高速公路瀝青路面的常見病害及養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

馬金庫(kù)

（寧夏交投高速公路管理有限公司，寧夏 銀川 750001）

0 引言

瀝青路面自身具有諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)前高速公路的主要結(jié)構(gòu)形式。高速公路建成后受車輛荷載、降雨、凍融循環(huán)以及溫度變化等因素影響，導(dǎo)致瀝青路面極易出現(xiàn)裂縫、變形、坑槽以及泛油等病害，不僅影響高速公路的性能與路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)也需要投入大量資金進(jìn)行維修。為了減少病害的出現(xiàn)，公路部門應(yīng)做好高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作，不僅可以延長(zhǎng)高速公路使用壽命，還可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1 加強(qiáng)高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)的重要性

近年我國(guó)公路建設(shè)已經(jīng)取得很大進(jìn)步，瀝青路面也越來越普遍，但隨著交通量、溫度等外界因素的影響，瀝青路面在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生各種病害，對(duì)交通系統(tǒng)運(yùn)行的通暢性造成影響。因此，加強(qiáng)高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)就顯得尤為重要。具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1.1 提高高速公路工程安全性與耐用性

隨著瀝青路面施工技術(shù)的成熟，其被廣泛應(yīng)用在高速公路施工中。但是因外界因素的影響，隨著時(shí)間的推移，高速公路瀝青路面會(huì)出現(xiàn)各種病害，影響公路使用性能。這就需要加強(qiáng)高速公路瀝青路面病害處理，根據(jù)高速公路實(shí)際情況選擇合適的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并制定相應(yīng)養(yǎng)護(hù)方案，促使瀝青路面使用功能得以優(yōu)化，降低安全事故的發(fā)生概率，提升高速公路安全性。另外，養(yǎng)護(hù)技術(shù)的合理應(yīng)用還可以提升高速公路瀝青路面的耐久性。

高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)時(shí)，養(yǎng)護(hù)人員需深入分析病害原因，科學(xué)選擇養(yǎng)護(hù)技術(shù)，不僅可以消除各種病害帶來的危害，同時(shí)還可以使高速公路的使用壽命延長(zhǎng)，提升高速公路工程的耐用性。

1.2 提升高速公路瀝青路面的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，有助于養(yǎng)護(hù)工作水平提高。瀝青路面發(fā)生病害要投入大量資金維修，這就導(dǎo)致高速公路養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益受到影響。合理應(yīng)用養(yǎng)護(hù)技術(shù)可以有效解決病害問題，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

2 高速公路瀝青路面病害類型與形成原因

當(dāng)前高速公路瀝青路面中常見病害類型有裂縫、坑槽、泛油、松散麻面、沉陷以及車轍等，下面對(duì)這些病害類型進(jìn)行介紹。

2.1 裂縫

瀝青路面裂縫可分為三種，分別為橫向裂縫、縱向裂縫以及網(wǎng)狀裂縫。瀝青路面上出現(xiàn)輕微的裂縫并不會(huì)對(duì)路用性能造成影響，但雨水順著裂縫滲透到瀝青路面內(nèi)部，則會(huì)加速瀝青老化速度，降低瀝青與混合料之間的黏附性，導(dǎo)致瀝青路面剝落，抗壓強(qiáng)度以及承載能力隨之下降。龜裂表現(xiàn)為多個(gè)裂縫相互交叉，是出現(xiàn)裂縫后未及時(shí)修補(bǔ)而發(fā)展形成的一種路面病害，如圖1所示。龜裂的出現(xiàn)與行車荷載關(guān)系密切，龜裂一般分為輕度、中度以及重度三種。輕度龜裂路面不會(huì)出現(xiàn)交叉裂縫、變形等情況，中度龜裂路面存在輕微交叉裂縫與變形，重度龜裂路面則有較為明顯的交叉裂縫以及變形。

圖1 瀝青路面龜裂現(xiàn)場(chǎng)圖

2.2 坑槽

坑槽是瀝青路面經(jīng)過長(zhǎng)期使用后，基層或面層集料破損致使路面出現(xiàn)坑洞。瀝青路面坑槽一般有三種，分別為水損性坑槽、壓實(shí)度不足坑槽以及厚度不均勻坑槽。水損性坑槽主要是水分滲透到基層與面層，路面下的面層孔隙率大，再加上外界行車荷載與雨水沖刷，瀝青與混合料之間黏附性降低，集料松散，形成坑槽。壓實(shí)度不足坑槽主要是攤鋪瀝青時(shí)壓實(shí)度不足，導(dǎo)致混合料黏附性不足，再加上行車荷載作用，導(dǎo)致混合料剝落，形成坑槽。厚度不均勻坑槽主要是瀝青路面施工中標(biāo)高控制不到位，致使瀝青路面出現(xiàn)厚度不均勻情況，瀝青混合料在行車荷載的作用下被擠走，形成坑槽。

2.3 路面泛油

路面泛油也是高速瀝青路面病害中最常見的一種，主要是因?yàn)槁繁硭疂B入面層，并在瀝青層底部長(zhǎng)期滯留，在行車荷載以及動(dòng)壓沖刷作用下，集料表層的瀝青膜剝落，形成自由瀝青，在水的作用下自由瀝青被迫從下部遷移到上部，導(dǎo)致高速公路瀝青路面泛油。路面泛油有空隙率過小型、壓密型、動(dòng)水作用型以及施工不當(dāng)型四種。瀝青路面泛油極易造成三種危害，首先，路面滑溜，尤其是下雨天，嚴(yán)重危及行車安全。其次，中下層混合料中瀝青含量過低，就會(huì)導(dǎo)致中下層抗疲勞性能與低溫抗裂性能大大打折，進(jìn)而導(dǎo)致高速公路工程使用壽命縮短。最后，隨著自由瀝青遷移，上層面空隙率越來越小，中下層空隙率越來越大，路面的積水、雨水順著裂縫進(jìn)入基層，將上層面擊穿，進(jìn)而形成水損害，影響高速公路工程質(zhì)量。

2.4 松散、麻面

高速公路瀝青路面松散麻面的主要表現(xiàn)為混合料與瀝青之間的黏附性下降，甚至喪失，在行車荷載的反復(fù)作用下，瀝青路面上層混合料與瀝青剝落，路面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，粗細(xì)集料散失，瀝青路面出現(xiàn)起砂粗麻，路面表層出現(xiàn)剝落、小坑等，不僅影響瀝青路面的美觀性，同時(shí)也會(huì)影響到行車的舒適性。瀝青路面松散、麻面主要有以下幾個(gè)方面的原因：一是瀝青在加熱時(shí)溫度過高，或用量過少；二是嵌縫未達(dá)到行業(yè)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；三是礦料集配存在偏粗、過濕的情況；四是施工時(shí)處于低溫環(huán)境或雨季；五是瀝青混合料自然老化；六是瀝青混合料中含泥量超標(biāo)或骨料偏多等。

2.5 沉陷

瀝青路面沉陷主要是指路面、路基發(fā)生豎向變形，導(dǎo)致路面出現(xiàn)局部凹陷。瀝青路面沉陷不局限于單個(gè)汽車輪跡帶，可橫跨兩個(gè)輪跡帶，甚至多個(gè)輪跡帶。瀝青路面發(fā)生沉陷病害主要有六個(gè)方面的原因：一是自然條件以及行車荷載作用下路面、路基的瀝青混合料進(jìn)一步密實(shí)，導(dǎo)致路面出現(xiàn)微微下沉，一般沉陷深度在15mm 以內(nèi)，并不會(huì)對(duì)路面形成破壞；二是軟土地基或半填半挖路基存在換填料不合格、壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)等問題，導(dǎo)致該部分路基承載力不足，在行車荷載反復(fù)作用下發(fā)生沉降；三是降雨、地下水長(zhǎng)時(shí)間對(duì)路面、路基結(jié)構(gòu)侵蝕，導(dǎo)致路面、路基的抗剪性、承載力下降，再加上行車荷載的反復(fù)作用導(dǎo)致路面出現(xiàn)不均勻沉降；四是施工時(shí)路面平整度存在差異，導(dǎo)致鋪裝瀝青的厚度不一，在長(zhǎng)期行車荷載的作用下發(fā)生不同程度的沉降；五是地質(zhì)災(zāi)害影響下導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)沉陷；六是車輛超載，荷載超過路面結(jié)構(gòu)極限承載力，導(dǎo)致局部路面結(jié)構(gòu)受損，進(jìn)而發(fā)生路面沉降。

2.6 車轍

車轍主要是指車輛在瀝青路面上行駛后留下永久性車輪壓痕。目前，常見的車轍病害分為流動(dòng)性車轍病害、結(jié)構(gòu)性車轍病害以及磨損性車轍病害。流動(dòng)性車轍病害主要是在高溫與高荷載持續(xù)作用下，因?yàn)r青材料自身特性，瀝青路面發(fā)生變形，溫度降低后而形成。結(jié)構(gòu)性車轍病害主要是在施工時(shí)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致瀝青與路基直接存在空隙，進(jìn)而形成永久性的病害。磨損性車轍主要是長(zhǎng)期行車荷載作用下，導(dǎo)致路面出現(xiàn)磨損，進(jìn)而形成的。

3 高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)

3.1 瀝青路面再生技術(shù)

瀝青路面再生技術(shù)主要適用于路面面層損壞嚴(yán)重，但路基仍具有較強(qiáng)的承載力的情況。瀝青路面再生技術(shù)分為就地再生與廠拌再生兩種，其中就地再生主要是借助就地再生設(shè)備對(duì)存在病害的層面進(jìn)行加熱、鏟除以及破碎，然后添加新的集料、瀝青、再生劑，在施工現(xiàn)場(chǎng)生成新的瀝青混合料，并攤鋪在處理過的路面上。廠拌再生技術(shù)則是將病害路面面層鏟除、破碎后的廢舊瀝青混合料運(yùn)送到瀝青拌和廠，然后再對(duì)廢舊材料進(jìn)行加熱，添加新集料、瀝青、再生劑，生成的瀝青混合料再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，攤筑路面。瀝青路面再生技術(shù)可以回收廢舊瀝青混合料、節(jié)約資源、提升資源利用率，同時(shí)還可以保障維修后的質(zhì)量。

3.2 霧封層技術(shù)

霧封層技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，適用于已老化、微細(xì)裂縫、滲水以及泛油等病害情況，具有修復(fù)、保護(hù)舊路面的作用。霧封層技術(shù)的應(yīng)用需要使用專業(yè)的設(shè)備，將乳化瀝青、添加劑以及水混合料噴灑在道路表層。根據(jù)霧封層材料的不同，可以將霧封層技術(shù)分為乳劑型與油劑型兩種。霧封層技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用，可以填補(bǔ)微小的裂縫，在瀝青路面上形成嚴(yán)密的防水封閉層，減少因滲水導(dǎo)致的路面損壞問題，保障路面粗集料與細(xì)集料的黏附性，提升路面防滲性能與隔水性能，進(jìn)而使瀝青路面的使用壽命延長(zhǎng)。此外，油劑型霧封層技術(shù)能夠補(bǔ)充瀝青路面輕質(zhì)油分，起到還原再生的作用。

3.3 稀漿封層技術(shù)

稀漿封層技術(shù)適用于輕微線裂、塊裂、松散、水損壞等路面病害，稀漿封層混合料主要由乳化瀝青、礦物填料、粗細(xì)集料、水以及添加劑按照設(shè)計(jì)配合比在常溫下攪拌而成，而后在原路面上進(jìn)行攤鋪，一般厚度控制在0.3～1.2cm 之間。稀漿封層技術(shù)具有施工便捷、和易性好、密實(shí)度高以及成本低等優(yōu)勢(shì)，一般使用壽命為2～3年，如果采用改性乳化瀝青，使用壽命可以維持到3～5年。稀漿封層技術(shù)施工時(shí)采用的是冷拌冷鋪的方式，攤鋪后不需要進(jìn)行碾壓，可在幾小時(shí)后開放交通，不僅能夠提升路面抗滑性能，同時(shí)還具有美化作用，但該技術(shù)并不能應(yīng)用于具有結(jié)構(gòu)性病害的路面，如果高速公路瀝青路面存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性病害，需提前進(jìn)行相應(yīng)的處理，再使用稀漿封層技術(shù)。

3.4 微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)

微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)適用于輕微不規(guī)則裂縫，輕微龜裂，輕微車轍，輕微松散，泛油，麻面等病害類型，該養(yǎng)護(hù)技術(shù)由稀漿封層技術(shù)發(fā)展而來，微表處混合料一般由具有一定級(jí)配的石屑、填料、改性乳化瀝青、水以及外摻劑按照設(shè)計(jì)比例拌制而成，然后使用專業(yè)的機(jī)械設(shè)備將其一次性攤鋪在路面上，攤鋪后的路面平整度、防水性能以及耐磨性能均大幅度提高。為了保障微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果，通常在施工前全面清洗瀝青路面，保障瀝青路面的清潔度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，待路面干燥后方可施工。若高速公路瀝青路面存在病害，需先對(duì)病害進(jìn)行相應(yīng)的處理，保障路面的平整度。另外，在應(yīng)用微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)之前，需要根據(jù)工程計(jì)算實(shí)際工程量，一般采用半封閉施工方案，每次施工路段長(zhǎng)度控制在1km 左右，這樣可以避免對(duì)正常交通運(yùn)行造成影響。

3.5 薄層罩面技術(shù)

薄層罩面技術(shù)適用于表面磨光、輕微裂縫、車轍以及不平整等路面病害的情況。與其他瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)相比，薄層罩面技術(shù)具有更好的工程適應(yīng)性。在優(yōu)質(zhì)的材料以及合理混合比下，薄層罩面技術(shù)可以應(yīng)用于多種氣候，如潮濕、嚴(yán)寒、干燥、炎熱等。若高速公路瀝青路面具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且施工規(guī)范，可使高速公路瀝青路面使用壽命延長(zhǎng)8年。薄層罩面技術(shù)應(yīng)用需同步完成改性乳化瀝青噴灑以及瀝青混合料碾壓工作，通常情況下厚度控制在15～25mm 之間。改性乳化瀝青噴灑是為了保障原路面與新鋪薄層罩面層之間具有良好的黏附性，從而保障高速公路路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與平整度。按照拌和溫度的不同，薄層罩面技術(shù)可以劃分為冷拌薄層罩面技術(shù)、熱拌薄層罩面技術(shù)以及溫拌薄層罩面技術(shù)，其中冷拌薄層罩面技術(shù)是在常溫下拌和、攤鋪、碾壓形成薄層罩面，可以減少煙塵對(duì)環(huán)境的污染。熱拌薄層罩面技術(shù)是在高溫下拌和、攤鋪以及碾壓形成薄層罩面，使路面具有更高的路用性能與平整度。溫拌薄層罩面技術(shù)是在150～160C 下拌和、攤鋪、碾壓形成薄層罩面的，該技術(shù)不僅可以提高路面壓實(shí)度，還可以增強(qiáng)和易性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著使用年限的增長(zhǎng)，高速公路瀝青路面會(huì)在溫度、行車荷載、雨水等外界因素的反復(fù)作用下出現(xiàn)各種病害，如果不能及時(shí)處理，不僅會(huì)影響到路面的平整度，發(fā)生安全事故，同時(shí)也會(huì)縮短高速公路工程的施工壽命。因此，公路相關(guān)部門應(yīng)重視高速公路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)病害的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，使路面恢復(fù)正常使用狀態(tài)，保障行車安全。