高速公路沥青路面典型病害及预防性养护技术

2021-10-24宋政文

工程技术研究 2021年16期

关键词：罩面封层薄层

宋政文

伊春鹿鸣矿业有限公司，黑龙江伊春 152500

1 高速公路沥青路面的典型病害及形成原因

1.1 裂缝

高速公路沥青路面通常会出现裂缝问题，裂缝分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂纹。

（1）横向裂缝。横向裂缝通常是指垂直于公路路面的一种支缝，如图1所示。横向裂缝的出现主要是因为环境温度的变化会造成路面的高低温差，从而使路面发生物理性质的变化，形成了路面的横向裂缝。另一种原因是因为路面太旧，横向的反射造成了裂缝。通常可以根据裂缝的宽度以及裂缝边缘的损坏情况将横向裂缝分为两个等级，如果裂缝的宽度在3mm以下，为轻度损坏；如果裂缝的宽度在3mm以上，就属于重度损坏。

图1 横向裂缝

（2）纵向裂缝。纵向裂缝是和横向裂缝相垂直的一种裂缝，它与公路纵向是平行的，如图2所示。通常纵向裂缝是因为车辆过载，且车轮与路面反复接触，产生了纵向疲劳从而开裂。另外，施工也会造成纵向裂缝，如施工过程中产生的不均匀沉降会引发纵向裂缝。通常根据裂缝的宽度以及边缘损坏的情况将裂缝分为两个等级，如果裂缝宽度在3mm以下，可以认定为轻度损坏；如果裂缝宽度在3mm以上，则认定为重度损坏。

图2 纵向裂缝

（3）网状裂缝。网状裂缝如图3所示。网状裂缝的产生主要与沥青混凝土路面的整体强度有关。出现网状裂缝是因为路面的结构设计不合理，以及施工材料的配合比不对、搅拌不均匀、路基路面的压实度不够等。当出现横向裂缝或者纵向裂缝时，若没有及时进行填缝修复，导致水分渗入，基层变软，加上车辆的反复碾压，易形成网状裂缝。另外，沥青路面的老化以及汽车的严重超载，造成基层疲劳破坏，也会引发网状裂缝。

图3 网状裂缝

1.2 车辙

车辙就是车辆行驶过后产生的痕迹，如图4所示，通常纵向上出现凹下去的槽痕，一般都会大于10mm。形成车辙的原因主要有三点。一是因为路面的施工不符合设计要求，基层的强度不够，导致车辆在荷载运行的情况下挤压路面，使路面变形，长此以往，形成了车辙和推移。二是因为汽车荷载，当汽车在高速公路上行驶时，形成了交通渠化，并伴随着荷载次数的增加，轮迹被持续压实，从而形成了深浅不一的车辙。三是因为沥青面层的抗高温变形能力差，温度高的时候沥青混合料的抗变形能力差，当行车的荷载作用大于沥青混凝土混合料的抵抗力时，就会使沥青路面变形，并且在反复行车过程中导致出现车辙。

图4 车辙

1.3 坑槽

坑槽就是路面出现一个一个的小坑洞，如图5所示。出现坑槽主要是因为集料分散，具体产生原因可以从以下方面进行分析。一是水损害。在车辆动态载荷的作用下，沥青路面的水进入了空隙，然后产生动水压力，并且反复循环，导致水分不断地渗入沥青和集料的分层处，致使沥青的黏附性降低，最终失去黏附性。然后，沥青膜会从集料上脱离，沥青混合料就会出现松散和掉渣的现象，水损害所造成的坑槽就这样出现了。二是施工因素。在施工的过程中，混合料的温度如果控制不好，就会导致坑槽出现，温度过高或过低都不行，都无法获得很好的压实效果。施工时层间如果接触不良，也会导致坑槽出现，如层间受到污染，层间的粘层油没有按施工要求进行施工等，都会使路面受力体不均，进而产生坑槽。另外，若上层施工的厚度达不到施工标准，车辆在行进的过程中会将混合料带走，从而形成坑槽。三是交通因素。现在公路事业越来越发达，车辆日益增加，导致高速公路的运输压力越来越大，并且车辆的超载现象也非常严重，致使路面结构出现了过早的疲劳，再经过雨水的浸泡，使路面逐渐出现了坑槽。同时，车辆漏油的现象会导致沥青路面溶解，使沥青失去黏结力，慢慢地就形成了坑洼；事故车辆使用千斤顶会使路面受力不均，将路面压坏，导致出现小坑槽。

图5 坑槽

2 高速公路沥青路面预防性养护技术

2.1 裂缝封缝

要想防止高速公路沥青路面病害出现，就需要对高速公路的沥青路面进行预防性养护。裂缝封缝是对高速公路沥青路面进行预养护的常用方法，主要包括裂缝的填缝与裂缝的密封。填缝是将裂缝进行开槽和清理，等裂缝干燥后再选择合适的填缝材料进行灌封和封缝，通常适用于活动性的裂缝。裂缝密封则不需要进行开槽处理，使用热压空气对裂缝进行清理，然后用密封剂对裂缝进行封缝，主要适用于非活动性的裂缝。裂缝封缝施工技术能够避免水分进入路面结构，从而避免路面出现严重的损坏，但这种施工方法会使路面不平整，会缩短公路的使用寿命，并且也不美观。

2.2 雾封层

雾封层主要是将乳化沥青稀释液或路面保护试剂通过专业的设备均匀地喷洒到沥青路面上。这种养护技术见效比较快，而且等待的时间也短，施工后3h路面就可以使用了，不会对公路的运营产生影响。使用雾封层进行预防养护可以使高速公路的防水性能增强，降低路面发生水损坏的可能性。封层材料的使用不仅可以使路面细微的裂缝得到填补，从而减少裂缝病害，还能够增强沥青和集料之间的黏合力，使旧氧化沥青路面得到保护。通常情况下，采用雾封层养护能够延长沥青路面的使用寿命。但是使用雾封层进行养护也存在一定的缺点，如封层材料使用时间不长、路面抗滑能力差等。

2.3 微表处

微表处主要运用于城市干线或者机场跑道，是将聚合物改性乳化沥青、水、填料和添加剂进行充分混合，然后用专门的机器设备将其摊铺到原来的路面上。这种预养护技术能够处理轻微的车辙病害，防止沥青老化以及路面松散，使沥青路面的防水性及抗滑性增强，从而延长沥青路面的使用寿命。

2.4 薄层罩面

薄层罩面是使用矿粉、沥青以及纤维稳定剂等制成沥青玛蹄脂结合料，然后将此混合料进行摊铺，这种养护技术可以使路面的防水性以及抗滑性增强。薄层罩面养护技术主要有三种施工工艺，分别是冷薄层、温薄层以及热薄层。在进行冷薄层施工时，罩面材料是不需要加热的，只需在常温下施工，因而施工比较环保、快捷；而温薄层施工的罩面材料是需要加热处理的，但不能过热。热薄层施工技术相较于温薄层施工技术，需要把罩面材料的温度加热得更高。薄层罩面能够对路面的综合病害进行处理，提高路面的抗滑性和整体质量，但是有一定的污染性，成本也相对较高。