高速公路瀝青路面常見病害與大修工藝特點(diǎn)

（貴州公路工程集團(tuán)總公司，貴州 貴陽 550008）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路建設(shè)取得前所未有的成就，截至2005年年底，我國公路通車總里程己達(dá)193萬公里，高速公路通車?yán)锍碳撼^4萬公里，位居世界第二位。"兩縱兩橫三個(gè)重要路段"全部建成，"五縱七橫"國道主干線己完成建設(shè)任務(wù)的86%。按照公路建設(shè)規(guī)律，當(dāng)公路建設(shè)規(guī)模達(dá)到一定程度時(shí)，養(yǎng)護(hù)管理將成為道路管理部門的工作重點(diǎn)，而大修將成為其工作的一個(gè)重要方面。自從我國1988年第一條高速公路通車以來，早期修建的高等級(jí)公路相繼進(jìn)入大修周期，大修任務(wù)日漸增加，按照瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命(10-15年)，從現(xiàn)在起，據(jù)分析每年有12%的瀝青路面需要翻修，這成為我國公路建設(shè)和管理部門面臨的重要任務(wù)。AASHTO公路養(yǎng)護(hù)分委員會(huì)對(duì)路面大修的定義為:通過結(jié)構(gòu)性的改進(jìn)來延長路面的使用壽命和提高承載力。

1 高速公路瀝青路面常見病害

日本道路建設(shè)業(yè)協(xié)會(huì)將瀝青路面的破損按成因分為結(jié)構(gòu)性破損和功能性破損兩大類。結(jié)構(gòu)性破損是路面結(jié)構(gòu)的整體或某些組成部分的破壞，由于路面各層的承載能力降低導(dǎo)致，在表面上常反映為裂縫，主要有網(wǎng)狀裂縫、橫向裂縫等;功能性破損則是從道路使用者的角度來看，由于路面提供給道路用戶的服務(wù)能力下降引起，使道路不再具有預(yù)期的良好功能，常反映為路面平整度降低和車轍加深等。

我國《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.2——2001)和《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法》中，針對(duì)我國公路瀝青路面病害的特點(diǎn)，將瀝青路面的損壞分為裂縫類、變形類、松散類、其他類四種。本文將高速公路瀝青路面的常見病害概括如下:

1.1 裂縫類

裂縫類病害是瀝青路面病害的一種主要型式。按照裂縫的方向和成因，可分為橫向、縱向、龜裂和塊裂。橫向裂縫通常被看作早期損壞現(xiàn)象之一。主要成因是溫度變化、反射裂縫和施工接縫。縱向裂縫一般發(fā)生在距路邊緣3——5m的車道內(nèi)，主要成因是地基的不均勻沉降、施工搭接不良、過大的荷載作用等造成的。塊裂是一種近似矩形裂塊的交錯(cuò)裂縫，是縱向、橫向裂縫密度較大的結(jié)果。主要由溫度變化、反射裂縫或?yàn)r青老化等因素引起。龜裂是在路面局部區(qū)域內(nèi)，龜紋狀的交錯(cuò)裂縫，常伴有沉陷和卿泥現(xiàn)象，一般認(rèn)為，龜裂是路面結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載作用下的疲勞損壞，由于瀝青面層的疲勞破壞和基層軟基的局部沉陷導(dǎo)致而成的放射性裂縫。這種裂縫最初表現(xiàn)為網(wǎng)裂，在荷載作用下發(fā)展為塊狀龜裂。調(diào)查發(fā)現(xiàn)龜裂出現(xiàn)的部位下面多見基層松散、土基濕軟現(xiàn)象。因此可以斷定下臥層強(qiáng)度不足以及行車荷載的作用是引發(fā)龜裂的主要原因。

1.2 表面損壞類

磨光、麻面、坑槽是瀝青路面表面損壞的三種常見現(xiàn)象。磨光是指路表外漏的集料顆粒在行車輪胎的摩擦作用下其原有粗構(gòu)造衰退或喪失，路表光滑，主要成因是集料的硬度和耐磨性較差。麻面是指瀝青混合料的細(xì)集料或部分粗集料散失造成的路面病害，主要成因是酸性集料、集料中的含塵量過大造成的瀝青一集料粘附性不足。坑槽是指路面材料散失后形成的各類凹坑，，主要原因有龜裂碎塊松動(dòng)脫出、沉陷后損壞并脫出以及層間粘結(jié)不足、表層脫落等。

1.3 車轍

車轍是輪跡帶上出現(xiàn)的狹長形凹槽。一般情況下，瀝青路面的車轍有三種類型:結(jié)構(gòu)性車轍、流動(dòng)性車轍(失穩(wěn)性車轍)、磨損型車轍(在我國不存在)。車轍變形的外因是渠化交通和荷載作用次數(shù)的增加，內(nèi)因是瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性和抗塑性變形能力差，在車輛荷載的碾壓下產(chǎn)生橫向剪切變形。

1.4 路基強(qiáng)度不足引起的沉降和沉陷

沉陷是路面的局部凹陷，是由路基施工和工程完工后在自然環(huán)境影響和汽車重復(fù)荷載作用下引起的。路基未充分固結(jié)或壓實(shí)不足造成的繼續(xù)沉降往往引起路面的大面積沉降，有時(shí)伴有貫穿整個(gè)路面的結(jié)構(gòu)性破壞，但是這種現(xiàn)象通常不作為路面沉陷考慮。

1.5 泛油和補(bǔ)丁

泛油是指瀝青面層中的自由瀝青受熱膨脹，直至瀝青混凝土空隙無法容納，溢到路表的一種不可逆現(xiàn)象。泛油病害的內(nèi)因是設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)，而誘發(fā)的直接外因是高溫。補(bǔ)丁是各種損壞挖除修補(bǔ)后的結(jié)果。

2 高速公路瀝青路面大修技術(shù)

路面大中修對(duì)策選定的合理與否所造成的路面狀況及經(jīng)濟(jì)上的節(jié)約(損失)是巨大的，目前在我國還是較為薄弱的環(huán)節(jié)。不同國家、不同地區(qū)養(yǎng)路部門在長期的路面養(yǎng)護(hù)工作中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，都有一套適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件(氣候、土質(zhì)、料源等)及施工水平和習(xí)慣的路面養(yǎng)護(hù)及改建措施。我國目前常用的典型養(yǎng)護(hù)對(duì)策有十多種，歸納起來，主要是日常養(yǎng)護(hù)，薄、厚層罩面，薄、厚補(bǔ)強(qiáng)層等，而大修中采用較多的為罩面和補(bǔ)強(qiáng)。

我國《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJO73.2－2001)中，對(duì)瀝青路面提出了控制性的養(yǎng)護(hù)對(duì)策。其中，針對(duì)高速公路大修方面提出了如下要求:在路面強(qiáng)度不滿足要求的情況下(路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為中等以下時(shí))，應(yīng)采取大修補(bǔ)強(qiáng)措施以提高其承載能力;當(dāng)結(jié)構(gòu)滿足要求時(shí)采取罩面等措施。本文以規(guī)范為依據(jù)，在大量調(diào)研總結(jié)和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，并綜合考慮路面病害程度及其處理時(shí)機(jī)，提出了高速公路瀝青路面大修方案主要有預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、瀝青面層罩面、瀝青加鋪層、路基加強(qiáng)(打樁、注漿)、挖除換填、和新建等。采取任何一種措施之前，都應(yīng)對(duì)影響處治后路面使用性能的各種既有病害進(jìn)行提前處治。

2.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種在路面狀況良好的情況下采取的對(duì)現(xiàn)有道路系統(tǒng)進(jìn)行有計(jì)劃的、基于費(fèi)用一效益的養(yǎng)護(hù)策略，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在沒有提高路面結(jié)構(gòu)承載能力的情況下，延遲路面損壞，維持或改善路面現(xiàn)有的通車條件，通過延長原有路面的使用壽命來推遲昂貴的大修和重建活動(dòng)。

2.2 路基加強(qiáng)

高速公路大修時(shí)，因針對(duì)基層松散、土基會(huì)談模量不滿足要求的路段處的路基采用相應(yīng)額處治措施。打樁、注漿法是最為常見的加強(qiáng)措施。

2.3 瀝青面層罩層

路面在使用過程中，其使用性能會(huì)隨行車荷載和自然因素的作用而逐漸衰變。當(dāng)損壞達(dá)到某一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)或最小可接受水平時(shí)，就需要采取改建措施如進(jìn)行罩面或加鋪以恢復(fù)和提高路面的使用性能。美國各州公路和運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)(AASHTO)設(shè)計(jì)指南中(1993年版)，把罩面分為功能性罩面和結(jié)構(gòu)性罩面兩種。前者主要是用于改善道路行駛質(zhì)量、增加路表粗糙度、彌補(bǔ)一些表面損壞的較薄的加鋪層，其厚度一般都靠經(jīng)驗(yàn)確定;而后者主要是指用于提高路面結(jié)構(gòu)承載力，以適應(yīng)預(yù)期的交通荷載而需要的較厚的加鋪層。

2.4 瀝青路面加鋪層

在舊瀝青路面上加鋪瀝青面層是近年來高速公路大修工程普遍采用的一種方案。瀝青路面加鋪層包括功能加鋪層和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加鋪層，即薄加鋪層和厚加鋪層。

2.5 大粒徑瀝青混合料柔性基層補(bǔ)強(qiáng)

基層病害一般根據(jù)面層來判定，當(dāng)路面面層出現(xiàn)坑槽、網(wǎng)裂、疲勞裂縫等病害時(shí)，一般情況下，路面基層可能存在嚴(yán)重的病害，因此在路面面層銑刨后應(yīng)對(duì)基層作詳細(xì)檢查。當(dāng)高速公路大修改造需要挖除損壞的基層時(shí)，如何進(jìn)行重鋪是一個(gè)很大的難題。

[1]馬敬坤.高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究[J]，公路運(yùn)輸文摘.2004，4.

[2]習(xí)姚祖康.路面管理系統(tǒng)【M】.北京:人民交通出版社，1993.