试论公路沥青路面水损病害类型及修补工艺

杨帅伟 李培培

（许昌腾飞公路工程有限公司，河南 许昌 461000）

1 水损坏病害类型

1）网裂变形。当路面上的积水从空隙或裂缝中进入，则会滞留于上、下面层之间的交界部位。水不断对沥青薄膜造成侵入，使沥青和集料之间的粘结被破坏。可见，路面剥离一般是从路面的面层下层开始的，不断向上部传递和扩散。在路面的下面层结构被破坏以后，由于上面层受到行车荷载持续作用，将产生不同程度的网裂与变形。

2）坑洞。如果路面上、中面层均为半开级配混合料，而下面层为密实级配混合料，则路面上产生的积水将很容易进入并长时间滞留于上、中面层当中，水进入上面层后，会在中面层上的薄弱部位到达中面层，同时长时间滞留。此时，受温度与活荷载持续作用，水将对沥青薄膜造成侵入，使沥青和集料之间的粘结被破坏，导致大量集料剥落，松散的集料无法抵抗行车荷载，在车轮作用下被带走，进而在路面上产生坑洞。

3）唧浆。路面被破坏后，混合料将变得松散，使水进入到基层或路基。受到行车荷载持续作用，自由水会变成动水，存在一定动水压力，对混合料造成冲刷与抽吸，使混合料中细小颗粒被剥离，沿动水的方向发生运动。在这些细小颗粒通过混合料中的空隙到达路面后，就产生了唧浆。在水分到达路基处后，路基由于水的存在强度大幅降低，而路面由于受到活荷载而产生裂缝或坑洞，导致细小颗粒大量向上移动，产生唧浆。

2 公路沥青路面水损病害修补工艺

1）小面积修补。路面产生的水损坏面积较小时，比如坑槽与松散，则可通过灌缝、破碎坑补来修补。由于此类病害的主要产生原因为水进入到路面中，由上至下的使路面表层被破坏。事实上，此类病害对路面正常行车造成的影响并不很大，但受动荷载持续作用将使病害不断发展，需要得到及时有效的修补。如果路面上已经产生比较严重的病害，包括唧浆、坑槽与网裂，则说明路面的基层已经被毁坏，此时要对整个路面结构实施维修处理。对此类病害进行维修处理时，通常要将路面破碎，一直开挖至病害产生具体位置来修补。

2）大面积修补。路面水损坏面积较大，则要对沥青路面实施大中修，常用方法包括罩面、补强、就地再生。若面层防水效果没有达到预期要求，导致路面产生水损坏，则要先对局部病害实施维修处理，然后对路表面进行拉毛，以原路面为基础进行新面层的铺筑。如果路面基层本身就有质量问题，则要将整个路面挖除，然后重新铺筑基层与面层，使其质量满足要求，虽然这种方法最为彻底，但需要很长的时间，且成本很高。如果路面上的水损坏面积很大，且交通压力也很大，则可封闭单侧车道，对其进行路面实施冷铣刨处理，再进行新路面的摊铺。需要注意的是，该方法仅仅可以对现有病害进行处置，无法预防新水损坏现象的发生。如果路面上产生了很多病害，但现有维修成本比较有限，则应优先考虑就地热再生的方法来修补。

3 工程概况

某公路工程为双向四车道，从上到下路面结构形式为4cmAC-16A沥青混凝土（上面层）+6cmAC-20I沥青混凝土（中面层）+6 cmAC-15I沥青混凝土（下面层）+5%20cm水泥稳定碎石基层（上基层）+3.5%19cm水泥稳定碎石基层（下基层）+3.5%20cm水泥稳定砂砾基层（底基层）。建成通车多年，随着交通量的不断增长，重载车辆比重较多，在交通荷载和水损坏的作用下，局部路段损坏现象严重。通过现场调查发现，本工程主要病害为车辙、坑槽、横向裂缝、唧浆等。

4 沥青路面水损坏综合处治对策

1）局部病害处治措施。（1）基层结构补强处治。唧浆是本工程的主要病害，经勘查结果显示，大多数唧浆均随裂缝而出现，为此，针对局部唧浆病害，在内部水压力作用下，当结构失稳时，可补强处理唧浆部位的路面基础结构。“白浆、黄浆”为唧浆的主要形式，经分析可知，基层唧浆为“白浆”，土基唧浆为“黄浆”，在注浆深度选择时应有所区分，比如，在下基层中部设白浆唧浆点的补强位置，在土基顶面设黄浆唧浆点的补强位置。（2）病害修复技术措施。本工程路面水损坏问题的主要原因在于路面裂缝，因此，做好裂缝处治工作至关重要。具体操作如下：首先，采用上、中、下面层铣刨回填法进行裂缝处治。在处治时，上、中面层铣刨为1.4m宽，下面层铣刨1m宽。并将20cm台阶设于裂缝两侧，保证基层具有良好的状况，随后进行热沥青均匀喷洒及聚酯玻纤布铺设。其次，沥青面层铣刨之后，一旦发现基层存在松散情况，需向下基层层面开挖。根据施工具体情况，可通过冷再生混合料等进行一层一层填筑。

2）边沟改造处治措施。本工程采用浆砌片石梯形边沟为原路堤边沟类型，部分路段还存在边沟淤泥堵塞、边沟损坏等问题。在边沟改造处治当中，要先通过人工方式清理堵塞的边沟，做好清淤处理工作。针对边沟损坏情况，则应依据原边沟形式进行重新修筑或维护。（1）碎石盲沟设置。在原边沟底部进行碎石盲沟开挖，尺寸为40×60cm，并将渗水土工布设于沟内四周。随后将C25防水混凝土浇筑到碎石盲沟顶部，用于原边沟沟底恢复。通过此方法，可以将路基内部渗水及时排出。（2）现浇矩形边沟。为达到路面结构内部雨水排出和降低路基水位的作用，可现浇矩形边沟。首先，将原路肩、原碎石边沟挖除，随后向下开挖，至土基顶面81cm以下。将碎石渗沟设于接近路基侧和底部位置，随后将防渗土工布和软式透水管设于渗沟底部，并浇筑C25防水水泥混凝土，作为封水层，厚度为25cm。

3）路面结构内部排水改造措施。针对唧浆严重路段，在采用铣刨重铺处治措施的同时，还要设置好横、纵向排水管，充分发挥排水基层的良好作用，有效排出结构内部积水。（1）全断面路面结构改造。通过水损坏调查情况分析，在工程总水损坏数量当中，硬路肩处损坏比例高达36%。此外，由硬路肩唧浆具体状况来讲，相同断面行车道单车道铣刨重铺痕迹显著，由此断定，以前本路段行车道产生过唧浆问题，并做出了相应的养护处理。目前病害并未发展到路表，相比之下，硬路肩此前并未进行养护处理，这是唧浆产生的主要原因。针对硬路肩部位，由于水损坏的影响，其使用性能下降严重，导致病害频发且不断扩展。针对此部位病害，基于经济性等因素的考虑，一般只会进行超车道、路缘带的处治，不会对硬路肩进行同步大面积处治。由于本工程很多路段存在硬路肩水损坏严重情况，为此，提出了全断面路面结构改造处治。（2）增设排水基层ATPB。为提高半刚性基层沥青路面的承载力，减少水损坏病害发生概率，本文提出了增设排水基层ATPB的措施。通过此方法，可以有效解决半刚性基层沥青路面裂缝问题。主要体现在2点，第一，通过增设排水基层ATPB，可以将路面结构内大部分水快速排出，减小对路面材料的影响，避免发生路面结构水损坏问题，增加路面使用年限。第二，通过增设排水基层ATPB，可有效吸收半刚性基层裂缝尖端部位的集中应力，且达到控制反射裂缝产生的目的。结合本工程实际情况，可进行SBS改性沥青碎石封层+改性沥青稳定排水基层ATPB-25（10cm）结构层的设置。此外，路肩基层还需进行排水基层设置，从而将路面结构层内部水及时排出。此时，可采用开放式的边坡形式，在凿除原边坡浆砌片石后，应通过无砂混凝土处治。

4）超高段排水改造措施。针对超高路段排水处治，可采用格栅盖板边沟+集水井进行排水处治。超高路段外侧路面水可通过超高横坡度汇聚到集水井，并通过横向排水管将集水井内的水向路基外排出。超高路段内侧路面水可通过超高横坡度向内侧自然分散、排出，同时利用路基边坡、护坡道等向路基排水沟内流入。

5 结束语

综上所述，作为沥青路面最常见的一种早期病害，水损害产生的诱因很多，研究表明，在车辆荷载的反复作用下，沥青路面内部产生的动水压力和真空负压的抽吸作用，是发生水损坏的主要因素。因此，必须采用综合、系统的防治措施，才能达到预期防治效果。