公路路面养护工程病害成因及处理研究

陕西通宇公路设计有限公司 陕西 西安 710100

前言

龟裂、块裂、松散、车辙、沉陷、泛油、拥包、反射裂缝、横纵裂缝均属于常见的公路路面病害，公路路面使用性能及行车安全往往会受到严重负面影响。为及时有效处理公路路面病害，正是本文围绕公路路面养护工程病害成因及处理开展具体研究的原因所在。

1 公路路面病害成因分析

1.1 常见病害类型 为提升研究的实践价值，本文以某S高速公路的部分路段作为研究对象，其中主线路面以车辙为主要破坏形式，最为严重的为第三车道，多数主线桥梁桥面完好，桥面坑槽连片现象存在于部分桥梁。部分路段存在松散和裂缝类病害，图1直观展示了S高速公路路面破损病害比例。

1.2 病害成因分析 车辙、裂缝类病害、松散类病害属于S高速公路路面的主要病害。基于车辙病害进行分析，这类路面病害出现是由于S高速公路通车以来交通量巨大，同时存在大量重载、超重车辆。分析研究路段收费站统计的数据可以发现，全部交通量的55%为三轴以上货车，且单轴轴载一般超过10t、五轴(六轴)车后轴单轴轴载多为15t，路面车辙影响严重。开展通行车辆的轴载换算，以10吨标准轴载为依据，可确定S高速公路通行车辆实际轴次已超出设计值的7倍。进一步从路用材料方面进行分析，结合对S高速公路面层混合料沥青用量、级配开展的抽提检测可以发现，存在变化不明显的表面层SMA厚度，这说明中面层抗车辙能力不足为车辙病害产生的主要原因。存在较大车辙路段为2010年维修只处理一层的路段，抗车辙能力不足的原路面中下面层使得重铺表面层后车辙仍然产生。结合存在龟裂现象的部分上坡路段车辙轮迹可以发现，中下面层存在松散现象，这说明水对中下面层带来了一定损害和影响；基于裂缝类病害进行分析，S高速公路路面裂缝存在横向裂缝、纵向裂缝、龟裂等多种类型，一般情况下面层和基层的厚度、沥青混合料、气候及施工因素均可能导致裂缝病害产生。结合实际调研可以确定，S高速公路的面层与表层的粘结力较小，冬天较低的温度也使得更加明显的半刚性基层收缩变化出现，逐渐反射到面层的裂缝引发了反射性裂缝，路面裂缝病害因此日趋加重；基于松散类病害进行分析，可确定S高速公路路面松散类病害的主要成因包括雨雪天气水分、矿料与沥青间较小的粘附力值、反复作用的交通荷载，松散会因此在长期产生并逐渐形成坑槽[1]。

2 公路路面养护工程病害处理要点

2.1 养护决策 基于S高速公路路面病害实际，需要科学选择养护决策。在主线车辙路段的病害处理中，养护决定不处理1cm以下深度车辙病害并基于微表处填平处理1～2cm深度车辙病害，如车辙在2cm以上，需铣刨9cm处理车辙路段，随后喷洒粘层并分层填筑6cm的AC-20型中粒式高模量沥青混凝土、3.5cm的SMA-13L型改性沥青玛蹄脂碎石。对于长上坡车辙严重路段及龟裂出现于局部车辙轮迹处的路段，需铣刨原路面16cm，随后开展基层顶面施工下封层处理，分层填筑6.5cm的AC-20型中粒式高模量沥青混凝土、3.5cm的SMA-13L型改性沥青玛蹄脂碎石；对于粘层，需设置粘层沥青于铣刨断面周边及沥青混凝土各面层之间，采用0.3L/m2用量的快裂阳离子改性乳化沥青(PCR型)；对于下封层，需设置下封层专用乳化沥青(PA-2型慢裂阴离子)于铣刨三层路段原半刚性基层顶面，具体施工需首先浇洒0.9～1.0L/m2的乳化沥青，随后撒布5～8m3/1000m2机制砂(2.35～4.75mm)，稳压采用钢筒式压路机(6～8t)，封层不占用路面厚度[2]。

2.2 病害处理要点 在下封层施工过程中，必须做好路面清扫和路缘石防护，具体施工不得导致洒布后的下封层沥青流淌，也不得导致油膜出现于表面，下封层施工不得在-10℃以下气温、即将降雨或大风天气开展；粘层施工前需清除干净路面的脏物尘土，用水刷净有沾粘的土块，浇洒需在表面干燥后开展，均匀洒布或涂刷粘层沥青并刮除浇洒过量处，粘层沥青浇洒不得在路面潮湿或-10℃以下气温下进行，完成浇洒后行人、车辆严禁通过(除沥青混合料运输车外)；微表处施工采用专用V字形车辙摊铺槽、大功率双轴强制搅拌式拌和箱，需在10℃以上环境进行施工，不得在雨天施工，尚未成型的混合料遇雨或施工中遇雨，需铲除无法正常成型的材料，同时施工不得在积水或过湿路面进行。需针对性调整摊铺厚度开展微表处车辙填充处理，保证中部隆起3～5mm的填充层横断面能够形成冠状，完成微表处摊铺后同样需禁止行人和车辆通行；沥青面层施工需做好材料试验、热拌沥青混合料配合比优化等施工准备工作，并采用间隙式拌和机热拌沥青混合料，以沥青结合料由所有矿料颗粒全部裹覆、混合料拌和均匀为中下面层沥青混合料拌和时间控制标准，应开展最少10s的高模量沥青混合料干拌、最少40s的湿拌，同时需基于17℃～180℃控制改性沥青混合料出厂温度。沥青混合料拌和后需做到无结团成块、无花白料、均匀一致且不存在严重的粗细料分离现象，必要时需针对性调整。摊铺热拌沥青混合料需关注下层质量的检查确认、机械摊铺的高质量开展，并以此进行均匀连续不间断、缓慢摊铺。高模量沥青混合料和SMA混合料的现场摊铺温度至少应为160℃，采用复数摊铺机成梯队作业开展联合摊铺，基于实际的压路机碾压组合方式优选、压路机转急弯调头等行为的禁止、施工缝的针对性处理同样需要得到重视。

结论

综上所述，公路路面养护工程病害处理需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的养护决策、病害处理要点等内容，则提供可行性较高的公路路面养护工程病害处理路径。为更好开展公路路面养护工程，各类新材料、新设备、新技术的积极应用必须得到重视。