高速公路沥青路面养护方案设计研究

2021-06-20景金华

运输经理世界 2021年28期

景金华

（华设设计集团股份有限公司，江苏南京210014）

0 引言

高速公路在使用过程中，沥青路面性能下降不可避免，甚至会出现裂缝、车辙等病害，从而影响高速公路的稳定与安全。对此，相关工作人员必须要对高速公路沥青路面养护工作加以重视，对养护工作的重要性加以明确，并充分考虑实际情况，制定有针对性的沥青路面养护方案，有效提高养护效果，为高速公路稳定运行提供保障[1]。

1 高速公路沥青路面的常见病害

1.1 裂缝

第一，横向裂缝。荷载型裂缝和非荷载型裂缝是横向裂缝最常见的两种形式。温度对沥青的稳定性有较大的影响，在高温下沥青会出现收缩现象，使得高速公路路面很容易出现形变，进而造成公路结构面以及结构层出现放射裂缝。一旦高速公路路面出现裂缝，水就会通过裂缝渗入，使得公路出现唧泥病害，最终形成较为明显的横向裂缝。

第二，纵向裂缝。一般纵向裂缝会与公路车辆行进的方向以平行的形式存在，而且纵向裂缝最为常见。高速公路维护人员需要对裂缝碾压处理的压实度有全方位的了解和把握，这样才能确保碾压处理的效果。假如进行碾压处理时两侧压实度没有符合要求，会引发许多高速公路养护管理问题，同时，对路基填方的高度也会有所影响，致使高速公路工程实际压实度与施工标准不相符；比方说，会导致高速公路的排水功能达不到预期效果，路面积水难以及时排出，只能顺着土路肩和边坡的坡面向下渗透，这样会对路基的横向承载力造成伤害，使得横向承载无法均匀受力[2]。可见，裂缝处理是否科学是影响高速公路施工质量的重要因素。

1.2 坑槽

造成高速公路路面坑槽问题的主要因素是局部路面出现骨料掉落，进而形成坑洞现象，这种现象对公路路面的平整度有极大影响[3]。如若高速公路上出现坑槽，在雨水冲击和较大的交通压力下，坑槽会逐渐扩大，影响车辆正常行驶。高速公路道路保养和维护期间，维护人员未能选择有效措施解决坑槽问题，会大幅减少高速公路的使用年限。

1.3 车辙

车辙是指高速公路路面长时间遭受车轮碾压，使得路面出现的凹凸变形。车辙病害主要有结构性、失稳性以及磨损性三种。产生车辙问题的原因有两种，其一，由于路面不稳定，路面受到外力作用出现车辙病害。其二，夏季气温较高，路面软化，再加上车辆碾压，从而形成车辙病害。

1.4 松散

松散问题对路面安全性有严重影响，引起该问题的主要原因之一是车辆行驶碾压产生的车轮痕迹。沥青包含许多集成材料，车轮接触的路面部分磨损加剧，使该部分沥青集成材料的含量显著减少，进而引起严重的松散现象，致使路面局部稳定性变差，甚至出现塌陷病害。此外，路面的碎石中风化颗粒非常多，在路面出现积水后会导致风化颗粒脱落；机械类的损伤和油污染等也是引起松散问题的主要原因。

1.5 泛油

公路沥青路面一旦出现泛油问题，会使得路面摩擦力降低，导致路面非常滑，车辆在路面行驶的安全性降低。沥青在拌和时不符合标准、后期缺少有效管理等因素都会导致路面泛油。

2 高速公路沥青路面养护技术

经过对高速公路沥青路面病害问题的分析，发现适合高速公路沥青路面养护的主要方法有封缝、微表处理、石屑封层、雾封层、碎石封层、超薄磨耗层等[4]，以下是对这些养护方式的详细分析。

2.1 封缝

在高速公路沥青路面出现横向裂缝、纵向裂缝以及网裂等病害时，可以采用灌缝、贴缝的方式有效防止雨水进入裂缝，避免路面内部结构受到侵蚀。对裂缝的处理工作越早开展越好，对路面病害的抑制越有益。路面养护人员可以根据裂缝类型与路面病害的实际情况采取有效的封缝方案。

2.2 微表处理

最近几年来，微表处理是沥青路面养护工作中最为常用的手段，具有造价低、处理快速等特点。施工人员采取微表处理方式进行沥青路面的养护工作时，往往会在沥青混合料中加入聚合物改性乳化沥青，因此，这种养护方式对于非结构性病害的治理十分有效，该方式能增强沥青的黏附性、高温稳定性以及水稳定性，而且施工便利，不需要经过碾压就可以对车辙进行修复，缩短了施工时间。

2.3 石屑封层

针对轻微的路面松散问题，养护人员可以通过石屑封层的方式进行路面养护工作。这种养护方式有着很好的抗滑性，可以有效提高行驶车辆轮胎的附着力，还可以在病害路面上形成一层很好的防水屏障，防止雨水渗入对路面内部结构产生侵蚀。

2.4 雾封层

如果沥青路面网裂情况较为严重，养护人员可以使用雾封层养护方式，将慢凝型乳化沥青稀释后，利用沥青洒布车将其喷洒到旧有已氧化沥青的表层，然后将相对粒径的细砂撒布其上，加深原有路面的颜色，让标线对比更加明确，也让旧有路面的抗滑性与行车安全性有所提升。

2.5 碎石封层

如果沥青路面出现反射裂缝问题，养护人员可以在病害处治时采用碎石封层的方式，结合路面具体情况，将普通沥青、橡胶沥青等结合形成的黏结材料在道路表面进行喷洒，再在沥青结合料上撒布单一粒径的细碎石，利用压路机完成碾压工作，从而让形成的碎石封层有更好的抗滑性与封水耐久性。

2.6 超薄磨耗层

高速公路沥青路面存在轻度网裂、骨料外露等病害问题时，养护人员应选择超薄磨耗层方式开展养护工作，采用具有很高黏附性、很强剥离性以及持久包裹力的SBS 改性沥青混合料、SAC-10 沥青结合料等，提高原路面的整体强度。同时，超薄磨耗层还有着提高行车安全性、降低行车噪声等功能。

针对高速公路沥青路面常见的病害问题，养护人员应合理选择养护方式，如表1所示。

表1 沥青路面预防性养护方案

3 高速公路沥青路面养护要点

3.1 科学配置沥青，制定合理的维修方案

公路沥青病害有很多类型，针对沥青路面病害，路面养护人员需要对自身养护水平进行不断增强，同时还要提高对集料选择的重视。确定沥青材料配比时，一定要充分考虑沥青路面承载力，将其作为确定沥青材料配比的重要参考。第一，进行沥青材料调配时一定要重视原材料选择，同时还要注意施工设计环节，施工过程更是需要重视，此外养护环节也不能掉以轻心，这样沥青路面坚固性和耐用性才能得到保障。进行沥青路面施工时，最好能够选用硬度比较高、耐磨性比较好的集料，为了提升其水稳定性，还要在其中添加合适的添加剂。第二，进行沥青路面施工一定要重视混合料拌和环节，并合理选用机械来增强路面压实度。导致沥青路面发生病害的原因有很多，相关人员需要对这些原因进行挖掘，并针对这些原因制定有针对性的养护对策。第三，进行沥青混合料配置时，一定要按照配合比标准控制好沥青用量，同时还要根据路面实际情况确定沥青用量，这样就可以提升沥青路面的抗车辙性。第四，基于沥青路面坚固性要求确定沥青级配。进行沥青级配设计时，不仅要控制好沥青用量，还要控制好矿料用量，同时还要对施工环境进行充分考虑，确保沥青级配的科学合理性。此外，为了防止车辆载荷对沥青覆盖层造成损害，在高速公路项目施工时，需要对周边环境进行全面勘察，为施工安全提供坚实保障。

3.2 提升沥青路面常见病害养护水平

进行路基施工时一定要重视路基强度，还要确保施工质量能够达到标准，这样公路工程的耐用性和坚固性才能得到保障。为了防范沥青路面出现裂缝，一定要重视施工质量控制工作。进行路面压实施工时，需要对沥青路面进行均匀碾压，这样才能降低路面沉陷的出现概率，进而防范安全事故的发生。

要不断增强沥青路面的抗压性，还要对其承载力进行不断提升，同时还要对施工技术进行不断更新，这样才可以有效防范路面病害的出现，可以有效延长沥青路面使用寿命。相关人员应经常对沥青路面是否出现病害进行查看，如果发现病害就应及时进行维护。为此，先要根据病害成因制定维护方案，再根据方案开展维护工作，这样才能有效防范病害风险，并能改善路基结构变形情况，提升公路的稳固性[5]。

4 高速公路沥青路面养护案例分析

4.1 某高速公路概况

该高速公路位于我国西北部地区，修建于2008年，采用的是沥青路面结构，该地区夏季炎热而冬季严寒。竣工至今，在当地环境、气温、交通荷载等多重因素影响下，沥青路面出现了龟裂、块状裂缝、纵向横向裂缝等问题。高速公路养护人员对其坑槽、裂缝等进行了处理，道路整体状态较为稳定，但路面使用效果并不理想，行车舒适性、安全性均受到影响。根据当地实际情况分析，主要原因是随着该地区经济水平的不断提高，重载车辆越来越多，超出了沥青路面的承载能力。

4.2 路面病害成因分析

该高速公路所处地区昼夜温差较大，当地气候变化强烈，且内陆性干旱气候特征十分明显。在这样的情况下，沥青路面很容易出现病害问题，进而破坏路面结构。在病害初期，并未给路面的行车功能带来较大影响，但在气温、车辆荷载等因素的共同作用下，破坏程度越来越大，路面结构逐渐被破坏，行车安全受到严重影响。由于该地区冬季的气温较低，路面沥青面层较薄，受到温缩裂缝与自下而上的反射裂缝的影响，路面出现了横向裂缝。而产生纵向裂缝的原因主要为荷载裂缝与施工接缝，在二者的合力作用下逐渐产生路面龟裂、网裂等病害。

4.3 路面养护方案设计

通过对该路段路面使用性能进行综合分析，结合其养护历史与路面的具体情况，提出了相应的养护方案，如表2所示。根据对道路损坏情况、病害成因、施工质量等因素的综合分析与比较，该路段现有的沥青路面面层混合料有着较好的性能，为了将老路强度充分利用起来，可以选择方案一作为该路段沥青路面的养护方案，即完成对老路病害的处治后，采用通铺同步碎石封层+5cmAC-6F 中粒式沥青混凝土的方式进行养护工作。