浅谈高等级公路沥青路面常见病害分析及养护措施

2014-03-27姜伟，徐萌

城市道桥与防洪 2014年9期

姜伟，徐萌

（吉林省高速公路管理局养护管理技术中心，吉林长春 130021）

0 引言

随着我国经济日益发展和建设速度的加快，高等级公路建设也取得了举世瞩目的发展，公路交通量显著增高，交通渠化以及重载和超载现象日益突出，同时人们对沥青路面的舒适性、安全性和耐久性有了更高的期望，因此对沥青路面也提出了更加严格的要求。所以沥青路面经常会出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害，这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，缩短了沥青路面使用寿命，影响了道路投资效益。某高速公路于1997年9月建成通车，然而由于该路段客流量大，车辆超载严重，致使路面不同程度地出现了车辙、龟裂、唧浆等病害现象，从而加速了道路的破坏。结合工程实践经验简单介绍这几种病害及其成因。

1 沥青路面病害成因

1.1 路面设计问题

某高速公路路面结构采用 35 cm 二灰碎石基层，15 cm 沥青混凝土面层。由于二灰碎石为半刚性结构，强度较高，且形成板体，其弹性模量远比沥青混凝土为高，在相同外部荷载作用下的变形能力较沥青混凝土小的多。而沥青混凝土为柔性结构，其变形能力强，亦即其板体效应差。在实际的行车过程中，当行车荷载作用于其上时，直接接触部分的沥青混凝土承受绝大多数荷载并将荷载传递到基层上，而由于基层强度高，变形能力差，板体性强，因而该部分沥青混凝土在所承受的基层反作用力下，其内部原有结构层被破坏，失去应有的强度和变形能力，形成车辙。路面结构设计不合理，其中有多方面的原因，可能是沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。还可能是油路补强段的路面厚度考虑不足，再或许就是岩石路段石质类型确定有误，及路面厚度没有达到标准等等。沥青面层结构具体标准就是要满足多数车型的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求。应该选用粒径相对较小，空隙也小的级配混合料，采用细粒径沥青混凝土，提高沥青路面面层的防渗性。

1.2 路面结构问题

此问题具体说就是路面面层问题，在面层结构中，表面层承受的荷载、温度应力最大，又直接暴露在空气中。近些年来，高速公路建设的技术人员对混合料设计与施工十分重视，在选择抗车辙、抗裂、抗磨耗、稳定、耐久、密水、粗糙抗滑的性能和结构上，都花费了很大的精力；但由于对中下面层的重视程度不高，一些通车路段出现的病害，主要原因是中面层的抗车辙和下面层的抗疲劳性不好

1.3 路面排水设计

有的项目在设计时排水设计有欠考虑，致使从路面渗透的水无法排出。在路堑挖方路段下未设透水层，致使山坡裂隙水渗透到基层，从而造成路面破坏。，缩短了沥青路面使用寿命，影响了道路投资效益。

2 高速公路沥青路面常见病害

沥青混凝土路面病害共分 11 个大项 21 个小项,高速公路沥青路面常见的病害有功能性破坏、局部沉降、路面推移、泛油、沉陷、坑槽、车辙、裂缝、水损坏等。

（1）功能性破坏

此类病害主要表现为在通车后的不平整路面现象，同时其在设计时的预期功能目标也无法实现，造成这种病害的原因是不及时的初期养护造成的。

（2）局部沉降

这种病害主要表现是因为的路基沉降后不均匀而导致的路面局部沉陷，是因为没有严格控制施工质量才造成这种病害，再加上同没有妥善处理施工中出现的问题。

（3）路面推移

病害主要表现为在公路的纵方向，会出现沥青混合料的位移现象，通常出现于公路通车后或施工期间。

（4）泛油

此病害主要表现是在对材料进行运输及施工时，局部公路的部位会出现沥青混合料粘结，造成病害的原因包括粉胶比、摊铺不均匀、级配以及油石比没达到标准

（5）沉陷

沉陷指路基压实度不够或者是地基土质不良,在地下水的浸入、路基不稳定因素，再就是行车荷载等作用下产生的不均匀的竖向变形而导致路面局部下沉的现象。没有严格控制施工质量，同时没有妥善处理施工中出现的问题从而造成了沉陷的病害。沉陷给高速公路带来的危害很大,严重影响交通安全,在实际养护工作中必须及时处置。

（6）坑槽

杭槽是指在行车荷载等外力作用下，让得局部路面骨料脱落而产生的深度在小于等于 2.5 cm,不大于 (约 0.3 m× 0.3 m)的坑洼。

（7）车辙

车辙是轮迹处深度大于 10 mm 的纵向带状凹槽(辙槽)在大型车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成。造成这种病害的原因是大吨位、集装车、超重车等车辆反复在公路上行驶碾压，从而出现永久性的塑性流动、变形而导致的。

（8）裂缝

裂缝是最常见的病害之一,按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和反射裂缝四种。主要表现为路面横向或纵向的开裂，半刚性基础材料、沥青面层的抗裂性能。决定性因素是公路所在地的温度变化。通常高速公路裂缝以横向裂缝比较常见。

（9）水损坏

在岁月的侵蚀下，尤其是在长期下雨后，高速路面的颜色会愈发的变黑，会出现轮迹处路面向两边推挤而隆起的现象，继续轮迹处沉陷，再发展，接下来靠近轮迹的隆起就会部分破损，很快就出现面层松散、剥落、坑槽等现象。典型水损害现象就是松散的集料表面光溜溜的，接着沥青膜已剥落殆尽。

3 路面病害病理的养护对策

3.1 裂缝的养护

严酷的天气下全部或大部分可愈合的轻微裂缝，可不加处理。但是对于其他的情况：例如对于缝宽达达到 3 mm 时，用刷可将缝隙扫干净，再用压缩空气吹净尘土后，采用同步碎石或超薄磨耗层封缝。由于土基、基层强度不足或路基翻浆等引起的严重龟裂，应先处治好基层后再重新作面层。

3.2 坑槽的养护

（1）修复坑槽，就是利用切割设备按几何形状对修补范围进行切割清除作业。

（2）对基层进行检查，如果基层完好，则将其进行清理，并且洒刷粘结沥青于坑内与坑边侧，而后填筑、整平沥青混合料，最后借助碾压设备将其压密，保证新旧混合料的紧密度后，方可开放交通使用。如果因基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽，宜先处治基层，再修复面层。

3.3 车辙的养护

铣刨有车辙路段。铣刨后应切缝清理路床，以保证接口平顺。因车辆行驶推移而产生的车辙，应将出现车辙的面层切削或铣刨清除，然后重铺沥青面层。在一级公路上可以采用 (SMA)或（SBS）改性沥青混合料、或聚乙烯改性沥青混合料等来修补车辙。因面层与基层间有不稳定的夹层而形成的车辙，需将面层挖除，清除夹层后，重作面层。因为基层强度不足、水稳性能不好，使基层局部下沉而造成的车辙，要先处理基层。

3.4 泛油的养护

只有轻微泛油的路段，可撒上在大于 3 mm、小于 5 mm 粒径的石屑或者粗砂，并用压路机或控制行车碾压后方可修复。

若在泛油较重的路段，可撒上大于 3 mm、小于 5 mm 粒径的石屑用压路机碾压。待稳定后，再撒 3～5 mm 粒径的粗砂，并用压路机或控制行车碾压，即可修复。

泛油的修复与养护应注意以下事项:处治时间应选择在泛油路段已出现全面泛油的高温季节；做到少撒、薄撒、零匀撒、零堆积、去、零空白；禁止使用含有粉粒的细料；要采用压路机或引导行车碾压，使所撒石料均匀压入路面；如采用行车碾压，应及时将飞散的粒料扫回，待泛油稳定后，将多余浮动的石料清扫并回收。

3.5 裂缝的修复

利用改性沥青、乳化沥青或热沥青对细小裂缝进行灌缝处理，将撒上风积砂或水洗砂于其表面，清理表面并清扫均匀。要注意的是在灌缝之前，缝边、缝内的杂物务必清理干净，与此同时还要保证裂缝内的干燥性。

3.6 路面沉陷的修复

将切割机把沉陷断面的水稳层与沥青面层进行切开作业，而后根据沉陷修复养护工艺流程对其进行处理沉陷深度不大于 2.5 cm 时，精铣刨 1 cm，摊铺橡胶沥青同步碎石封层或超薄磨耗层填补，在界面上覆盖洒粘层油布，在不大于 6 cm 的分层填筑并压实，在修复完成后，待修复区域冷却到 50℃以下后，即可将交通恢复

4 沥青路面的预防性养护

4.1 加强日常养护

日常养护很重要，要做好小修保养。做到经常巡路检查，及时排除有损路面的各种因素，如果发现路面出现初期病害应该及早处理，不留隐患。在春季要做好沥青路面收缩裂缝的灌、封修理；秋季做好冬季病害的预防性保养修理，例如裂缝灌封修理、冻胀松脆的防治。盛夏是沥青路面养护施工的最佳季节，应及时处治泛油、铣刨铲除拥包、坑槽，及时恢复路面的使用质量。

4.2 微表处的养护

目前微表处是认为对高速公路进行预防性养护最佳选择，能快速修复路面轻度车辙以及多种路面病害，是提高路面防滑能力的最有效、最经济的手段之一。其必须使用专用的摊铺机进行摊铺。进行施工前，必须把路面清理干净。若不慎使用水冲洗了路面，则要待所有的路面裂缝完全干燥后，才能进行微表处施工。单层的微表处适用于旧路面车辙深度小于等于 15 mm 的情况，超过的必须要分两层摊铺。