高速公路沥青路面病害分析与养护办法

2018-03-24王磊

山西建筑 2018年4期

王磊

(山西交通控股集团有限公司晋中高速公路分公司，山西晋中 030900)

0 引言

高速公路是国家生产生活的重要组成部分，不但影响了国家经济发展和人民生活水平，同时还是国家安全战略布局的重要一环[1]。因此，高速公路的质量对于国家的发展建设是十分重要的。近十几年来，我国高速公路的路面普遍采用沥青路面。这是因为沥青路面不但具有很强的力学承载力，而且具有优良的稳定性和防滑性，是保证高速公路安全稳定运行的首要路面。

与城市道路施工过程中的沥青路面不同，高速公路沥青路面具有其独特的特点。对路面的技术要求较高，不但要求很强的承载能力，而且同时要求防滑性能高。但是，随着我国高速公路里程与运行时间的同步加大，高速公路的沥青路面病害呈现上升的趋势，这些病害不但影响高速公路的使用寿命，更为重要的是威胁了路面汽车的行车安全。因此，科学分析高速公路沥青路面病害的形成原因，提出合理的养护方案，对于提高高速公路的使用寿命与降低高速公路交通事故的概率具有十分重要的意义[2,3]。

为此，文中深入分析影响高速公路沥青路面的因素，找出了高速公路沥青路面病害的原因，并提出了有针对性的养护策略。这对于降低高速公路养护成本、增加高速公路使用寿命、保障高速公路的形成安全具有重要意义。

1 高速公路沥青路面常见病害

1.1 道路裂缝

高速公路的裂缝可以分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝。其中横向裂缝是指裂缝与道路行车方向垂直的路面裂缝，横线裂缝在高速公路沥青路面中是十分常见的[3]，而横向裂缝又可以分为荷载型横向裂缝和非荷载型横向裂缝，是根据病害的不同原因进行区分的。通常情况下，造成沥青路面裂缝原因的是温度较低，达到沥青的断裂温度，从而导致沥青路面在刚强度负荷中产生裂缝。基层反射裂缝与荷载型横向裂缝相似，是受到温度与载荷双重影响产生的，多数是由于路面基层开裂产生的应力致使路面开裂。与横向裂缝相反，纵向裂缝与道路行车方向平行，并且通常裂缝的宽度与长度具有随机性。如果道路路面出现横向裂缝或纵向裂缝后，未及时对道路进行养护处理，就很有可能使路面出现网状裂缝，网状裂缝会严重影响道路行车。

1.2 坑槽与车辙

坑槽是高速公路沥青里面常见的病害。坑槽是由于路面基层厚度不够或者沥青材料的粘结性能不佳造成的，特别是当沥青路面碾压不实，且沥青路面下层存在泥灰，此时沥青路面与基层不能有效粘结，极易造成路面出现坑槽。此外，如果修复坑槽不彻底，原有坑槽位置再次出现坑槽的可能性很高[4]。车辙是沥青路面所特有的一种病害现象。沥青路面在高载荷车辆的长期作用下，在车轮经常碾压的轮迹上，很容易出现车辙。

2 高速公路沥青路面病害原因

影响高速公路沥青路面病害的因素是多方面的，这包括路面设计与施工问题、路面积水问题、路面硬化以及路基强度不足等。

2.1 路面设计与施工问题

在高速公路沥青路面的设计过程中，忽略不同地域环境的影响，使得高速公路通车以后，沥青路面与地域环境不符合，给路面带来质量问题。例如，高速公路的沥青路面设计不足，没有预计到地域环境的变化，导致沥青路面设计厚度与强度不够，不能够适应地域环境的影响，导致高速公路沥青路面在使用过程中出现质量问题[5,6]。

在高速公路沥青路面的施工过程中，施工质量不合格是造成高速公路沥青路面出现病害的主要原因。在高速公路沥青路面的施工过程中，主要的质量问题就是沥青离析。这将严重影响高速公路的沥青路面质量。所谓沥青离析就是指在施工过程中，沥青混合材料的配比出现问题，导致细料和粗料分布在路面上下两层，严重地影响沥青路面的稳定性和防滑性。并且一旦出现沥青离析问题，在高速公路车辆的作用之下，路面就会出现车辙，严重影响行车安全。因此，必须要严控施工质量，保证高速公路沥青路面按照技术标准进行。

此外，在城市道路施工过程中，还存在部分“献礼工程”。这些工程为了在“规定”的时间内完成，极易出现施工不规范，相关监管部门监管不到位，使得道路施工质量存在问题。例如某市路段施工的过程中，市政府要求在国庆通车，施工方为了满足实际要求，施工程序不达标，很多路面的电线杆都是沥青路面铺设完成后再拔除的，只是在路表进行了简单的修补，沥青路面整体强度不足，导致该条路面的沥青在使用后不久就出现多处坑槽。

2.2 路面积水较多

分析调查结果表明，许多高速公路沥青路面的病害都是由积水造成的。通常情况下，高速公路由于养护措施不力，沥青路面上经常会出现层间水、孔隙水，甚至是出现深层水。路面积水不但会破坏高速公路的沥青路面，导致沥青路面出现病害，而且还会影响高速公路的整体结构稳定性，对高速公路的安全使用具有重大威胁。实验结果表明，高速公路的沥青路面上出现4 cm的孔隙水，通常需要6 d时间才可以全部蒸发。更为严重的是，夏季的高速公路沥青路面的温度可达60 ℃，在高温条件下，孔隙水会给路面的稳定性带来十分严重的破坏，导致路面的承载能力下降。此外，层间水对高速公路沥青路面的破坏性也是十分巨大的，随着时间的推移，没有蒸发的层间水就会深入到路面以下，影响路面的承载能力。

2.3 路面硬化

经过长时间使用后，高速公路的沥青路面很有可能会出现路面硬化。出现路面硬化的主要原因是沥青混凝土具有一定硬度，因此在自然环境下，就会出现轻微硬化，但这个过程很缓慢。目前高速公路沥青路面硬化主要是由于沥青中的混凝土比例过高，这往往是由于路面设计或者路面施工造成的。当高速公路的沥青路面出现硬化以后，如果不及时修复就会很容易演化为路面纵向移位，进而导致路面膨胀或者路面陷落。这对于高速公路的通车安全影响极大，特别是路面硬化会引发路面起皮，这是严重影响高速公路行车安全的重要病害。

2.4 路基强度不足

高速公路的路基强度不足，会导致公路沥青路面出现病害。路基强度不足导致的沥青路面病害主要表现为软基处理不到位、路面压实度不够，尤其是路堤压实不合格与隔带排水系统不完善。造成这类病害的主要原因是沥青路面施工过程中，沥青与混凝土的配比控制不严、材料品质不合格以及路面设计厚度或施工厚度不够。统计分析结果表明，高速公路出现路基强度不够主要有两个原因。第一个是施工原因，主要是指施工过程中压实效果较差，这使得随着道路的使用，再加上雨水侵蚀，致使路基出现压缩沉降；第二个是材料原因，如果施工过程中路基材料不合格，路基内含水量过多，路基就会在水分和车辆载荷的合力下，发生路面沉降。

3 高速公路沥青路面病害养护办法

科学合理的沥青路面养护能够在减少高速公路病害的同时提高沥青路面的使用寿命，经过调查与实验分析，笔者认为应该从以下几个方面强化高速公路沥青路面的养护，降低高速公路沥青病害造成的行车隐患，延长高速公路沥青路面的使用寿命。

3.1 沥青路面预防性养护

预防性养护可以有效防止高速公路沥青路面出现病害，延长高速公路沥青路面的使用寿命。在高速公路沥青路面没有出现结构性破坏时，在不增加道路承载力的条件下，采用相应的技术手段提高路面质量，可以继续保持路面的运行状态，延长路面使用时间。常用的预防性技术有雾封层、同步碎石封层、稀浆封层等。雾封层是指将特制路面保护剂喷洒至沥青路面，可以有效防止路面老化；同步碎石封层将流体沥青喷洒在路面上，能够有效地吸收应力和分散应力，防止裂缝产生。稀浆封层是指将科学配比的泥浆摊铺在沥青路面上，硬化后形成可以保护路面的结构。由于预防性养护的经济性和高效性，越来越多的高速公路沥青路面采用预防性养护技术。

3.2 科学合理的病害维修

高速公路沥青路面修复是指对于出现的不严重病害进行技术修复，避免轻微病害演化为严重病害，要注意深入分析病害成因，科学地选择病害修复方法。轻微的病害修复包括坑槽修复、裂缝修复以及壅包修复。

1)坑槽修复。

对于路基破损不严重，只是单纯的面层出现坑槽，可以采用合理的维修工艺对坑槽进行修复。要注意结合施工环境，选择科学的坑槽修复方法。例如，对于低温路段或者阴雨季节，就不能直接采用常规的坑槽修复方法一次性修复坑槽，要首先采用临时性措施控制坑槽进一步演化，等待天气好转后，再按照相关技术标准要求进行坑槽的彻底修复。

2)裂缝修复。

进行裂缝修复之前，同样需要对裂缝进行判定。主要是判定该裂缝是否是由于高温天气造成的，如果裂缝宽度不大，而且是高温天气，就可能是由于高温导致的沥青路面裂缝，这种裂缝可以不加处理，裂缝会自然愈合。但是对于不能自然愈合的裂缝，就必须要采用措施进行修复了。常用的裂缝修复措施包括挖补式、热烘式和喷射式。其中挖补式是最原始的修复沥青路面方法，该方法的优点是病害清除彻底，缺点是施工过程繁琐，恢复交通慢。热烘式修补法是利用红外加热路面，其中热烘式利用加热技术，现场将原有沥青路面加热，同时喷洒乳化沥青，实现旧料和新料的有机融合，新旧路面实现热接缝。喷射式是一种全新的沥青路面修复技术，采用高压喷射，将乳化沥青与骨料有机融合，均匀地喷洒在沥青路面的坑槽中，具有无需碾压、粘结性强、恢复交通快等特点。

3)壅包修复。

首先，对于施工过程中沥青漏洒造成的壅包，直接将壅包去除就可以回复高速公路的沥青路面正常，而对于轻微壅包，应该直接挖去壅包，修平路面；其次，对于严重的壅包，则需要进一步检测路面基层是否稳定，如果路面基层稳定，则可以挖去壅包，扫除杂物后，重新铺设沥青路面，如果基层不稳定，则需要全部挖除面层和基层，换填新料后，重新施工，铺设沥青路面。