高速公路长大纵坡沥青路面病害成因及养护措施

张 剑

（中国水利水电第十六工程局有限公司，福建福州 350000）

1 工程概况及病害调查

1.1 工程概况

格鲁吉亚Kobuleti市绕城公路项目，KM12+400～KM31+259段属于二标段，道路全长18.859 km；道路被设定为双向单车道。Kobuleti绕城公路位于格鲁吉亚西部巴图米市，临近黑海，属于海边气候，当地雨水充沛，年平均有220 d降雨，对高速沥青路面的排水要求较高。

在车流量大且车辆存在超载的情况下，该公路部分路段存在严重的破损现象，在此影响下，车辆运行的安全性大幅度降低，行车舒适度也受到大幅影响。特别是长大纵坡，破坏程度更严重。

1.2 长大纵坡沥青路面车辙病害调查

高速公路在山岭地域建设时，其地质情况非常复杂，且存在大量的长大纵坡。该高速公路通车开始，就以安全、畅通为目标。随着时间的推移，车流量不断增加以及沿线本身就复杂的地质条件，通过现场勘测之后发现该公路存在严重的车辙病害，且多发生在行车道，特别是重载方向的长大纵坡路段车辙病害更严重，部分公路车辙深度超过5 cm，严重影响了行车安全。

2 施工工艺流程

（2）以施工要求为准，准备合适粒径的碎石以及优质的抗车辙沥青作为撒布施工的原材料。采用封层车喷洒，在此期间调整好喷嘴的姿态，并使车辆以匀速的状态行驶，高效完成撒布作业。对于作业空间有限或较隐蔽的边角区域，撒布车的适用性不足，可能存在撒布不全面的情况，转为人工撒布的方法，保证各处均有足量的材料。

（3）材料选择2.2～2.6 kg/m沥青、10～10.5 kg/m碎石，对于撒布过程中散落的碎石以及重叠部位，安排专员清理。

（4）撒布施工中，以纵横向交接处以及启动部位较为特殊，需要避免漏洒、重叠撒布的情况。若因操作不当重叠撒布，应及时以人工作业的方式清理多余的碎石，否则不可进入后续施工环节。

（5）碎石、沥青撒布完成后，安排2台26 t的胶轮压路机持续碾压3遍，设备尽可能保持匀速行驶，全程速度稳定在2.0～2.5 km/h，不可突然提速或急刹车，且从基层边缘处开始碾压，逐步向中间区域推进。碾压成型2～3 h后，使用清扫车清理未黏结的松散碎石，以免清理不及时影响上面层和封层的黏结效果。

（6）碾压完成后的3 h内，加强现场防护，任何车辆以及人员均不可进入现场，在无干扰的条件下使撒布料成型；3 h后适度开放交通，车辆限速25 km/h，若车辆行驶速度过快，将导致抗车辙沥青同步碎石封层受损，影响最终的施工效果。

3 长大纵坡沥青路面病害原因分析

车辙指沥青路面上，车辆产生的轮迹在其他车辆荷载的持续作用下，竖直方向变形逐渐积累，且会导致两侧鼓起。根据沥青路面车辙的不同产生原因，可以将车辙分为三种，即压密型车辙、结构型车辙、失稳型车辙。

3.1 纵坡坡度

载重车辆在坡面上行驶时，车速会随着坡面、坡度的增加而减小。由感温性材料沥青的时温等效法则可知，对于长大纵坡路段，以20 km/h行驶过对路面产生的形变和车辆以100 km/h行驶5遍导致路面的形变相同。

3.2 重载、超载交通的影响

现阶段，车辆数量不断增大，大货车数量也越来越大，公路上通行的超载车辆的数量也有所增加，一般轴载可达到20 t，最高可达30 t。但目前对公路沥青路面进行设计时，规范轴载为10 t，高速公路经常发生超载。

通过对本地某学校初高中价值观与自我价值观关系之间的相关研究，我们大致可以了解到自我观除了与个人取向之间存在的既定人际价值感关系外，与其他自我价值感基本上均存在负相关关系，并无明显的正相关关系。换句话说，青少年作为自我观发展的关键个体，如果自身价值观感越高，青少年个体将会愈加重视自我的全面发展，比较侧重于实现个人的自我价值。

3.3 路面温度的影响

随着温度的不断增加，沥青黏度以非线性指数降低，相反变形却以非线性指数增大。如果天气温度不断上升，特别是夏季，路面温度高达60 ℃时，路面变形会随着交通荷载不断显著，卸载后变形也不会消失，最终形成永久变形[1]。

3.4 沥青混合料高温稳定性的影响

在沥青结合料黏结性以及矿料的嵌挤作用下，使沥青混合料具有高温稳定性。但如果温度持续上升，车辆荷载导致的水平推力以及剪切力足以对抗沥青自身的黏结，需要矿料级配发挥效用。如果沥青混合料使用密集配型，集料始终处于悬浮状态，无法发挥嵌挤作用，也无法抵抗车辙。

4 长大纵坡沥青路面车辙防治措施及效果评价

在多种因素的共同作用下，长大纵坡路面产生了车辙病害。为了有效解决车辙病害，本文从沥青料设计、路面交通管理、沥青路面结构设计出发，结合实际情况，以期提升长大纵坡沥青路面的抗车辙性[2]。

4.1 原材料的选用

（1）胶结料选用分析。

由于该地区温度较高、交通量较大，所以对沥青进行选择时需要以高、低温性能良好的特征为原则。一般情况下，在长大纵坡段，可以选择提升1个或2个高温性能等级的沥青胶结料。

（2）集料的选用。

为了增加混合料自身的稳定性，可以选用具有大量棱角和纹理结构复杂的碎石，挤压碎石使其嵌挤增强。为了提升抗车辙性，需要多加注意对集料的选用。

（3）外掺剂的选用。

通过使用外掺剂可以改善混合料本身的路用性能，达到操作简易、提升效果的作用。

4.2 沥青混合料级配的选择

沥青混合料具有不同的类型，导致其不同的主要原因是级配不同。一般情况下，粗集料自身的嵌挤作用使沥青混合料具有高温稳定性，使用的沥青混合料为骨架密实型时，其抗车辙能力也较强。

4.3 路面交通管理

沥青路面早期发生病害主要是由于超载、重载车辆，特别在长大纵坡段，超载现象使得该路段的车辙病害严重。为此，有关部门开始对车辆的超载进行控制，利用限行、绕行等对车辆进行分流，减轻车辙病害。

4.4 效果评价

一般的沥青路面，其沥青混合料高温性能只要符合规范即可。针对高速公路长大纵坡段，沥青混合料还需要具备较好的抗剪性和抗疲劳性。通过对实际高速公路进行考察，对于沥青路面结构，中面层的温度低于上面层的温度，但也出现了车辙病害，为此必须重视对面层自身抗车辙性。为了达到抗车辙目的，对中层面提出了多种抗车辙方案，并以室内试验为方式对抗疲劳性、抗剪切能力以及高温稳定性进行分析，对不同类型沥青混合料的抗车辙效果进行对比分析[3]。

5 长大纵坡路段沥青路面养护技术

对该路段自身的情况进行客观分析后，提出了厂拌热再生法、综合处理法等方案。针对不同的条件，需要选取不同的养护方式，进行实践时，需要根据具体情况进行选择。

5.1 沥青路面养护原则

为有效降低养护难度，提高高速公路长大纵坡通行性能的连贯性，应坚持以预防为主的养护原则，注重沥青铺设施工中的诸多影响要素与环节，并制定具有针对性的应对措施与方案，规避后期可能出现的沥青路面病害问题，延长高速公路养护周期，降低道路养护施工对道路正常通行造成的负面影响。

5.2 沥青路面的正常与养护措施

高速公路的长达纵坡段本身运行时间不同，病害程度不同，养护措施也不同。如果路段病害较轻，养护时可以使用保养剂，主要是单方面增强路面的强度，以此完成养护。如果路段病害比较严重，此时需要根据病害的情况，分析路段塌陷、裂缝、车辙等的产生原因，利用稀浆分层技术以及表面微处理等方法对路面进行养护。

5.3 沥青路面治理的有效措施

为了解决沥青路面的车辙病害，对路面进行修复，可以选择改性沥青和常温施工沥青混合的方法。针对需要处理的病害处，清理病害区域后，将沥青混合料注入病害发生的裂缝位置，进行碾压直至路面平整。对于其他裂缝问题，应先清理裂缝内部的杂物以及积水，利用罩面方式进行修补。

5.4 做好路面排水工作

雨水密集的地区，由于大量积水以及长时间积水，沥青内部结构会遭受到极大破坏，路面结构稳定性受到严重影响。为了避免上述现象，需要对高速公路长大纵坡面提前做好排水工作，保证道路排水功能正常。对于容易积水处，首先需要设置防水层，彻底对该区域铣刨，避免积水向沥青内部渗透。

5.5 美化沥青道路环境

对高速公路长大纵坡沥青路面进行养护时，应注意公路的车流量。为了尽量不影响交通，需要提前做好交通疏导工作，提前准备相关标志。此外，可以在公路上设置一些绿色植物，以优化道路，减少道路问题。

6 结语

文章对高速公路发生的车辙病进行了详细调查，通过对相关数据的分析，总结产生车辙病的主要原因，具体包括纵坡坡度、路面温度、交通情况等。为了解决该问题，从路面材料选择、级配设计、交通管理等方面出发，为解决车辙问题提供方案。本文选取格鲁吉亚高速公路的中面层作为本次试验的研究对象，并为解决车辙问题提出了多种研究方案，并通过后期试验验证了效果。