淺議高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)

謝曉峰 秦守湘

（南陽(yáng)市農(nóng)村公路管理處，河南 南陽(yáng) 473000）

0 引言

中國(guó)地域遼闊，地形地貌差別極大，給高速公路的建設(shè)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)性。中國(guó)高速公路發(fā)展從1988年滬嘉高速公路的建成通車實(shí)現(xiàn)了中國(guó)大陸高速公路零的突破，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，中國(guó)進(jìn)入了公路建設(shè)快速發(fā)展的時(shí)期，尤其是1998年中國(guó)實(shí)施積極的財(cái)政政策以來(lái)，中國(guó)高速公路以前所未有的迅猛發(fā)展，有力地促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。截止2013年底，高速公路通車總里程達(dá)到10.4萬(wàn)公里，已超過(guò)美國(guó)躍居世界第一。

從我國(guó)已通車的高速公路看，瀝青混凝土路面占總量的87%以上，瀝青路面仍然是我國(guó)高速公路路面的主要結(jié)構(gòu)類型。相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)修建瀝青混凝土路面的歷史短，成熟的養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)技術(shù)較少，加之我國(guó)近幾年國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，由此帶來(lái)的交通量迅速增長(zhǎng)，車輛大型化、超載嚴(yán)重、車輛渠化行駛等問(wèn)題，使許多高速公路瀝青路面出現(xiàn)了早期破損現(xiàn)象。因此，如何應(yīng)用科學(xué)有效的瀝青路面養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)技術(shù)來(lái)改善道路使用功能，延長(zhǎng)路面使用壽命，降低養(yǎng)護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，成為擺在我國(guó)高速公路運(yùn)營(yíng)管理者面前的一個(gè)重要課題。

1 中國(guó)瀝青路面常見(jiàn)損害形式

從我國(guó)已建成的高速公路使用狀況看，無(wú)論山區(qū)、平原還是微丘區(qū)，高速公路最常見(jiàn)的路面損壞形式有如下幾種∶

1.1 路面裂縫

瀝青路面裂縫分為縱向、橫向、斜向、網(wǎng)裂、龜裂等多種。按其成因又可分為如下幾種∶

1.1.1 縱向裂縫

縱向裂縫多半是因?yàn)樯襟w滑坡或山區(qū)道路填挖交接處，半填半挖處等路基發(fā)生不均勻沉降、位移，從而引起路面開(kāi)裂。

1.1.2 橫向裂縫、斜向裂縫

橫向、斜向裂縫依據(jù)其產(chǎn)生的原因分為三種∶一種是反射性裂縫。反射源大部分是水泥、石灰等無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的半剛性基層收縮裂縫，這些裂縫在車輛荷載或溫度作用下，逐漸由下層反射到路表面。另外一種是溫度收縮裂縫，主要發(fā)生在北方地區(qū)。由于溫度大幅反復(fù)升降導(dǎo)致溫度應(yīng)力增大，瀝青混合料極限拉伸應(yīng)力變小，導(dǎo)致路面開(kāi)裂。第三種是拉裂性裂縫。主要是路基變化引起路面開(kāi)裂，一般發(fā)生在填挖交接處，這種情況較少。

1.1.3 網(wǎng)裂、龜裂

網(wǎng)裂、龜裂屬于路面小面積破損范疇。主要是瀝青混凝土在車輛荷載反復(fù)作用下，受到溫度應(yīng)力、瀝青老化、水損等多因素的影響，發(fā)生松散開(kāi)裂。

1.2 車轍變形

車轍是我國(guó)高速公路瀝青路面早期破損較典型的形式。一般情況下，主要有兩種類型∶

1.2.1 V字型車轍

此種車轍屬凹形車轍，損害路面的寬度較大，路面兩側(cè)沒(méi)有隆起現(xiàn)象，橫斷面呈V字形。

其成因主要由于車輛荷載作用超過(guò)路面各層強(qiáng)度或路面強(qiáng)度不足，從而引起瀝青面層以下包括路基在內(nèi)各結(jié)構(gòu)層的永久變形。

1.2.2 W形車轍

此種車轍也屬凹形車轍，但兩側(cè)路面有明顯隆起現(xiàn)象。其成因主要是高溫下，車輪反復(fù)碾壓，特別是上坡、交叉路段等車速慢、停車時(shí)長(zhǎng)的地方，車荷載應(yīng)力超過(guò)瀝青混合料的穩(wěn)定度極限，使變形不斷累積形成車轍。

1.3 表面功能衰減

反映瀝青路表面功能衰減主要指標(biāo)是粗糙度和平整度。從我國(guó)運(yùn)營(yíng)的一些高速公路看，其抗滑性欠佳，有些路段短時(shí)間便出現(xiàn)路面構(gòu)造深度不足的問(wèn)題，這與表層材料有很大關(guān)系；平整度進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期主要影響因素是材料、荷載、溫度、水損等原因引起的路面壅包、推移、坑槽等病害。

2 瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)方案的合理選擇

2.1 選擇原則

高速公路運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)是為顧客提供快速、安全和高效的服務(wù)。因此要求養(yǎng)護(hù)管理部門在確定路面大中修技術(shù)方案時(shí)，重點(diǎn)考慮下列原則∶

1）分析病害產(chǎn)生原因及損害部位，達(dá)到標(biāo)本兼治目的；

2）工期短，路面成型快、施工速度快、作業(yè)效率高，盡量不封閉交通；

3）常溫作業(yè)，施工簡(jiǎn)單易行；

4）能耗小，符合環(huán)保；

5）盡量機(jī)械化施工、減少作業(yè)人員，保證交通安全。

2.2 瀝青路面幾種修補(bǔ)技術(shù)的比較

如前分析，路面病害主要形式有三種，但產(chǎn)生這些病害的原因是多方面的，有路基變形引起的，有基礎(chǔ)強(qiáng)度不足引起的，有車輛超載、渠化交通引起的，但更多的是水損。因此表處病害，要做好路況調(diào)查，查清病害原因。然后確定一種或幾種(必要時(shí)聯(lián)合使用)適宜的處治方案。

2.2.1 聚合物改性乳化瀝青稀漿封層(以下簡(jiǎn)稱微表處)

微表處技術(shù)是一種采用高分子聚合物使乳化瀝青改性的瀝青路面鋪筑技術(shù)，美洲、歐洲、澳洲等國(guó)家20世紀(jì)80年代初開(kāi)始應(yīng)用。該技術(shù)被國(guó)際公認(rèn)是修復(fù)車轍、輕度裂縫等病害，防止路面水損，改善瀝青路面表面功能，提高抗滑性，最有效、最經(jīng)濟(jì)的手段之一。

微表處技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下∶

1）施工速度快。連續(xù)式稀漿封層機(jī)1d能攤鋪500t微表處混合料，施工后1h可通車，適合高速公路。

2）可提高路面防滑力，改善路面性能，延長(zhǎng)使用壽命。

3）成形快，工期短。

4）常溫施工，符合環(huán)保。

5）微表處層很薄，不影響路面排水，不增加橋面厚度。

2.2.2 瀝青混凝土路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生補(bǔ)修技術(shù)

該技術(shù)即在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)瀝青路面加熱至軟化，利用添加再生劑、新瀝青混合料將原有路面現(xiàn)場(chǎng)再生，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，再經(jīng)過(guò)攤鋪、壓實(shí)，完成瀝青路面病害修補(bǔ)目的。

在目前西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家采用該技術(shù)較多。特別是在美國(guó)，高速公路瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)工程招投標(biāo)中，現(xiàn)場(chǎng)熱再生被列為優(yōu)秀的施工方法。在中國(guó)隨著高速公路使用年數(shù)的延長(zhǎng)，高速路面出現(xiàn)大面積病害的時(shí)段也在逼近，廣東、福建、江蘇、天津、山西等省市也已引進(jìn)或開(kāi)發(fā)研制了一部分瀝青路面熱再生修補(bǔ)設(shè)備。

該技術(shù)根據(jù)加熱源的不同有加熱板熱輻射傳熱和遠(yuǎn)紅外熱輻射兩種方式。遠(yuǎn)紅外熱輻射又分為加熱墻和加熱管兩種。遠(yuǎn)紅外熱輻射熱量傳導(dǎo)快、熱效高，但缺點(diǎn)是熱量輸出不易控制，熱能源損失大，容易造成路面冒煙燒焦現(xiàn)象。相比，加熱板輻射傳熱對(duì)路面加溫均勻，易控制、熱能損失少、修補(bǔ)效果較好。目前，國(guó)產(chǎn)應(yīng)用較好的當(dāng)數(shù)“修路王”，“修路王”的加熱墻采用100%高強(qiáng)度輻射式加熱方法對(duì)瀝青路面進(jìn)行程序控制下的間隙性熱輻射加熱，修補(bǔ)1.5m×1.5m的坑洞，約需15min～20min可完成，對(duì)于坑槽、翻漿、沉陷、壅包、松散、脫皮、龜裂等小面積病害處治適合。瀝青現(xiàn)場(chǎng)熱再生設(shè)備根據(jù)修補(bǔ)面積的大小又分為連續(xù)式作業(yè)和間斷式作業(yè)兩種方式。對(duì)于修補(bǔ)里程較長(zhǎng)的工程選用連續(xù)式作業(yè)設(shè)備較宜，如北美市場(chǎng)的PyroPav—er300E熱再生設(shè)備機(jī)組(俗稱熱力坦克)，它集路面加熱、銑刨、攤鋪、碾壓等一系列功能于一體，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)原路面進(jìn)行銑刨，廢瀝青料熱再生，重新攤鋪碾壓，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)車道的熱再生翻新，代表了國(guó)際熱再生技術(shù)的最高水平。瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生修補(bǔ)技術(shù)由于工期短、工藝簡(jiǎn)、成本低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，目前是世界上瀝青路面養(yǎng)護(hù)最先進(jìn)的施工方法。

2.2.3 直接罩面法、銑刨加鋪新料法和挖補(bǔ)法，這三種方法均屬于傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法。

1）直接罩面法

此方法優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于大面積修補(bǔ)，原路面不必處理，施工周期短，但缺點(diǎn)是投資大，且由于提高了路面標(biāo)高，給路面排水帶來(lái)了問(wèn)題，若是橋面，則增加了橋梁荷載。

2）銑刨加鋪新料法

這種方法解決大面積補(bǔ)修路面病害徹底，但施工工序多，瀝青廢料污染嚴(yán)重，且由于廢料未能再利用，所以投資大、浪費(fèi)多，施工周期也長(zhǎng)。

3）挖補(bǔ)法

挖補(bǔ)法是局部路面病害冷補(bǔ)最常用、最傳統(tǒng)的方法。隨著冷補(bǔ)材料的不斷推陳出新，不失為一種經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)修方法。但缺點(diǎn)是修補(bǔ)路面平整度、密實(shí)度質(zhì)量難保證，且因是人工操作，不適合高速公路高質(zhì)量快速修補(bǔ)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

多年來(lái)，人們一直在尋求更有效、經(jīng)濟(jì)的瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)，尤其是對(duì)高速公路大中修工程更迫切。從上述各種瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)方法看，都存在利弊。所以，高速公路養(yǎng)護(hù)人員在選擇瀝青路面病害處治方案時(shí)，應(yīng)遵循以下兩條總則∶

3.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為主

高速公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)使用壽命15年，《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定交付后，一般7年方可大修。但近年交通量日增，車輛大型化、重載超載嚴(yán)重以及渠化交通，而瀝青路面對(duì)氣溫、日照，特別是雨水的影響十分敏感，往往等不到大修便嚴(yán)重破損。所以，在路基穩(wěn)固、基層完好路面出現(xiàn)輕微損害時(shí)，應(yīng)及時(shí)維修，做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)凹型車轍，輕度網(wǎng)、龜裂，泛油及路面粗糙度降低，水損等病害，微表處在目前是最有效、最經(jīng)濟(jì)的處理方法。

3.2 對(duì)癥下藥

瀝青路面病害形式多樣，產(chǎn)生的原因各種。在日常管護(hù)中，一應(yīng)注重路況調(diào)查，做到對(duì)癥下藥；二應(yīng)充分了解每種技術(shù)處治方案及機(jī)械設(shè)備的適用范圍，特別是引進(jìn)的國(guó)外技術(shù)設(shè)備；三要有經(jīng)濟(jì)效益理念。通過(guò)上述三方面的分析，合理科學(xué)選定瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)方案，做好養(yǎng)護(hù)管理工作。

［1］交通運(yùn)輸部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004.

［2］虎增福,等.乳化瀝青及稀漿封層技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2001.