瀝青路面使用狀況評定與病害處置分析

1 瀝青路面現場調查

對某高速公路進行調查，該高速公路為雙向六車道，并于2013年投入運營，目前已運營7年。選取沿線20km 公路，每隔1km 就對200m 長度的路面主要病害情況進行統(tǒng)計調查[1]。發(fā)現該路段主要病害有縱向裂縫、橫向裂縫、網狀裂縫、車轍、坑槽和松散，如圖1所示，詳細統(tǒng)計結果如表1所示。

圖1 路面常見病害

表1 常見路面病害面積統(tǒng)計

2 使用狀況評定

2.1 路面綜合破損率

按照以下公式進行計算：

上式中的DR表示路面綜合破損率，以百分數來計。D代表調查路段內折合的破損面積，單位為m2；其計算公式為A代表調查路段路面的總面積，單位為m2；Dij代表第i 類損壞以及j 類嚴重程度實際破損面積，單位為m2；橫、縱向裂縫的破損面積的計算分別是：裂縫長度（m）×0.2、車轍的破損面積為長度（m）×0.4；Kij代表第i 類損壞以及j 類嚴重程度的換算系數。

2.2 路面狀況指數

采用路面狀況指數（PCI）表征路面的使用狀況。路面狀況指數取值范圍是0～100。數值越小，表明路況越差。其計算公式如下：

2.3 路面使用狀況等級

路面使用狀況根據路面狀況指數（即PCI的值）可依次評為優(yōu)、良、中、次、差。詳細的路面破損情況評價標準如表2所示。經過計算得到該調查路段PCI值為67，參照路面破損狀況評價標準表，該調查路段處于中級狀況，路面病害嚴重，路面已處于較差的服務水平，因此有必要對路面病害進行分析，并給出相應的處置措施[2]。

表2 路面破損狀況的評價標準表

3 病害形成原因分析

3.1 裂縫

3.1.1 縱向裂縫：縱向裂縫是沿著道路行車方向的裂縫，一般長度較長，既影響行車舒適性也影響美觀。主要原因有：地基的不均勻沉降而產生縱向裂縫，這種情況多發(fā)生于道路橫斷面填土壓實度不一致或新近路基搭接等導致的路基沉降；由于行車荷載的反復作用，使道路發(fā)生疲勞破壞，從而導致開裂現象，此現象多見于輪跡帶范圍內；道路受雨水浸泡，水侵入路基，引起路基的不均勻沉降，從而導致路面產生裂縫；施工質量不佳，路基沿橫斷面方向壓實度不一致或混合料攤鋪搭接不恰當。

3.1.2 橫向裂縫

橫向裂縫是垂直于行車方向的裂縫，一般沿道路分布較為均勻。此類裂縫是比例最高的裂縫。其主要原因有瀝青面層本身由于溫度變化導致的溫縮應力將瀝青層由下而上被拉裂；半剛性基層的溫縮和干縮特性導致了基層最初產生裂縫，然后以反射裂縫的形式作用于瀝青面層；路基的不均勻壓實或沉降同樣會產生反射裂縫，從而導致面層形成橫向裂縫。

3.1.3 網狀裂縫

網狀裂縫以及龜裂，是橫縱交錯的裂縫。其主要原因是車輛超載嚴重以及瀝青面層老化，當路表面超過極限荷載強度或在荷載反復作用下，均會導致路面的產生網狀裂縫。路面裂縫在前期主要是影響美觀，不會對行車造成太大的安全影響。但裂縫若長期存在，則會導致雨水滲入路面，使路面長期經受水損壞的影響，進而引發(fā)路面的結構性破壞[3]。

3.2 車轍

車轍是瀝青路面上的沿輪跡帶方向的壓痕，也是瀝青路面的主要病害之一。車轍分為結構性車轍和流動性車轍。瀝青路面是彈塑性體，在車輛的反復作用下，路表面輪跡帶范圍會發(fā)生壓實，從而導致沉降。被車輛荷載作用較少的部位，沉降相對較少，于是日積月累形成了車轍。同時，溫度也會加重這一現象。車轍的存在嚴重影響了路面的平整度，導致車輛操作難度增大，安全隱患升高。車轍會積蓄較多的路面積水，從而導致路面更易發(fā)生水損壞。

3.3 坑槽

坑槽是路面病害積累到一定程度的綜合表現。當路面發(fā)生網狀裂縫或龜裂，并出現松散等病害時，在車輛作用下路面便會產生坑槽。坑槽的存在會大大降低道路行駛的安全性和舒適性，是急需處理的路面病害。

3.4 松散

瀝青路面松散表現為路面表面呈現出很多松散的集料顆粒。路面松散的主要原因是路面在雨水浸泡下，導致瀝青膜與集料之間的粘附性降低，再加上車輛荷載的反復作用，以揉搓的形式作用于瀝青混合料表面，最終分離了集料和瀝青。路面松散會導致路面病害頻發(fā)，且影響行車舒適性。

4 病害處置措施分析

4.1 裂縫的處置措施

裂縫發(fā)生后應及時處置，以防程度繼續(xù)增大，引發(fā)更嚴重的路面病害。目前常用的方式主要有灌縫、貼縫以及封縫，從工程應用和參考文獻來看，灌縫是最有效的方式之一。下面將灌縫要注意的問題進行總結：對于裂縫寬度小于10mm的縫隙且邊緣無支縫或散落等，應優(yōu)先選擇直接灌縫的方式。在灌縫之前，要先將縫隙內部雜物清除干凈，然后確?？p內是干燥狀態(tài)，再將經過嚴格質量把控并達到熱度標準的灌封膠灌入裂縫中，灌注量需要根據季節(jié)進行控制。秋冬季節(jié)，應將灌注量保持在路面水平以上2～3mm處，春夏季節(jié)則與路面水平面基本持平即可；對于裂縫寬度大于10mm的縫隙或者裂縫邊緣支縫較多、散落明顯時，應進行開槽灌縫。即在灌縫前，先用開槽機對路面裂縫處進行開槽，開槽寬度至少達到12mm，深度以2倍的開槽寬度為宜。然后清理松散顆粒和雜物，確保槽內干凈干燥，最后將一定溫度的專用灌封膠灌入縫隙中，可配合少量撒布細砂或細骨料；在灌封膠的選擇上，最好選擇具有良好的水穩(wěn)定性和粘附性的灌封膠。

4.2 車轍的處置措施

根據車轍形成原因的不同，應分別進行不同的處置措施。對于因車輛行駛推移造成的路面車轍，應進行銑刨或切削，然后重鋪面層；對于形成橫向波形車轍的路段，凸出路面高程的部分應將凸出的部分消除，然后在凹陷部分填補瀝青混合料，壓實找平；若因面層與基層之間的夾層損壞或其他原因導致兩者銜接不穩(wěn)定引發(fā)的車轍，應將面層挖除，然后清除夾層，重做面層；若是因為基層穩(wěn)定性不好，發(fā)生水損壞或不均勻沉降等導致的車轍，則應對基層進行處置，再重新施工上部結構?？傊畱日{查車轍原因，再有針對性地解決問題，盡量從根本上消除車轍。

4.3 坑槽的處置措施

路面坑槽的修補，首先要確定處置范圍，處置范圍為坑槽外圍10cm，盡量將修補面積確定為矩形，然后對路面進行切割、鑿除、坑槽清理等步驟，確保修補前的坑槽為干凈、干燥狀態(tài)，再對坑槽內撒布瀝青，用量按0.8kg/m3控制，主要是為了確保新加鋪料與舊路的銜接，最后將加熱好的瀝青混合料倒入坑槽中，并用壓路機壓實，整個過程需快速作業(yè)，以確保混合料溫度。壓實后對新舊路接縫邊緣進行修整，確保平順。對于需要應急性處理的坑槽，可進行冷料修補，也稱為冷補。

4.4 松散的處置措施

在路面松散的處置方面，如果是由于瀝青用量偏少或因施工氣溫低導致的面層松散，可將松散的集料清除；然后在室外溫度較高時，一般為達到15℃，按照0.8～1kg/m2用量噴灑瀝青，再撒布3～6mm的石屑，并用輕型壓路機壓實。對于因瀝青老化或水損壞造成的集料松散，應將松散部分挖除，按坑槽的修補方法修理。

5 結語

本文基于某條服役7年的高速公路進行現場調查，對20km 路面進行病害統(tǒng)計分析，并結合計算模型得出路面狀況評定，根據路面主要病害的原因進行分析，然后給出可操作性的病害處置方案，具有較強的工程參考價值。