高等級公路瀝青路面常見病害分析與處治措施

趙長標

摘 要：針對高等級公路瀝青路面病害現(xiàn)狀，詳細分析了高等級公路瀝青路面病害的分類及產(chǎn)生的原因，并根據(jù)不同情況提出了不同的處治方案，為同行提供參考。

關鍵詞：高等級公路;瀝青路面;病害;處治措施

1 前言

隨著我國建設交通強國戰(zhàn)略的高速推進，交通基礎設施建設不斷發(fā)展，高等級公路通車里程不斷增長，為全面決勝小康社會提供了交通支撐。但公路建成通車后，由于行車荷載、自然環(huán)境等因素的共同作用，瀝青路面出現(xiàn)不同程度、不同類型的早期破壞現(xiàn)象。瀝青路面常見的病害主要表現(xiàn)為裂縫、龜裂、沉陷及車轍等。本文以高等級公路路段的路面為例，對路面病害產(chǎn)生的原因進行分析研究，并列舉了具體的處治方案。

2 路面病害處治要求

2.1 處治要點

依據(jù)路面破損指標、路面車轍指標、養(yǎng)護歷史和路面結(jié)構(gòu)強度等因素，分段、分病害擬定處治方案。為方便大型機械的施工和管理，把連續(xù)的多種病害合并處理。路面修補采用瀝青混合料統(tǒng)一為AC-16C改性瀝青混合料，方便拌合料的拌和和施工。

2.2 處治原則

對于多種病害并存且連續(xù)的路段，按照嚴重的病害采用連續(xù)銑刨的方式處理。

（1）銑刨段落的最小長度應滿足機械的最小施工作業(yè)面，一般不低于50m為宜。對于兩病害之間夾有長度小于50m路段情況的，采用連續(xù)處理。

（2）連續(xù)病害路段銑刨后，應采取相應處理方案對路段內(nèi)的裂縫、唧泥等病害按相應的小修處理方案進行處理。消除病害隱患后，方可進行下步施工。

（3）對于單獨出現(xiàn)的病害或局部病害，采用相應的小處理方案單獨處理。

3 路面病害處治措施

3.1 裂縫的處治措施

3.1.1 病害特征

路表面上出現(xiàn)的縱向、橫向裂縫，部分裂縫附近伴有沉陷、龜裂和唧泥等其他病害。橫向裂縫為全線典型病害，一般較為密集且主要分布在行車道，超車道裂縫少于行車道，裂縫方向基本垂直于道路中心線，間距不等。

3.1.2 病害分析

（1）橫向裂縫。①瀝青質(zhì)量沒有達到本地區(qū)施工氣候要求或者沒有達到相關技術標準，致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應力大于瀝青混凝土的抗拉強度，產(chǎn)生橫向裂縫。②施工縫處理不當，接縫不緊密，造成不同部位結(jié)合不良，從而產(chǎn)生橫向裂縫。③半剛性基層由于水泥劑量、施工質(zhì)量等綜合因素產(chǎn)生的收縮裂縫，通過橫向形式表現(xiàn)出來。（2）縱向裂縫。①路基填筑使用了不合格材料，路基吸水膨脹引起路面開裂。②縱向加寬沒有按照要求進行施工，或者碾壓沒有達到要求，從而造成加寬部位沉降，產(chǎn)生縱向裂縫。③路基邊坡坡度小于設計值，路基邊坡壓實度不足產(chǎn)生滑坡。（3）網(wǎng)狀裂縫。①縱向裂縫出現(xiàn)后，繼續(xù)擴展，經(jīng)過冰凍水的侵入發(fā)展而成。②瀝青混合料質(zhì)量差，拌和時間過長，拌和溫度過高或者再儲倉中儲存時間過長，瀝青本身老化，導致混合料抗變形能力降低而易產(chǎn)生的裂縫。③瀝青的性能差，尤其是低溫抗變形能力過低。④路面結(jié)構(gòu)中含有軟弱夾層，粒料層松動，水穩(wěn)定性差，從而形成網(wǎng)狀裂縫。（4）反射裂縫。①在已經(jīng)開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層，由于溫度的變化（降低），老路面的裂縫繼續(xù)拉開，從而使新鋪層在就裂縫處斷開。②由于半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。③新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應力，從而產(chǎn)生開裂，反射到瀝青面層。

3.1.3 處理方案

（1）提高路基工作區(qū)的強度和穩(wěn)定行。路基是路面的基礎，路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載截面影響較大的深度區(qū)域，該深度區(qū)域具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性對保證路面結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性極為重要，否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開裂。壓實度是反映路基強度的重要指標，也是提高路基強度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟、最有效的技術措施，施工中必須嚴格檢測控制，使其達到規(guī)定值。（2）選擇防裂性能好的材料。①選用抗刷能力好、干縮、溫縮系數(shù)小，抗拉能力高的半剛性材料作基層，最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。②選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層，保證瀝青的針入度、延度等指標;在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，應采用某些添加劑或聚合物，以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。③瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，則應添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確?；旌狭系目箘兟湫阅?，同時應盡量降低集料的含水量，盡可能使用人工砂代替圓形顆粒的天然砂。④采用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青在瀝青混凝土表面作封層，可進一步提高表面層的抗溫度裂縫能力。（3）對損壞的灌縫剔除原有材料后重新灌縫，縫寬在3mm以內(nèi)的，將縫隙刷干凈，用同步碎石封縫;寬度大于3mm的，剔除臟物后，用壓縮空氣吹凈，采用瀝青砂填縫。（4）銑刨瀝青混凝土部分，銑刨后有裂縫的，在裂縫上鋪50cm寬玻纖聚酯防裂布。

3.2 龜裂的處治措施

3.2.1 病害特征

路面受交通荷載作用，變形和撓度過大，在瀝青路面柔性不夠和車輛的反復碾壓下，由于路面材料疲勞而形成的裂縫。龜裂可以是全面的，也可以是局部的，大部分發(fā)生在行車道上。

3.2.2 病害分析

瀝青表面層空隙率較大，瀝青老化，原施工混合料離析，超載車輛反復作用，局部受力不均勻?qū)е侣访嫦瘸霈F(xiàn)細微裂縫，日月積累導致路面表面出現(xiàn)疲勞裂縫，雨水及車輛荷載共同作用下，逐漸形成疲勞破壞。在反復荷載作用下，面層材料的抗壓強度大大提高，但其容許拉應力則會降低，使得面層材料逐漸逼近斷裂破壞。

3.2.3 處理方案

（1）未影響到中面層的龜裂銑刨5cm厚瀝青混凝土后鋪筑5cmAC-16C中粒式改性瀝青混凝土恢復至路面標高。（2）取芯證明面層龜裂已影響到瀝青中面層時，按單車道寬銑刨10cm瀝青面層，采用10cm厚C-16C中粒式改性瀝青分兩層鋪筑恢復至罩面前路面標高。（3）鋪底前地面噴粘層油，側(cè)壁涂刷改性瀝青聚合物密封材料2～3遍，厚度控制在3mm。（4）銑刨瀝青混凝土部分，銑刨后有裂縫的，在裂縫上鋪5cm寬玻纖聚酯防裂布。

3.3 沉陷的處治措施

3.3.1 路面特征

路面上有明顯出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象。本段沉陷病害相對較少。

3.3.2 病害分析

由于路基壓實度不足，在路基自重及車輛荷載作用下，路基進一步壓實而下沉。一般路段的小面積沉陷主要是基層地步、頂部存在夾層、松散等結(jié)構(gòu)軟弱層，在重載車輛反復作用下，瀝青混凝土面層失去有效支撐而沉陷。

3.3.3 處理方案

病害處理前先采用水泥注漿，注漿深度達到路基的1/3處。（1）沉陷深度h<2.5cm時，罩面前精銑刨1cm，待攤鋪橡膠瀝青同步碎石封層時采用橡膠瀝青同步碎石填補。（2）沉陷深度2.5cm≤h<5cm時，按單車道銑刨5cm瀝青面層，采用AC-16C中粒式改性瀝青混凝土鋪筑至罩面前路面標高。銑刨時面層不能留有夾層。（3）沉陷深度h≥5.0cm時，直接采用中粒式改性瀝青聚合物密封材料2～3遍，厚度控制在3cm。

3.4 車轍的處治措施

3.4.1 病害特征

輪跡處明顯出現(xiàn)下陷、瀝青層向兩邊隆起，橫斷面呈凹字形的現(xiàn)象。

3.4.2 病害分析

車轍是指輪跡帶上出現(xiàn)的轍槽，其產(chǎn)生的外因是渠化交通和荷載作用的次數(shù)的增加，內(nèi)因是瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性和抗塑性變形的能力不足。持續(xù)高溫下，中面層溫度達55℃以上時，積聚在中面層的熱量不能很快的釋放出去，導致瀝青混合料的粘聚力降低，抗剪強度降低，在車輛荷載反復碾壓下，荷載應力超過瀝青混合料的穩(wěn)定極限，使流動變形不斷積累成車轍，特別是大量重型和超載車輛的作用，由于其單軸荷載增大，從而加劇車轍的產(chǎn)生。

3.4.3 處理方案

（1）車轍深度1.5cm≤h<2.5cm時，罩面前精銑刨1cm。（2）h≥2.5cm使用年限2年以上的路段，取芯判斷車轍主要由瀝青上面層引起的，按單車道寬銑刨5cm厚瀝青面層，采用5cmAC-16C中粒式改性瀝青混凝土（加抗車轍劑）鋪筑恢復至路面標高;使用年限在2年以內(nèi)的路段，取芯判斷車轍主要由瀝青中面層引起的，按單車道寬10cm瀝青層面，采用5cm厚AC-16C中粒式改性瀝青混凝土（加抗車轍劑）+5cm AC-16C中粒式改性瀝青混凝土（加抗車轍劑）鋪筑恢復至路面標高，鋪底前底面噴粘層油，側(cè)壁涂刷改性瀝青聚合物密封材料2～3遍，厚度控制在3mm。（3）銑刨瀝青混凝土部分，銑刨后有裂縫的，在裂縫上鋪50cm寬玻纖聚酯防裂布。

4 強化瀝青路面養(yǎng)護

采取積極有效措施，嚴格控制超載車輛，以減少超載車輛對路面的破壞，認真貫徹“預防為主，防治結(jié)合”的方針，加強科學研究，建立路面養(yǎng)護管理系統(tǒng)，對路況進行跟蹤觀測，及時采取預防措施，清除隱患，發(fā)現(xiàn)問題，及時處治，以免進一步釀成大病害。同時，加強對路面病害處治方法的研究，不斷提高路面養(yǎng)護質(zhì)量。對瀝青路面必須進行預防性、經(jīng)常性和周期性的養(yǎng)護。必須加強路面的日常巡查，隨時掌握路面的使用狀況，根據(jù)路面的實際情況指定日常小修保養(yǎng)以及經(jīng)常性、預防性和周期性養(yǎng)護工程計劃。對于較大范圍路面的嚴重病害的應及時安排大中修工程;對整線、整段需提高技術等級的應安排改建工程。瀝青路面的養(yǎng)護應依靠科學進步，加強養(yǎng)護技術管理，采用先進的檢測儀器設備采集路況數(shù)據(jù)，應用路面管理地理信息系統(tǒng)，準確評價路況現(xiàn)狀，預估路況發(fā)展趨勢，提出科學的養(yǎng)護對策，為編制養(yǎng)護維修計劃提供輔助決策。應積極的推廣新技術、新材料、新工藝、新設備、發(fā)展現(xiàn)代化的瀝青路面的養(yǎng)護技術。引進新技術，吸收先進的經(jīng)驗是我們國家現(xiàn)階段高等級公路養(yǎng)護的必備環(huán)節(jié)。

5 結(jié)束語

因路段、環(huán)境不同，出現(xiàn)的情況各異，只要我們注重改善瀝青及瀝青混合料的使用品質(zhì)，精心施工，科學養(yǎng)護，并針對出現(xiàn)的病害采取針對性的有效措施，定能達到事半功倍的效果，為社會提供一種安全、舒適的交通環(huán)境。

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