張萬(wàn)隆

（河北雙盛交通勘察設(shè)計(jì)有限公司，河北 滄州 061000）

1 引言

高速公路作為現(xiàn)代化交通工具中不可或缺的一種，它的建設(shè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要的推動(dòng)作用。然而，隨著高速公路使用年限的增長(zhǎng)，其路面病害的發(fā)生率不斷上升，給公路的使用壽命和行車(chē)安全帶來(lái)威脅。因此，對(duì)高速公路瀝青路面病害的分析和處治具有重要的理論和實(shí)踐意義。本文旨在分析高速公路瀝青路面病害的發(fā)生原因和種類(lèi)，提出相應(yīng)的處治對(duì)策，為高速公路路面的建設(shè)、設(shè)計(jì)等提供參考依據(jù)。

2 瀝青路面常見(jiàn)病害及原因分析

2.1 變形類(lèi)病害

變形類(lèi)病害由車(chē)輛荷載、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、材料老化等因素共同作用下引起，主要有車(chē)轍和沉陷兩種類(lèi)型。

2.1.1 車(chē)轍

車(chē)轍作為瀝青路面中特有的病害類(lèi)型，其本質(zhì)上即車(chē)輛輪跡在縱向上形成的下凹現(xiàn)象[1]。根據(jù)車(chē)轍病害形成的原因劃分，車(chē)轍可分為結(jié)構(gòu)型車(chē)轍、流動(dòng)型車(chē)轍、壓密型車(chē)轍和磨耗型車(chē)轍4 種，如圖1 所示。（1）結(jié)構(gòu)型車(chē)轍是因行車(chē)荷載超出路面結(jié)構(gòu)所能承受的能力而造成公路的各結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生永久變形，一般車(chē)轍寬度較大，在車(chē)轍兩側(cè)無(wú)凸起現(xiàn)象，車(chē)轍斷面成“V”形。（2）流動(dòng)型車(chē)轍是在高溫和車(chē)輛荷載反復(fù)作用下，瀝青路面發(fā)生永久變形或塑性流動(dòng)變形，最終形成車(chē)轍。流動(dòng)型車(chē)轍橫斷面呈“W”形，車(chē)胎輪跡處瀝青路面下陷，兩側(cè)路面上凸，在彎道處存在外壓現(xiàn)象。（3）壓密型車(chē)轍是瀝青混合料鋪筑期間，碾壓不密實(shí)，導(dǎo)致瀝青路面壓實(shí)度、密實(shí)度不達(dá)標(biāo)。高速公路開(kāi)通使用后，在車(chē)輛荷載的作用下形成，屬于一種非正常車(chē)轍。（4）在寒冷區(qū)域，地面易結(jié)冰打滑，為確保行駛安全，會(huì)給車(chē)輛輪胎加裝防滑鏈等，造成瀝青路面抗磨耗層磨損，進(jìn)而形成車(chē)轍，即磨耗型車(chē)轍。在我國(guó)，此類(lèi)車(chē)轍相對(duì)較輕，并不多見(jiàn)。

圖1 車(chē)轍類(lèi)型

根據(jù)以往相關(guān)研究表面，瀝青面層厚度越大，越易形成車(chē)轍。對(duì)車(chē)轍范圍瀝青路面開(kāi)展鉆芯取樣研究表明，車(chē)轍范圍瀝青混合料內(nèi)部瀝青發(fā)生了移動(dòng)，導(dǎo)致上面層瀝青混合料含油量升高，而下面層瀝青混合料則離析較嚴(yán)重。

2.1.2 沉陷

路面沉陷主要由路基不穩(wěn)定沉降引起，根本原因?yàn)槁坊鶋簩?shí)度不合格，進(jìn)而導(dǎo)致路基抗壓承載力較弱。部分區(qū)域路基填筑時(shí)，大型碾壓設(shè)備難以壓實(shí)到位，壓實(shí)效果較差，造成開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)較大沉降而發(fā)生沉陷。橋頭跳車(chē)則是典型的由路面沉陷引發(fā)的現(xiàn)象。

2.2 松散類(lèi)病害

松散類(lèi)病害究其原因是路面材料出現(xiàn)了松散或失穩(wěn)，主要表現(xiàn)為瀝青路面的凹陷、坑槽等病害形態(tài)[2]。水滲入瀝青和集料結(jié)合部位后，會(huì)破壞集料與瀝青膜二者的結(jié)合，造成瀝青混合料黏結(jié)力降低甚至喪失，從而引發(fā)松散類(lèi)病害。根據(jù)松散類(lèi)病害形態(tài)特征劃分，主要由松散及坑槽兩種類(lèi)型。

2.2.1 松散

松散病害本質(zhì)上是瀝青和集料二者發(fā)生脫離的現(xiàn)象，一般發(fā)生于瀝青路面表面或局部，其中以車(chē)輛行駛輪跡處最為嚴(yán)重。瀝青路面產(chǎn)生松散病害的主要原因是原材料質(zhì)量不合格或?yàn)r青混合料的配合比不合理，導(dǎo)致瀝青混合料黏結(jié)力不足，隨著瀝青不斷老化，易出現(xiàn)松散。

2.2.2 坑槽

坑槽即瀝青路面上出現(xiàn)的凹陷和坑洞，其屬于龜裂、松散等病害進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。當(dāng)路面出現(xiàn)龜裂、松散等病害時(shí)，水會(huì)從病害處滲入路面，并在基層表面停留。在車(chē)輛荷載的反復(fù)作用下，水會(huì)沖刷基層細(xì)料并逐漸形成泥漿，使瀝青面層和基層脫離。泥漿在車(chē)輛荷載擠壓下，通過(guò)面層裂縫或混合料內(nèi)部空隙被擠至路面表面，導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋，部分小塊碎裂面層或基層材料被車(chē)輪帶走，逐漸形成坑槽，并不斷擴(kuò)大。此外，機(jī)械損傷和油污染也是坑槽形成的主要原因之一。

2.3 裂縫類(lèi)病害

裂縫病害通常包括橫向裂縫、縱向裂縫及不規(guī)則裂縫，其作為瀝青路面最普遍、最早出現(xiàn)的一種病害，伴隨道路整個(gè)壽命周期，并隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐步加重[3]。裂縫早期不會(huì)對(duì)路面形成損害，但隨著雨水沿裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)，路面強(qiáng)度會(huì)隨之降低，進(jìn)而破壞瀝青路面結(jié)構(gòu)。

2.3.1 橫向裂縫

橫向裂縫通常呈現(xiàn)為瀝青路面上近似于橫向的線性裂縫，裂縫深度一般位于路面結(jié)構(gòu)層下方。橫向裂縫主要是瀝青路面的伸縮變形能力不足，受氣溫變化等因素的影響導(dǎo)致路面溫度伸縮不一致，沿路面橫向方向發(fā)生位移、張拉和擠壓，從而引起路面出現(xiàn)裂縫。

2.3.2 縱向裂縫

縱向裂縫是瀝青路面中最為普遍的裂縫類(lèi)型之一，形態(tài)和分布特點(diǎn)與橫向裂縫存在較大差異，其主要沿路面縱向方向分布，形成一定數(shù)量的狹長(zhǎng)裂縫。縱向裂縫的產(chǎn)生原因主要包括兩方面：一是瀝青面層攤鋪過(guò)程中，分幅接縫處理不當(dāng)，加之車(chē)輛荷載和自然環(huán)境的影響，逐步產(chǎn)生裂縫；二是路基壓實(shí)度不足或路基邊緣因水害而出現(xiàn)不均勻沉陷，尤其以高填方路段最為普遍。

2.3.3 不規(guī)則裂縫

不規(guī)則裂縫形態(tài)較復(fù)雜且不規(guī)則，一般呈現(xiàn)為波浪狀或蛇形狀，裂縫深度和長(zhǎng)度極為不均勻，甚至可能在不同部位出現(xiàn)不同形態(tài)。產(chǎn)生不規(guī)則裂縫的原因多種多樣，可能由瀝青路面和基層之間的失穩(wěn)引起，亦可能由基層松動(dòng)或被水侵蝕所引起。

2.4 其他病害

2.4.1 凍脹與翻漿

在寒冷的冬季，因氣候問(wèn)題較低，道路基層內(nèi)水分發(fā)生凝固結(jié)冰，進(jìn)而導(dǎo)致路面脹裂；氣候溫度上升后，冰發(fā)生融化，進(jìn)而對(duì)基層產(chǎn)生軟化而形成泥漿，在車(chē)輛荷載碾壓下，泥漿被擠出路面，最終形成翻漿。

2.4.2 泛油

泛油是路面發(fā)生瀝青偏移的一種病害，通常出現(xiàn)在行車(chē)道，呈間斷線或者黑色連續(xù)線。當(dāng)瀝青混合料中瀝青含量較高，或?yàn)r青材料較稀時(shí)，在高溫條件下，受車(chē)輪碾壓會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料中瀝青被擠出，進(jìn)而產(chǎn)生泛油現(xiàn)象。

2.4.3 磨光

路面磨光是指瀝青路面長(zhǎng)期受行車(chē)和氣象條件的影響，表層的瀝青磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致路面的表面粗糙度降低，甚至出現(xiàn)光滑、波浪等現(xiàn)象。磨光會(huì)改變?yōu)r青路面的紋理和表面形貌，大幅度降低路面的抗滑性能。在高等級(jí)路面中，磨光病害較為常見(jiàn)，其最大危害為降低行車(chē)安全，特別是在雨天路面有積水的情形下。

3 瀝青路面病害的處治對(duì)策

為從根源上處治瀝青路面常見(jiàn)病害問(wèn)題，結(jié)合多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從問(wèn)題根源出發(fā)，針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析。以下針對(duì)幾種最常見(jiàn)病害的處治措施進(jìn)行介紹。

3.1 車(chē)轍病害的處治對(duì)策

在日常巡視期間，一旦發(fā)現(xiàn)車(chē)轍病害，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處治。車(chē)轍病害的產(chǎn)生主要是由瀝青面層過(guò)度磨損及基層不穩(wěn)定造成，處治步驟一般為：先采用銑刨機(jī)等設(shè)備將車(chē)轍病害區(qū)域的舊瀝青翻松、清理，噴灑0.3～0.5 kg/m3黏層油，再選擇與原路面結(jié)構(gòu)相同的瀝青混合料進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)，在平整度、壓實(shí)度符合要求后，病害處理結(jié)束。對(duì)于基層不穩(wěn)定造成的車(chē)轍，應(yīng)先清除不穩(wěn)定基層后再進(jìn)行面層的重新鋪設(shè)[4]。

3.2 裂縫病害的處治對(duì)策

對(duì)裂縫類(lèi)病害處治，首先應(yīng)做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，包括處治材料、機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備等。其中，材料主要為填充料、裂縫貼等，機(jī)械設(shè)備主要包括灌縫機(jī)、石屑撒布裝置、高壓熱空氣吹烤噴槍以及壓路機(jī)等。具體操作步驟如下：（1）選縫。以橫向裂縫為例，應(yīng)選擇無(wú)沉陷、無(wú)啃邊及無(wú)網(wǎng)裂的裂縫，對(duì)不滿足此條件且寬度大于5 mm 的裂縫，則需采取挖補(bǔ)方式進(jìn)行處治。（2）開(kāi)槽、清縫。清除裂縫內(nèi)雜物、灰塵，確保界面干凈、黏結(jié)牢靠。（3）烘干、灌縫。采用噴槍將槽口進(jìn)行加熱，將加熱好的瀝青或者乳化瀝青灌入裂縫內(nèi)，再撒布一層碎石屑，并對(duì)其掃勻壓實(shí)。對(duì)輕微裂縫，可選擇裂縫貼進(jìn)行處治，經(jīng)壓實(shí)后可快速修補(bǔ)。

3.3 坑槽病害的處治對(duì)策

對(duì)于路面上出現(xiàn)的坑槽病害，需展開(kāi)實(shí)地勘察與技術(shù)分析，根據(jù)病害程度選擇不同方法進(jìn)行處理[5]。對(duì)于僅路面面層存在部分坑槽而基層完好的病害，可遵照“圓洞方補(bǔ)”的原則進(jìn)行處理。具體處治步驟：（1）將坑槽周邊進(jìn)行切割處理，并將坑槽清理干凈，露出堅(jiān)實(shí)且穩(wěn)定的底層，保持干燥狀態(tài)；（2）均勻?yàn)⒉拣佑?，以加?qiáng)槽底及槽壁的黏結(jié)力；（3）攤鋪新瀝青路面，瀝青混合料應(yīng)與原路面材料一致，并做好槽邊密封處理。對(duì)于坑槽較深的病害，需將破壞的基層部分挖除、修補(bǔ)后，再攤鋪瀝青混合料并進(jìn)行灌縫處理。在低溫潮濕季節(jié)，可以采用乳化瀝青結(jié)合料修補(bǔ)路面；在寒冷季節(jié)，可以采用舊路面廢棄材料進(jìn)行臨時(shí)填補(bǔ)，待氣候好轉(zhuǎn)后再按相關(guān)要求進(jìn)行修補(bǔ)處治。

3.4 沉陷病害的處治對(duì)策

路面輕微下沉且無(wú)破損，深度小于20 mm 時(shí)，可不進(jìn)行處理。路面下沉嚴(yán)重，深度大于20 mm，但路基與基層密實(shí)穩(wěn)定，僅需修補(bǔ)面層，并根據(jù)路面的損壞狀況選擇針對(duì)性的處治措施。若瀝青路面下沉后，未出現(xiàn)損壞或僅出現(xiàn)少量輕微裂縫，可在下沉部位噴灑黏層瀝青，再采用瀝青混合料將下沉部分進(jìn)行填補(bǔ)，隨后進(jìn)行壓實(shí)、平整。若瀝青路面破損嚴(yán)重，礦料已出現(xiàn)松動(dòng)、脫落并形成坑槽的，應(yīng)選擇挖補(bǔ)方法進(jìn)行面層修復(fù)處治。對(duì)于因路基或基層遭破壞而引發(fā)的路面沉陷病害，應(yīng)先處理基層后，再重新攤鋪瀝青面層。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路作為我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，其路面病害的發(fā)生和處治一直是公路維護(hù)和管理的重要議題?；诖?，文章對(duì)高速公路瀝青路面的常見(jiàn)病害展開(kāi)了深入的分析，提出了針對(duì)性的處治對(duì)策，并提出了相應(yīng)的對(duì)策和建議，對(duì)我國(guó)高速公路瀝青路面病害的分析和處治具有重要的理論和實(shí)踐意義。