高速公路改扩建工程原沥青路面病害处治技术探究

沈蕴虹

（佛山市中策广明高速公路有限公司，广东 佛山 528000）

一、工程概况

佛江高速公路和顺至陈村段工程路线总体呈南北走向，在现有佛山一环东线和北延线的基础上改造，路线全长38.926km。原旧路面已呈现较严重的损坏现象，主要包括横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝、龟裂、坑槽、沉陷、车辙及拥包等问题。

二、路面病害的类型及成因

（一）路面病害的类型与识别

按照破损类型和严重程度，一般将路面病害划分为四大类，主要包括裂缝、松散、变形及其他，具体情况如表1所示。

表1. 路面病害类别

（二）路面病害成因分析

1.横向裂缝

横向裂缝一般分为温度型裂缝和反射型裂缝。温度性裂缝通常由于气温骤降，沥青面表层出现低温收缩，其温度变化率及拉应力最大，在冷热交替作用下易形成疲劳效应；沥青面表层受下层材料黏连限制形成较大的张拉应力，当张拉应力超过表层材料极限抗拉强度时，会产生非荷载型横向裂缝。反射型裂缝是由于受到半刚性基层材料干缩及温缩开裂影响，形成反射扩展引起下面层底部开裂，致使沥青面层拉裂导致的横向裂缝。

2.纵向裂缝

纵向裂缝一般分为荷载型裂缝和沉降型裂缝。当行车荷载作用时，基层底部会形成拉应力，当基层材料的抗拉强度不足以抵抗基层底部拉应力时，会造成基层底部开裂；行车荷载的反复作用会使底部裂缝扩展至沥青面层，形成沿车轮轨迹行驶方向的荷载型纵向裂缝和龟裂。沉降型裂缝主要是由于填土固结或路基不均匀沉陷引起，常出现于路基半填半挖处、施工交接处、桥涵两头、新旧路面交界处等。

3.块状裂缝

当路面车辆严重超载，路面基层强度未满足设计要求，路面结构层中有软弱夹层、滑动面、低质量沥青混合料等情况时，易造成纵横交错的块状裂缝。路面面层未满足设计厚度或各结构层间黏结性低易加速外部水分的渗入，造成块状裂缝的快速蔓延。

4.龟裂

龟裂是在沥青路面中较常见的一种开裂现象，主要由沥青混合料温度稳定性差、强度低的原因导致。裂缝自受弯拉应力最大的沥青面层或基层底部延展至路面表层，在行车荷载的重复作用下，从数条平行裂缝发展至多个无规则小块，最终形成龟纹状裂缝。

5.坑槽

坑槽通常由于施工时混合料温度不适中或路面结构层长期积水，造成路面集料松动脱落而形成。混合料温度偏高会影响黏结性、硬度及强度，反复受载受压后造成沥青老化形成坑槽。混合料温度偏低会影响摊铺均匀度、压实度，逐步演变成坑槽。当裂缝出现后未能及时处理导致路面结构层长期积水，在荷载及温差的共同反复作用下，易导致混合料剥离，形成坑槽。

6.沉陷

沉陷一般包括大面积沉陷及局部沉陷。前者主要由路基不均匀沉降或局部层间滑移造成。后者则是因局部承载力不足，路面受行车荷载后出现龟裂及渗水后，基层软化所致。

7.车辙

车辙主要是由温差应力、行车速度、交通荷载、路基路面强度不够、沥青混合料密实度差、高温稳定性不足等原因导致的路面局部带状变形，一般分为磨损型车辙、结构型车辙、失稳型车辙，以及压密型车辙。

8.拥包

拥包主要由于沥青混合料热稳定性不好、路面结构层黏结性差、基层或下面层压实度低、沥青混合料摊铺不均匀、日常养护沥青混合料强度不足等原因造成，常出现于平整度低、车辆经常制动的路段。

三、沥青路面破损状况及路面结构强度检测

制定沥青路面病害处治方案时，应充分考虑路面破损状况PCI及弯沉检测数据。

（一）沥青路面破损状况检测

主要采用PCI指数对沥青路面破损程度进行研究，并对损坏的类型、严重程度、范围进行定量。路面状况指数PCI通过路面综合破损率计算得出，计算公式为。PCI值越小，破损程度越高，反之亦然，具体评价标准如表2所示。路面损坏应纵向连续检测，横向检测宽度不应小于车道宽度的70%；检测设备应能分辨约1mm的路面裂缝，检测数据宜采用机器自动识别，识别准确率应达到90%以上。

表2. 沥青路面破损评价标准

（二）路面结构强度检测

路面结构强度检测指标采用路面弯沉l0，应采用与贝克曼梁具有有效相关关系的高效自动化弯沉检测设备，相关系数应≥0.95。开展弯沉检测时，应每20m设置一个测点进行统计，尽量避免降雨期间进行，并充分考虑温湿度影响系数；对原旧路病害较多的路段，应加密弯沉检测。

四、沥青旧路面病害处治方案

（一）旧路面铣刨重铺方案

根据沥青路面破损状况指数PCI及路面弯沉数据l0，对病害进行分类处治，具体如下：

1.对l0≤20且PCI≥92的病害较少路段，将病害处理后直接加铺罩面。

2.对l0≤35且PCI≥80的路段，铣刨上、中面层后回铺改性沥青AC-20。

3.对l0≤35且PCI＜80的病害密集路段，上、中面层铣刨后回铺AC-25，并在调平层顶面铺设玻纤防裂网。

4.对l0＞35且PCI＜80的路段，当路面结构强度不足时，应铣刨上基层及下基层；当整体沉降仍在发生时，应预留路面沉降厚度；当出现严重错台时，很可能导致路基沉降纵向裂缝继续沉降，应在路基深层压浆后清理面层，并在回补钢筋混凝土基层后加铺≥2层面层。

（二）旧路面病害维修方案

主线路基段新铺面层前，应确保旧路面层已铣刨至较完整，并在铺筑前设置SBS改性热沥青下封层。主线桥梁段各结构层间应洒布改性乳化沥青黏层，用量为0.3～0.6L/m 。如基层已损坏，应先修补处理再铺筑面层。为保证结构层和接缝位置的密封性，对存在较大面积坑槽、裂缝、车辙的路段，原沥青面层侧涂刷热黏层沥青，回填沥青结构层间洒布黏层沥青。沥青面层的翻修范围边缘线应超出基层翻修范围边缘线的300mm左右，以防接缝重叠。深层处治病害时，纵横向均应分台阶开挖，每级横向台阶宽应≥15cm，每级纵向台阶宽应≥2m，接缝位置均应骑缝黏贴抗裂贴。

1.横向裂缝及纵向裂缝

（1）对缝宽≤2mm的轻微裂缝，采取少量稠度较低的改性乳化沥青涂刷处理。

（2）对2mm＜缝宽＜5mm的裂缝，开槽后灌入低稠度沥青至缝深的2/3，再填入石屑或粗砂捣实，最后将溢出缝外的回填料清除干净。

（3）对缝宽＞5mm无松散及支缝的单一裂缝，采用厚2mm的SA自贴性抗裂贴黏贴，回填沥青砂进行处理。

（4）对缝宽＞5mm且支缝发达散落的严重裂缝，沿病害处切槽至基层顶面，回填2cm的细粒式AC-5进行调平抗裂，再铺筑两层AC-20混合料，灌缝后采用抗裂贴处理，并在24小时内摊铺厚度＞40mm的沥青混合料面层。

2.块状裂缝及龟裂

对缝宽较小、散落程度低、裂区无变形的轻度裂缝，在加铺前喷洒黏层沥青处理。对缝宽较大、散落变形程度高、裂块明显的严重裂缝，应先清除松动部分后再进行修补，如病害面积较大，应按≤8cm的厚度分层修补，沥青混合料罩面层的压实度应大于93%。

3.坑槽

按照“圆洞方补，斜洞正补”的原则划出所需修补坑槽的轮廓线，并沿轮廓线开凿至坑底以下稳定层，挖除深度必需大于等于原坑槽最大深度。坑槽的实际处理范围应超过病害边缘20cm以上，对局部小坑槽，其处理范围纵横边缘应与车道平行或垂直，处理宽度不小于1m；对坑槽间距＜10m的连续坑槽，应对该段坑槽整体铣刨处理，横向处理宽度≥2m，纵向处理边缘与车道方向平行。对坑槽内松动部分、粉尘杂物应同步清除，并涂刷黏层沥青。槽璧周边应使用“压缝带”进行处理，填补沥青混合料整平后压实。

4.沉陷

（1）对沉陷深度≤20mm、破损程度低的局部路面沉陷，在沉陷处喷洒或涂刷黏层沥青，再加铺沥青罩面。

（2）对沉陷深度＞20mm，破损程度较低的轻度裂缝，在病害处喷洒涂刷黏层沥青后，加铺沥青混合料压实。

（3）对路面破损程度严重，土基或基层结构层受损严重的沉陷，应将松动散落的区域清除干净。当基层受损面积较小，采用沥青混合料进行回补；当受损面积及范围较大，则采用水稳碎石基层进行回填；罩面按≤8cm的厚度分层施工且压实度应＞93%。

5.车辙

车辙处理范围的纵向边缘应与车道方向平行。对深度≤8mm且各结构层完好无损的轻微车辙，清除受损面层后采用稀浆封层处理。对8mm＜深度≤40mm且各结构层较稳定的车辙，实施补强、填充、灌封后采用微表处罩面。对深度＞40mm的失稳型车辙，应铣刨并加铺罩面层，铺筑沥青混合料后修复。基层损坏的，应修补加固处理后铺筑面层。

6.拥包

轻度拥包采用机械或人工挖除后，涂刷乳化沥青。重度拥包挖除后清理干净碎屑、杂物及粉尘后铺热沥青混合料面层，处理范围参照坑槽。

五、结语

综上所述，高速公路改扩建工程原沥青路面处治方案的设计，应在执行相关标准及规范的情况下，综合考虑病害成因及类型、路面破损状况PCI、弯沉检测数据、各结构层破损状况、设计方案、经济条件等要素，为工程建设的顺利推进奠定基础。