农村公路路面病害及防治措施

陈琛

（河北省公路事业发展中心，河北 石家庄 050051）

0 引言

农村公路对于地方经济的发展具有重要的促进作用。农村公路以前多采用水泥混凝土路面，现沥青路面应用也越来越多，其主要选用沥青混凝土材料，有效提高了路面强度、稳定性及耐久性。沥青混凝土路面由沥青、集料及填料组成，路面的平整度、压实度、抗滑性能较好。

某农村改建公路沥青混凝土路面在通车一个月后，出现了裂缝、泛油、路面沉降、松散等早期病害，究其原因主要为路面结构设计不合理、材料选择不合理、施工过程不规范等，这些病害直接影响到沥青混凝土路面的使用年限。因此，在施工过程中如何减少或避免早期病害的产生，有针对性地采取路面早期病害防治措施值得探讨。

1 工程概况

某农村公路全长12.31km，设计速度为40km/h，双向两车道。路面基层选用无机结合料稳定材料，面层共分3层，材料为不同粒径的沥青混凝土。由于该农村公路所处地域属于暖温带大陆性季风气候，年平均气温13.8℃，年最低气温-20.1℃，年最高气温42.8℃，年平均降雨量614.5mm，降雨集中于夏季。

该农村公路为改建工程，原为单向车道，单幅沥青路面宽4.5m，对农村公路路面进行加宽处理，将单幅沥青路面宽度增加至8m。在施工时首先对沥青路面进行铣刨处理，然后对路基进行拓宽，采用分层方式进行填筑，在新旧路基交接处设置土工格栅以防止路基发生过大沉降。该路拓宽前交通量较大，单日交通量为200～500辆/d且混合交通严重，非机动车与行人数量较多。

2 路面病害调查

该农村改建公路在通车一个月后出现横向裂缝、纵向裂缝、松散、泛油等较多路面病害。以1km为一个检测单元，对某段沥青路面进行全程病害调查，结果如表1所示。

表1 路面病害调查情况

由表1可知，裂缝类病害占比最大，其中横向裂缝占比达39.1%，这主要由路面结构设计和施工过程不规范引起。该道路为双向两车道，以中央分隔黄线为标志，将道路分为上行与下行。通过该道路上、下行病害对比发现，两个方向病害类型相同，但是上行道路的病害数量与下行相比偏多，道路沉降量较大，这可能由新旧路基交接处发生路基不均匀沉降造成。

3 病害产生机理

3.1 横向裂缝

横向裂缝是该农村公路沥青路面施工过程中产生的主要病害，如图1所示，上、下行段均出现大量横向裂缝且分布均匀。由于病害出现在施工过程中，可以排除车辆荷载对沥青路面的影响，病害可归因于环境因素与路面结构设计因素。

图1 横向裂缝

该道路路面结构为半刚性基层，采用水泥稳定类材料，因此可以判断施工过程中产生的横向裂缝是基层开裂并反射到面层导致。水泥为无机结合料，遇水会放出大量的热，沥青路面分层铺筑中为了提高施工效率，没有对基层进行合理养护，造成在加铺沥青混凝土面层时，水泥稳定类基层的水化反应还未结束，产生大量的热，加铺了面层后，基层材料受热，体积稳定性变差，在温度降低时基层材料收缩产生裂缝，由此造成半刚性基层开裂，裂缝反射至沥青路面，便产生大量的横向裂缝。

3.2 纵向裂缝

该项目对路基进行了加宽且对沥青混凝土路面进行了加铺。在施工过程中，在新旧路基交接处和行车道分界处出现一些纵向裂缝，如图2所示。

图2 纵向裂缝

根据出现的位置，分析纵向裂缝的产生原因主要有两个方面：

（1）新旧路基土体结构不同且沉降时间不同，在新旧路基拼接处路基发生不均匀沉降，造成新路基与旧路基出现沉降差，这是由于没有将路基进行分层压实，压实度不足，在施工器械的作用下，发生路基不均匀沉降，导致沥青路面面层出现纵向裂缝。

（2）沥青混凝土面层摊铺时接缝处处理不当，摊铺机的摊铺宽度为3.75m，分道摊铺时，由于摊铺高度不一致，在压实过程中未对摊铺留下的接缝进行反复碾压，造成沥青混凝土路面出现纵向裂缝。

3.3 泛油

泛油现象是沥青混凝土路面的常见病害之一，常见于夏季气温较高的地区。施工过程中出现泛油现象，主要由两个方面造成：

（1）沥青混凝土材料设计时，若最佳油石比过大，造成材料中沥青含量过多，易出现泛油现象，应该调整沥青混凝土的级配设计，减少沥青用量。

（2）济南市区夏季气温较高，沥青为有机结合料，温度升高会提高沥青自身的流动性，使沥青中的油质出现在路表，造成泛油现象。为此，需减少沥青用量或增加集料用量以防止泛油。

3.4 路基沉降

路基沉降一般在新建农村公路施工过程中不常见，但该项目为改拓建工程，在施工过程中由于新旧路基结合处压实度不足且处理不当。在进行基层和面层摊铺时，采用大量中型机械设备对路基进行碾压，造成新旧路基发生不均匀沉降，因此需要对新旧路基结合处进行处治。

3.5 松散

松散现象是沥青路面水损害的一类。水损害常出现在沥青路面施工早期。由于该项目在施工过程中产生了裂缝类病害，雨水顺着裂缝进入路面结构内部，使沥青混合料孔隙中填满水，在车辆荷载或其他施工器械的作用下，由于集料本身的亲水性，使得沥青与集料间的黏附性下降，造成细集料从沥青混凝土结构中分离，产生沥青路面松散现象。该沥青路面出现的松散如图3所示。

图3 沥青路面松散病害

4 防治措施

针对该农村公路路面出现的病害，从路面结构设计、材料组成设计、薄层罩面及施工质量控制4个方面提出防治措施。

4.1 加强路面结构设计

该农村公路路面出现大量裂缝类病害，其中横向裂缝大多为反射裂缝，而反射裂缝的出现在施工过程中无法避免，只能尽量减少。在路面结构设计中可以将水泥稳定类碎石材料改为二灰或三灰，尽量减少水泥掺量（控制在4%以下），能有效减少反射裂缝的产生，同时在基层施工完成后要进行合理养护。

4.2 加强材料组成设计

该项目在施工过程中出现了泛油现象，主要原因是沥青混凝土材料设计不合理，沥青用量过大。为了防止泛油现象的发生，需要对沥青混凝土材料进行高温稳定性试验，且施工最好选择夏季，确保沥青混凝土合适的施工温度。针对济南夏季温度较高的特点，可进行最佳沥青含量修正，保证沥青混凝土的高温稳定性，避免泛油现象的发生。

4.3 做好薄层罩面施工

薄层罩面技术是农村公路沥青路面避免裂缝产生的最有效的预防性养护技术之一，主要在原沥青路面上面层加铺超薄磨耗层。超薄磨耗层材料是由改性沥青、集料及填料按照级配设计拌和而成的沥青混合料构成。薄层罩面技术能提高沥青路面使用性能，增加路面平整度及抗滑性。

4.4 加强施工质量控制

良好的施工质量是预防农村公路路面病害的重要保障。在施工过程中为了避免纵向裂缝的产生，需要对新旧路基结合处进行加固处理，具体可采用设置土工格栅的方法，增加新旧路基结合处的承载能力，减少路基不均匀沉降。沥青混凝土摊铺碾压过程中，要对摊铺机留下的接缝进行处理以保证路面压实质量。基层施工时要保证足够的养护天数，避免产生温度裂缝，进而造成沥青混凝土路面出现反射裂缝。

5 结论

综上所述，农村公路沥青混凝土路面病害会影响路面的使用寿命。本文以某农村公路改拓建项目为研究对象，经人工调查发现该路面在通车后一个月出现了裂缝、泛油、松散、路面沉降等早期病害。病害产生机理分析表明，以上病害主要由于施工过程中路面结构设计和材料选择不合理、施工过程不规范所引起。最后，指出在农村公路施工过程中，只有重视施工质量，采取有效的防治措施，才能减少农村公路路面早期病害问题。