高等級公路瀝青路面病害與養(yǎng)護(hù)的探討

郝雷杰

(邯鄲市青紅高速公路管理處)

高等級公路瀝青路面病害與養(yǎng)護(hù)的探討

郝雷杰

(邯鄲市青紅高速公路管理處)

摘 要:對道路破損類型及其產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，而且提出了有關(guān)裂縫修補、稀漿封層等瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞:瀝青路面;早期病害;維修處治

1 高等級公路瀝青路面主要病害及成因

1.1 裂縫類

(1)橫向裂縫。橫向裂縫是指垂直于行車方向的裂縫，是半剛性基層瀝青路面的典型病害之一。按其成因不同，橫向裂縫又可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于設(shè)計不當(dāng)、施工質(zhì)量低劣及車輛嚴(yán)重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度而開裂。非荷載型裂縫是由于溫度、濕度的變化路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而引起的，半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫大多是橫向裂縫。

(2)縱向裂縫。產(chǎn)生的原因有兩種可能性，一種情況是瀝青面層分段攤鋪時，兩幅接茬處未處理好，在車輛荷載與大氣因素作用下逐漸開裂;另一種情況時由于路基壓實度不均勻或由于路基邊緣受水浸蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的。

(3)不規(guī)則裂縫。不規(guī)則裂縫主要表現(xiàn)為路基路面強度不足，特別是路面基層強度不足，基層被壓碎開裂，造成路面產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫，以及路面基層強度不均勻、疲勞強度不足產(chǎn)生的開裂。

(4)龜網(wǎng)裂縫。龜網(wǎng)裂縫其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫，逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫形成龜裂。主要是由于路面的整體強度不足而引起的，其原因可能是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，路基路面壓實度不足，路面材料配比不當(dāng)或未拌合均勻等;也可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，尤其在融雪期間凍融交加，加劇了路面的破損。瀝青在施工期間以及在長期使用過程中的老化也是導(dǎo)致瀝青面層形成網(wǎng)裂的原因之一。

1.2 變形類

(1)車轍。車轍表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差，是高等級公路上的主要病害，是路面使用性能降低和導(dǎo)致?lián)p壞并要求進(jìn)行路面維修的最主要原因。主要是由于瀝青混合料級配設(shè)計不合理，穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起。另外，重載和超載車輛過多也是產(chǎn)生車轍的重要原因。車轍一般是在溫度較高的季節(jié)，瀝青面層在車輛的反復(fù)碾壓下產(chǎn)生永久變形和塑性流動面逐漸形成。車轍通常是在伴隨著瀝青面層壓縮沉陷的同時，出現(xiàn)側(cè)向隆起，二者組合起來構(gòu)成車轍。

(2)沉陷。沉陷是由于路基、路面產(chǎn)生豎向變形而導(dǎo)致路面下沉的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是①由于路基局部填筑不密實或路基有墓穴、枯井、樹坑、溝槽等，當(dāng)受到水的浸蝕而沉陷，造成的局部沉降;②土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉;③由于路基、路面在自然因素和行車作用下，達(dá)到進(jìn)一步密實和穩(wěn)定，引起的均勻沉降，一般不會引起路面破壞;④路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷;⑤橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位。

(3)搓板和波浪。搓板和波浪是指路面產(chǎn)生縱向連續(xù)起伏，似搓板狀的變形。搓板或波浪產(chǎn)生的主要原因①路面組成材料設(shè)計不合理或施工質(zhì)量差，導(dǎo)致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;②路面基層強度不夠，穩(wěn)定性差;③面層與基層之間存在不穩(wěn)定的夾層，面層在行車荷載的作用下推移變形而形成的波浪(搓板)。

1.3 松散類

(1)坑槽。路面中出現(xiàn)的碗狀坑洞，坑槽通常是松散、龜裂等其他破損進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果?？硬壑饕?①由于面層材料粘結(jié)力不足或行車的反復(fù)作用下，被磨損、碾碎出現(xiàn)細(xì)料散失、粗骨料外露，進(jìn)而骨料失去聯(lián)結(jié);②路面嚴(yán)重龜裂養(yǎng)護(hù)不及時，隨著雨水的下滲造成路面面層破損;③路面基層強度不足造成基層破損而產(chǎn)生的路面坑槽。

(2)脫皮。脫皮是指路面面層發(fā)生層狀脫落現(xiàn)象，主要發(fā)生在縱坡大的路段，由于路面與基層的粘結(jié)不牢，加之汽車頻繁制動產(chǎn)生的路面面層與路面基層的層狀分離現(xiàn)象。

(3)松散。松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，在車輛的作用下瀝青面層呈松散狀態(tài)，從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過程。

1.4 水損害

瀝青路面在存在水分的條件下，在路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計時，沒有充分考慮路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水，雨水經(jīng)路表滲入后，沒有良好的排水通路，積聚在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，在交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用下，造成路面的水損害。瀝青路面的水損害從機理上分析的主要原因表現(xiàn)如下。外因:①超載車輛使動水壓力增大，易發(fā)生水損壞;②公路所處地降雨量;③公路交通組成;④行車速度有關(guān)。內(nèi)因:①瀝青混合料的水穩(wěn)定性不足，水的作用下瀝青與石料剝離;②瀝青混合料空隙率過大，水滲入瀝青結(jié)構(gòu)層發(fā)生水損壞;③混合料的離析、壓實度不足、結(jié)構(gòu)層間不做防水處理或處理不當(dāng);④不重視防排水設(shè)計，路面結(jié)構(gòu)層排水不暢;⑤路面結(jié)構(gòu)形式單一，結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。

1.5 其他類型

(1)表面磨光。路面原有粗構(gòu)造衰退或喪失，路表光滑。外在原因:瀝青路面在車輪反復(fù)滾動摩擦作用下，集料表面被逐漸磨光，有時還伴有瀝青的不斷上翻，從而導(dǎo)致瀝青表面面層光滑。內(nèi)在原因:集料質(zhì)地軟弱，缺少棱角，或礦料級配不當(dāng)，粗集料尺寸偏小，細(xì)料偏多，或瀝青用量偏多等。

(2)泛油。瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部向上移動，使表面有過多瀝青的現(xiàn)象稱作泛油。主要原因有瀝青用量過多;新建瀝青混凝土路面在高溫重型車輛反復(fù)作用下進(jìn)一步壓實，易導(dǎo)致瀝青路面內(nèi)部過多的自由瀝青向上運動產(chǎn)生泛油;高溫季節(jié)的雨水侵入下，由于粘結(jié)原因，瀝青會從集料表面剝落并向上移動，產(chǎn)生泛油。在絕大多數(shù)情況下，泛油僅產(chǎn)生在行車道上，而且是間斷式的片狀分布。

(3)凍脹。瀝青路面產(chǎn)生凍脹主要是在凍融時期，因為水的侵入和路基土的水穩(wěn)定性能差，在冬季低溫且路基地下水位較高情況下，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。

(4)翻漿。因路基濕軟，路面出現(xiàn)彈簧、破裂、冒漿的現(xiàn)象。高等級公路瀝青路面翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。

2 高等級公路瀝青路面早期病害預(yù)防

預(yù)防為主為瀝青路面早期病害處治最有效方法，以下狀況要進(jìn)行預(yù)防性維修:(1)面積在10 m以內(nèi)，由于瀝青剝離，細(xì)集料跑出，表面呈蜂窩狀;(2)縱橫方向1 m范圍內(nèi)沉降值超過2 cm的局部沉降點，行車出現(xiàn)明顯的跳動;(3)水滲透到基層，發(fā)現(xiàn)路面龜裂、網(wǎng)裂，出現(xiàn)基層沖刷翻漿;(4)由于瀝青路面的水穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差，路面出現(xiàn)推移、車轍、擁包，推移、擁包，車轍長度在10 m范圍內(nèi)的點，導(dǎo)致路面上出現(xiàn)局部縱向推移成搓板、橫向推移出現(xiàn)車轍;(5)柔性和剛性結(jié)合部位等裂縫出現(xiàn)錯臺，錯臺差大于5 mm的位置出現(xiàn)縱橫向裂縫。

3 高等級公路瀝青路面早期病害處治

3.1 處治措施和方法

(1)如果高等級瀝青路面出現(xiàn)唧漿，即路面出現(xiàn)網(wǎng)裂，但沒有明顯的變形，可以采用涂刷一層改性乳化瀝青的方法，這樣防止雨水的滲透。假若出現(xiàn)裂縫，但在5mm內(nèi)并未出現(xiàn)明顯的錯臺，但無啃邊現(xiàn)象，這時為了防止雨水的滲透，我們可以用灌熱瀝青的方法作防水處理;而裂縫大于5 mm的，則進(jìn)行處理時應(yīng)采用改性瀝青灌縫或灌縫膠。對于裂縫極大的，必須開挖裂縫兩邊的瀝青混凝土，然后用水穩(wěn)定好，再用收縮性小的半剛性材料處理基層，最后攤鋪時必須用新的混合料。(2)面層松散和局部沉降的處治，修路王熱烘添加適當(dāng)?shù)男铝峡梢蕴幹蚊鎸由系牟『Γ硗?，人工攪拌必須要均勻，壓實補強，開放交通必須在地表溫度降低50℃以下后才能實施。(3)功能性破壞和路面車轍該如何處治呢?近幾年來，從改性瀝青混合料的生產(chǎn)施工過程看，延緩路面車轍的有效方法必須采用改性瀝青混合料來處治，這樣，不僅能提高路面的通行功能，而且還能改善其通行功能。

3.2 處治技術(shù)要求

(1)表觀確定的病害面積四周擴大10～15 cm;修補范圍應(yīng)在用3m直尺檢查大于5 mm的點內(nèi);此范圍四周線應(yīng)與標(biāo)線呈垂直和平行狀，做到橫平豎直。(2)修補處治的床面應(yīng)無雜物和浮灰、保持干凈、更應(yīng)無松動的集料，床低應(yīng)無龜裂、唧泥和滲水現(xiàn)象，要進(jìn)行下一道工序，必須將潮濕床面烘干。(3)修補的四周要布滿不能流動的粘油層;冷補膠要涂刷于四周接縫面層;四周接縫填料要約高一點，振壓遍數(shù)要加大，四周填料的密度要有所提高;多層次修補要形成寬度大于10 cm的臺階;離析現(xiàn)象不能出現(xiàn)于修補表面。(4)分層填筑時，可以適當(dāng)調(diào)整下面層的厚度，上面宜厚4 cm，松鋪系數(shù)應(yīng)控制在1.16～1.2之間;若有病害的兩處坑槽相距不到1 m，則應(yīng)在面層連成一個修補面;為保證接口平順，四周接口應(yīng)用3 m直尺檢查小于5 mm;要保證平整度，就必須首先用細(xì)的集料填邊碾壓，然后先壓邊再逐漸向中間推進(jìn)，壓實度能保證平整度，而補料溫度更是不能低于120℃，要保證每層壓實機具都能下去正常工作，采用小型機具作業(yè)，就必須保證維修開口的面積，一般碾壓遍數(shù)不得少于5～6遍，以確保每層的壓實度。

4 高等級公路處治質(zhì)量檢查

高等級公路處治質(zhì)量檢查是高等級公路病害處理的重要環(huán)節(jié)，用一根長度合適的尺子在處治評估結(jié)束后對其路面進(jìn)行補平整度的檢查，(標(biāo)準(zhǔn):一般平整度不能大于5 mm)。有時還得采用核子密實度儀快速法測定當(dāng)處修補面積的30%左右來修補壓實度。修補完后，每個季度進(jìn)行一次檢查，每一年度進(jìn)行一次綜合性評價，并基本保證返修率不能超過5%。用這種措施在處理高等級公路瀝青路面的早期病害中效果非常明顯，它既能保證路面具有良好的服務(wù)能力和使用功能，還能降低后期的大中修次數(shù)和費用，同時也大大減少在養(yǎng)護(hù)工程中對行車的影響，養(yǎng)護(hù)管理單位能對瀝青路面的早期病害給予足夠的重視。

養(yǎng)護(hù)部門要科學(xué)地確定公路路面的養(yǎng)護(hù)對策，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，合理使用養(yǎng)護(hù)資金，以建立科學(xué)的養(yǎng)護(hù)管理方法。同時養(yǎng)護(hù)部門還應(yīng)建立一種有效的運作機制，此機制應(yīng)做到盡早發(fā)現(xiàn)，及時處治，以使路面的養(yǎng)護(hù)工作做得更加完善。因為只有這樣，公路的社會效益和經(jīng)濟效益才能更好地發(fā)揮出來。

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［3］趙晶宇.瀝青路面早期破損原因及防護(hù)措施［J］.山西建筑，2007，33(17):304-305.

中圖分類號:U416.217

C

1008-3383(2011)06-0103-02

收稿日期:2011-04-15