二級(jí)公路瀝青路面病害分析與處治

江 瑋，江 潞

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京211188)

二級(jí)公路瀝青路面病害分析與處治

江 瑋，江 潞

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京211188)

隨著我國(guó)公路通車?yán)锍痰牟粩嘣鲩L(zhǎng)，公路建成通車后，由于行車荷載和自然因素的作用，瀝青路面會(huì)出現(xiàn)不同程度、不同類型的早期破壞現(xiàn)象。文中通過(guò)對(duì)某二級(jí)公路瀝青路面病害情況的分析，總結(jié)了目前公路瀝青路面的典型病害類型。分析了瀝青路面病害產(chǎn)生的原因，提出了預(yù)防病害的處治措施并推薦了典型病害合理有效的處治方法和養(yǎng)護(hù)措施。

瀝青路面；病害；裂縫；車轍

近年來(lái)，道路交通量的日益增大，車輛迅速大型化且普遍存在嚴(yán)重超載的現(xiàn)象，致使許多瀝青路面在建成通車后就出現(xiàn)了不同程度、不同類型的早期破損現(xiàn)象。瀝青路面病害的主要類型有：裂縫、沉陷、泛油、龜裂、車轍、坑槽等。本文通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的剖析，分析瀝青路面發(fā)生病害的原因并提出防治與處理措施，以期對(duì)預(yù)防、治理瀝青路面早期病害有所裨益。

1 工程實(shí)例

某二級(jí)公路位于國(guó)家級(jí)開發(fā)區(qū)，園區(qū)以港口為依托，公路水運(yùn)交通繁重，交通需求量較大，道路有大量重載車輛進(jìn)出。公路全長(zhǎng)5km，二級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為60km/h。設(shè)計(jì)路基寬度17.0m，路面寬14.0m。本工程路面為瀝青混凝土路面，采用4cm細(xì)粒式瀝青混凝土 （sup-13）+6cm粗粒式瀝青混凝土（sup-20）。該路段的病害主要為裂縫、龜裂、麻面和車轍現(xiàn)象。其中龜裂沉陷5處，面積約為250m2，麻面面積約 181.5m2，2處車轍，一處為26mm，另外一處為41mm。

2 病害原因分析與處治措施

2.1 裂縫

路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一。龜裂、塊狀裂縫、橫向裂縫和縱向裂縫均屬于裂縫類病害。其危害在于水分從裂縫中不斷地進(jìn)入，使基層甚至路基軟化，導(dǎo)致路面承載力下降，加速路面的破壞。本工程早期的病害主要是縱向裂縫和輕微的橫向裂縫，如圖1、2所示。

圖1 縱向裂縫

圖2 輕微橫向裂縫

2.1.1 裂縫形成的主要原因

1）路基施工不當(dāng)。

2）由于天氣、機(jī)械以及人員的休整等方面原因以及冷熱接縫沒(méi)有處理好，道路通車運(yùn)營(yíng)后，發(fā)展成了路面的橫向裂縫。

3）瀝青路面攤鋪時(shí)，采用半幅攤鋪或者由于其他不可避免的原因形成縱向冷接縫，處理方式不得當(dāng)，形成了縱向裂縫。

2.1.2 裂縫處治的措施

對(duì)于輕度縱、橫向裂縫，可采用熱再生工藝直接修復(fù)。對(duì)于重度縱向裂縫，熱再生施工前需要進(jìn)行預(yù)處理。本次施工段計(jì)劃先刨掉12cm厚瀝青面層后將路面基層進(jìn)行就地冷再生處理?；鶎永湓偕┕ず蠡鶎訕?biāo)高提高4cm，路面瀝青面層預(yù)留10cm進(jìn)行4cmAC-13（玄武巖+改性）瀝青混合料+6cmAC-20普通瀝青混合料攤鋪施工。具體做法如下：

1）施工準(zhǔn)備。開工前配備齊全的施工機(jī)械和配件，做好開工前的保養(yǎng)、試機(jī)工作，并保證在施工期間不發(fā)生有礙施工進(jìn)度和質(zhì)量的故障，施工機(jī)械主要包括運(yùn)輸、再生、整平和壓實(shí)機(jī)械；提前對(duì)路面進(jìn)行清掃排除影響施工障礙。

2）冷再生機(jī)組就位，按施工順序所有設(shè)備排列于施工路段內(nèi)。

3）撒布水泥。本次再生寬度為15m，全幅施工需分五道進(jìn)行，水泥用量分別為4.5%。根據(jù)計(jì)算水泥用量4.5%時(shí)，水泥撒布量為10.08kg/m2，即一袋水泥50kg可撒布約5個(gè)平方。根此畫出網(wǎng)格，并在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)放置一袋水泥，人工用木刮板均勻攤鋪，要求水泥盡量均勻地分布整個(gè)網(wǎng)格內(nèi)。

4）撒布集料。提前在施工范圍內(nèi)劃上網(wǎng)格，根據(jù)計(jì)算，長(zhǎng)度200m，寬度約15.0m，再生20cm約需要288t碎石（20～30cm），采用運(yùn)輸車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，每車約裝33.6t左右，施工路段按前進(jìn)方向每24m（寬度15.0m）為一格打灰線，運(yùn)輸車運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后將整車混合料卸入方格內(nèi)，運(yùn)輸車運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后將整車混合料卸入固定好網(wǎng)格內(nèi)，然后使用平地機(jī)攤鋪整平，平均骨料撒布量為96kg/m2（若車輛載重變化，要重新計(jì)算），要求盡量均勻，整平完使用重型壓路機(jī)碾壓。

5）再生施工。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，用水量為4%，即20kg/m2，拌合時(shí)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員隨時(shí)檢查含水量，不符合要求時(shí)立即調(diào)整。從加水拌合至碾壓終了，不得超過(guò)水泥終凝時(shí)間。冷再生機(jī)速度一般為2m/～4m/min，網(wǎng)裂嚴(yán)重路段需放慢速度，防止出現(xiàn)塊狀料，如出現(xiàn)需及時(shí)清理。質(zhì)檢人員隨時(shí)檢查翻拌后的混合料是否均勻、厚度是否符合要求，不符合要求及時(shí)查明原因并及時(shí)處理。并安排專人處理連線和清理混合料中的雜質(zhì)及每刀起始位置的余料，以防止影響縱向接縫、橫向接縫及路面平整度。

6）預(yù)壓實(shí)。對(duì)于輪胎式冷再生機(jī)，由于拌合腔在后輪胎的前面，所以再生后的混合料首先受到兩個(gè)輪胎的碾壓，但是兩個(gè)輪胎之間的混合料沒(méi)有被壓實(shí)，這就造成壓實(shí)的不均勻，所以在用平地機(jī)整平之前，必須首先對(duì)兩輪胎之間的松散混合料進(jìn)行壓實(shí)，以使整個(gè)斷面的混合料達(dá)到相同的密度。施工中，當(dāng)冷再生機(jī)作業(yè)至施工長(zhǎng)度時(shí)（50m），采用壓路機(jī)靜壓兩遍，碾壓順序由外向內(nèi)，由低到高（碾壓時(shí)錯(cuò)輪為1/3輪寬）。

7）碾壓整形。在完成一個(gè)作業(yè)段內(nèi)的再生和初壓后，應(yīng)立即用平地機(jī)整形，在直線段落，平地機(jī)由兩側(cè)向路中心進(jìn)行刮平，在曲線段落，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)刮平。整形前，如果再生材料表面水分散失比較嚴(yán)重，可先灑水再整形。整形過(guò)程中，嚴(yán)禁任何車輛通行，并保持無(wú)明顯的粗細(xì)集料離析現(xiàn)象。整形后，應(yīng)立即用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)以弱振（低幅高頻）進(jìn)行復(fù)壓，每次應(yīng)重疊1/2輪寬，壓完路面全寬即為一遍，一般需要4～6遍，碾壓速度，前兩遍采用1.5～1.7km/h為宜，以后宜采用2～2.5km/h。最后用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行終壓，必要時(shí)可灑水碾壓。

8）接縫的處理。

縱向接縫：相鄰兩次施工重疊寬度不得小于10cm，縱向接縫的位置盡量避開輪跡位置。

橫向接縫：施工中盡量減少停機(jī)現(xiàn)象，以減少橫向接縫數(shù)量。再生機(jī)再次施工時(shí)，必須將整個(gè)再生機(jī)后退至再生過(guò)的材料1.5m的距離。

9）養(yǎng)生與加熱。再生層壓實(shí)測(cè)量結(jié)束并合格后，采用HM7或HM16（根據(jù)施工面而定）對(duì)已經(jīng)壓實(shí)的再生層進(jìn)行烘烤，烘烤時(shí)以3.0～4.0m/min的速度加熱三遍。

2.2 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。通常有均勻沉陷、不均勻沉陷、局部沉陷和特殊部位沉陷四種。本工程的沉陷為局部沉陷，如圖3所示。

圖3 沉陷

2.2.1 沉陷產(chǎn)生的原因

1）路基施工質(zhì)量。

2）超重的大型車通過(guò)。

3）土基層壓實(shí)度不夠以及路基存在施工隱患。

2.2.2 沉陷處治的措施

路面存在龜裂沉陷處，基層已松散，需要對(duì)路面進(jìn)行翻挖。翻挖深度根據(jù)實(shí)際情況而定，為瀝青面層和松散基層（約38cm）；開挖后清除松散基層并壓實(shí)，噴灑透層油，采用水泥穩(wěn)定碎石回填至原路面路基標(biāo)高，需分層回填，分層碾壓；冷卻后噴灑粘層油，繼續(xù)分兩層攤鋪AC-20瀝青混合料至原路面標(biāo)高，瀝青層間噴灑粘層油，分層碾壓，壓實(shí)度確保96%以上。

2.3 麻面

2.3.1 麻面產(chǎn)生的原因

1）油石比偏小，結(jié)合料加溫過(guò)度，失去粘結(jié)力而松散。

2）骨料溫度過(guò)高，瀝青粘附時(shí)已燒焦。

3）雨季施工，礦料潮濕，或用酸性礦料未作處治而散失出現(xiàn)麻面、坑槽。

4）由于基層壓實(shí)不夠，強(qiáng)度不均，基層不平，面層滲水，局部先破損。

5）嵌縫料粒徑不當(dāng)，用料不合比例，初期養(yǎng)護(hù)嵌縫料未回歸而散失。

6）低溫季節(jié)施工，工序未銜接，油與料結(jié)合不良，礦料飛散，輕則出現(xiàn)麻面，重則出現(xiàn)坑槽。如圖4所示。

圖4 麻面

2.3.2 麻面的處理措施

1）對(duì)于麻面的面積比較小的地方，一般做一層1cm的薄層罩面。

2）麻面面積比較大的地方先鑿掉上面層，一般3～4cm左右，再噴灑粘層油后重新加鋪混凝土面層。

3）做1cm厚的稀漿封層，防止麻面處瀝青老化、油質(zhì)損失、細(xì)料基層失落，混合料脆裂等。

2.4 車轍

車轍是路面結(jié)構(gòu)層在行車荷載的作用下的補(bǔ)充壓實(shí)以及結(jié)構(gòu)層中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的積累永久變形。這種變形出現(xiàn)在行車輪跡處，形成路面的縱向帶狀凹陷如圖5所示。根據(jù)車轍的形成原因和過(guò)程特點(diǎn)，將瀝青砼路面的車轍分為結(jié)構(gòu)型車轍、流動(dòng)性車轍、磨耗磨損性車轍、壓密型車轍四種類型。本路段的車轍問(wèn)題屬于第二種類型。

圖5 車轍

2.4.1 車轍產(chǎn)生的原因

1）用的瀝青結(jié)合料含蠟量高，瀝青用量過(guò)多。

2）粗集料用量少，棱角性差，礦粉用量偏少。

2.4.2 車轍的處治措施

1）對(duì)于第一處比較嚴(yán)重的車轍（25mm至40mm，壓密性車轍）采用熱再生方法處理。在鋪裝層上加熱刨松上面層和中面層上部1cm，并加入適量的改性瀝青混合料，最后一起壓實(shí)成型。

2）對(duì)于第二處嚴(yán)重車轍（40mm以上，失穩(wěn)性車轍），對(duì)此類車轍采取徹底挖除，重新攤鋪高溫穩(wěn)定性好，密水性強(qiáng)的混合料處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

瀝青路面在公路運(yùn)輸中起到舉足輕重的作用，近年來(lái)，在各等級(jí)公路中，越來(lái)越多的使用了瀝青路面。但是由于交通壓力、氣候及自然因素等的影響，瀝青路面容易發(fā)生較為嚴(yán)重的早期的破損。這些病害的出現(xiàn)，對(duì)車輛的行駛速度、荷載能力、機(jī)械磨損、行車舒適性及交通安全等方面產(chǎn)生重要影響，文中通過(guò)對(duì)瀝青路面病害及病害與預(yù)防的總結(jié)分析，旨在為今后瀝青路面的病害預(yù)防提供更加明確的方向，確保道路路面的功能可以達(dá)到最大化。

［1］ 楊樹萍，鹿中山，程新春.半剛性基層瀝青路面病害的原因與防治［M］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002.25 (5):748-752.

［2］ 孟續(xù)峰.山西省典型瀝青路面病害成因分析及養(yǎng)護(hù)措施［M］.公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2016.137(5):89-91.

［3］ JTGF40-2004.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］ JTJ073.2-2001.公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.

TU418