高速公路路面病害的成因和对策浅析

白伟华

摘要：随着我国汽车产业的发展，汽车保有量的增多，很多车存在超载现象，导致高速公路负荷过大，长此以往使路面造成了较大的损害，路面脱落、破裂等问题凸显。文章首先介绍了高速公路路面的病害表现，接着对路面病害产生的原因进行了分析，最后针对路面病害以及产生的原因提出了对高速公路路面病害进行修复应该采取的对策。

关键词：高速公路；路面病害；车辙；裂缝；凹槽 文献标识码：A

中图分类号：U412 文章编号：1009-2374（2016）11-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.043

1 工程概述

作为一种关键的公路路面类型，沥青路面有着广泛的应用，但受到多方面因素的影响很有可能会出现多种病害问题，例如长期碾压导致的破损、路面基层强度变差、地表水的不断渗透、路面裂缝修补工作不到位等，不仅使路面的维修和养护资金投入增大，还影响了车辆安全、正常的行使。沥青路面的裂缝修补工作是一项相对繁琐而艰巨的任务，在修补的过程中要综合分析和考虑天气状况、设备及施工材料等多方面的因素，否则会影响施工效率。2012～2015年5月以来，大理总段大力开展沥青路面预防性养护劳动竞赛，积极探索新工艺及设备的应用，“废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝”是沥青路面预防性养护劳动竞赛成果之一。

2 废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝材料的技术控制

（1）废旧轮胎橡胶粉掺配比例控制；（2）废旧轮胎橡胶粉改性沥青技术指标控制；（3）废旧轮胎橡胶粉改性沥青配合比试验控制。

3 自创废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝料加工设备

面对公路养护生产的实际需要与外购成品橡胶沥青和密封胶价位较高，大理总段集思广益，在材料机械部门的牵头下，先后设计出属于自己的橡胶沥青灌封设备和机电橡胶沥青加工设备（见图1、图2、图3）。其中这套简易的橡胶沥青灌封设备是在路面划线机的基础上改造而成的，主要的工作组件为一套橡胶沥青加工桶，它主要由以下部分组成：基质沥青的盛放装置，液化石油罐的加温装置，人工搅拌装置，温度测量装置和整体运输装置等，工作时各个装置通过沥青管道和输气管道相互连接；除了橡胶沥青加工桶，这套设备还包括了橡胶粉的盛放装置、称量装置及筛分装置等附属装置。

4 自制废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝料生产工序

（1）向废旧轮胎加工企业购买质地较好的60目和20目橡胶粉，用水洗法将不同细目的橡胶粉分别过2.0mm的筛孔，计算出各自的通过百分率后，根据各筛分结果和配比计算出合理的级配，并且保证级配必须在规范范围内，将筛分出的不同粒径的橡胶粉按粒径大小分别存放；（2）根据养护生产所需的橡胶沥青的数量，按照配比计算出所需的90#基质沥青和不同粒径的橡胶的数量。根据试验配合比结果，橡胶粉与基质沥青配合比为0.33∶1（20目橡胶粉与60目橡胶粉含量分别为85%和15%），由此制作出的橡胶沥青能达到技术要求；（3）按照计算的结果，基质沥青经过流量计计量之后加入橡胶沥青加工桶，同时开启液化石油罐的加温装置，当基质沥青温度达到180℃以上时，将经称量装置称量后的橡胶粉，按计算比例加入到橡胶沥青加工桶；（4）当基质沥青与橡胶粉溶胀至193℃～218℃时，开启拌合装置按照规定的转速进行搅拌，搅拌时间为45分钟，保证橡胶粉的充分溶胀分解；（5）保证加温装置的稳定性，保持温度在190℃～210℃，同时开启阀门，让制作好的橡胶沥青流出。

5 开槽灌缝施工工艺

5.1 定缝

由于路面裂缝有龟裂、块状裂缝、纵向裂缝和横向裂缝四种，用橡胶沥青所灌的裂缝主要是沥青路面面层上出现的单条裂缝，故在划缝前应先找出路面上单条的纵向和横向裂缝。

5.2 划缝

为了准确扩缝，避免扩缝机的扩缝齿在扩缝时不至破坏未产生裂缝的路面：对于缝宽低于3mm的不明显的单条裂缝，先用粉笔沿其缝隙划出明显痕迹，扩缝机在扩缝时将沿此划痕扩缝；对于缝宽大于3mm的单条裂缝，扩缝机可沿裂缝直接扩缝。

5.3 扩缝

为了较好地封住路表水，让橡胶沥青更多更好地填充缝隙，就必须在灌缝前用灌缝机扩缝。扩缝时，扩缝机标尺要对准裂缝，以免扩缝机齿轮破坏其他路面，扩缝时缝深以1～1.5cm为宜。

5.4 清缝

用扩缝机扩过的路面裂缝，其缝内外会存有大量灰尘和松动物，为了让橡胶沥青更好地与原路面黏结，在灌缝前就必须对已扩过的裂缝进行吹灰处理。在第一次吹灰处理结束后，要用不同型号的铅丝沿扩过的缝隙清刮一遍，以刮下松动物和其他覆着物，之后再用吹风机对裂缝进行第二次吹灰处理。

5.5 灌缝

将配制好的橡胶沥青倒入长嘴壶内，并沿已清好的缝隙灌缝。值得注意的是：灌缝的同时还应搅拌壶内的橡胶沥青（搅拌的目的是防止橡胶粉沉入壶底）。灌缝时以橡胶沥青刚好灌满缝隙为宜。

5.6 养护

完成灌缝操作后要对沥青进行完全冷却处理（通常为15分钟），对路面进行全面清洁，结合天气状况做出开通道路的决策。

6 成本分析

6.1 原有修补方式的成本

就以往沥青里面的养护和修补工作状况来看，一般费用约为8元/m，但因为灌缝材料成本的改变，修补处理在一年后还会失效，所以在三年内的成本投入约为19～24元/m。

6.2 开槽修补法自制废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝料成本分析

根据2012～2015年的灌缝统计共灌缝269451m，每天可灌缝400m。

若针对中小裂缝的进行分析，经开槽处理的深度、宽度分别是2和2.5cm，则：

6.2.1 延伸1m所使用的橡胶沥青资金为：对槽进行填充的使用量计算：2cm×2.5cm×100cm=0.5L；0.5L×15kg/L=0.75kg；按照配合比，橡胶粉为0.75kg×0.25=0.19kg，价格0.19kg×2.5元=0.48元，90#基质沥青价格0.56kg×5.2元=2.91元；每延米橡胶沥青价格：3.39元。

6.2.2 燃料费用：每天正常工作需消耗液化气150kg，以3元/kg计，则每延米费用：150×3÷400=1.13元。

6.2.3 正常耗损件费用：开槽机刀片每套报价6000元人民币，可开槽6000～28000m左右，以15000m计算，每延米刀具损耗费为6000÷15000=0.4元，包括其他维修、配件损耗，费用以0.6元计。

6.2.4 卡车费用：每台班600元，则每延米费用为600÷400=1.5元。

6.2.5 人工费用：正常施工需6人，平均每人每天200元，人工费6×200÷400=3元。

综合上述五个资金消耗内容，可以得出延伸造价是9.6元/m，如果失效期限为三年，加上修补的总费用就约为10元。

6.3 开槽修补法密封胶成本分析

2009年，大理公路管理总段祥云段，在楚大高速公路采用密封胶进行路面单条裂缝处治，并租借开槽设备和灌缝设备，通过灌缝统计：每天只能工作300m。

密封胶在常温情况下的密度是15kg/L，若进行开槽后的裂缝宽度、深度分别约为2cm和2.5cm，则：

6.3.1 每延米密封胶消耗费用：填槽用量：2cm×2.5cm×100cm=0.5L；0.5L×15kg/L=0.75kg；密封胶1kg价格：1t报价10000元人民币，则1kg即为10元。每延米价格：0.75kg×10元/kg=7.5元。

6.3.2 燃料费用：每天正常工作需消耗柴油95L，汽油42L，以6.8元/L计，则每延米费用：（95+42）×

6.8÷400=2.23元。

6.3.3 正常耗损件费用：开槽机刀片每套报价6000元人民币，可开槽6000～28000m左右，以15000m计算，每延米刀具损耗费为6000÷15000=0.4元，包括其他维修、配件损耗，费用以0.6元计。

6.3.4 卡车费用：每台班600元，则每延米费用为600÷300=2元。

6.3.5 人工费用：正常施工需6人，平均每人每天200元，人工费6×200÷300=4元。

综合上述分析，可以得出的延伸造价是16.3元/m，如果失效期限为三年，加上修补的总费用约为17元。

7 经济效益比较

（1）原有修补途径相比无需投入很大的前期费用，然而也存在失效快的弊端，在一年以后很多道路都已经无法再继续运行，要想进行延伸还需要耗费大量的费用；（2）借助开槽修补法的方式，运用自制废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝料，虽然初期自制工艺繁琐，但其使用寿命长，裂缝密封的效果好，成本大幅度降低，使用3年后，裂缝病害的处理效率高达86%，延伸造价明显降低；（3）前期成本费用大是开槽式密封胶修补技术最显著的特征，但后期能够正常运行的时间较长，可以避免裂缝病害的恶化，可以保证较长的时间内裂缝问题的高效处理，延伸费用比以上两种措施均低。

通过经济效益比较2012～2015年5月共灌缝269451m，如用传统修补法需要投资585.0142万元，用自制废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝料修补法只需要投资272.1455万元，用密封胶修补法需要投资457.5278万元，可节约资金309.8687万元。

8 与原成果相比推广应用的程度

2012～2015年，大理总段成功推广应用该项技术，取得了良好的经济效益和社会效益。通过废旧轮胎橡胶粉改性沥青灌缝料这种技术方式，有效地对存在裂缝的路面进行处理，能够增强路面的使用寿命，还能够减少后期道路养护和维修资金投入，施工操作更加简便、快捷，可以在短时间内开放交通，具有极高的效益。实践表明，沥青路面裂缝灌缝新技术具有良好的推广价值和应用前景。目前，该项成果已经在我省广泛推广应用。

参考文献

[1] 公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）[S].

[2] 吴晓东.橡胶粉改性沥青的路用性能及应用[J].公路

交通科技，2009，（11）.

（责任编辑：王 波）