫料進(jìn)行灌縫處理。施工前做好高速公路通車條件下的安全保通工作。對(duì)裂縫要清干凈，結(jié)束后為保證及時(shí)通車可在上面撒一層碎石屑，防止來往車輛將灌縫料粘起帶走。對(duì)局部出現(xiàn)的網(wǎng)裂，可視開裂情況而定，對(duì)小面積的可涂刷一層，對(duì)大面積開裂且裂縫較深的特別是縱向開裂，一定要分清原因再做處理，必要時(shí)可進(jìn)行挖除換填處理。

4.2 路面坑槽

路面出現(xiàn)的坑槽要進(jìn)行切割后挖除，依照“圓洞方補(bǔ)”的原則對(duì)路面坑槽進(jìn)行修補(bǔ)。根據(jù)受到破壞面積，人工用切割機(jī)進(jìn)行切割，為保證路面美觀，對(duì)切除的路面要做到方方正正。清理干凈后，涂刷乳化瀝青一層，攤鋪同型號(hào)的熱瀝青混凝土，最后用小型壓路機(jī)或振動(dòng)夯進(jìn)行壓實(shí)。

4.3 路面翻漿

對(duì)嚴(yán)重的路面翻漿要查找分析原因，制定相應(yīng)的處理方案后再進(jìn)行實(shí)施。如果是由于瀝青路面局部松散且情節(jié)較輕的可在破損處切割挖除換填處理。對(duì)由于下承層損壞引起的要對(duì)基層進(jìn)行處理，通過路面壓漿，注入膨脹性黏結(jié)料層對(duì)路面托空區(qū)壓漿替換出層間水，或?qū)斩催M(jìn)行填實(shí)防止水分的滲入。破損嚴(yán)重要的對(duì)整體路面進(jìn)行開挖換填相應(yīng)結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)層，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再攤鋪瀝青混凝土。

4.4 路面車轍

由于路面強(qiáng)度不夠造成沉降形成的車轍，對(duì)破壞層挖除后進(jìn)行處理，依照路面翻漿的處理方案。由于路面瀝青結(jié)構(gòu)層不穩(wěn)定形成的車轍，可對(duì)產(chǎn)生車轍部位用銑刨機(jī)將車轍銑掉后，重新攤鋪合格的瀝青混凝土。

5 結(jié)束語

高速公路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)的位置越來越重要，作為高速公路的管理者一定要做好后期管養(yǎng)工作，及時(shí)高效處理路面病害，為社會(huì)大眾維護(hù)出一條安全、快捷的高速通道。

參考文獻(xiàn)

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