山区公路长大纵坡沥青路面病害成因及养护措施研究

丁 伟

（中国路桥工程有限责任公司,北京 100011）

0 引言

随着近年来国家社会经济的快速发展，公路建设也随之达到了建设高潮。越来越多的山区公路开通运营，由于山区特殊的地形、环境、交通等条件恶劣，长大纵坡沥青路面出现越来越多的车辙、裂缝、推移及拥包等病害。因此做好山区公路，特别是长大纵坡沥青路面的养护工作是一项重难点。为了使山区公路建设工作更具针对性，该文主要对“山区公路长大纵坡沥青路面病害成因”进行分析和研究，并结合相关实践经验，从多角度深入探讨山区长大纵坡沥青路面养护措施，对今后相关工作开展具有较深远的意义。

1 山区公路长大纵坡沥青路面病害的特点

山区公路沥青路面在车辆行驶荷载及气候环境（如雨水、气温变化以及路基土质、水文差异等）的反复作用下，将产生塑性变形、剪力弯拉应变和弹性疲劳等现象。特别是随着各地区经济的发展，交通量不断增长，物流、运输业超载现象难以遏制，或存在设计、施工等方面造成的质量问题，各种病害如果在日常得不到及时养护或预防性养护，沥青路面就会出现多种损坏，其中长大纵坡沥青路面尤为突出[1]。

山区公路长大纵坡路面病害主要包括横向裂缝、纵向裂缝、车辙、松散与坑槽等，如图1、图2、图3所示。

图2 车辙

图3 松散与坑槽

2 山区公路长大纵坡沥青路面病害原因分析

2.1 沥青路面裂缝形成的原因分析

沥青路面形成裂缝病害，存在的最大隐患就是雨水等水分通过裂缝渗入下结构层，造成路基破坏，路面结构层承载力下降；一旦受到破坏的路面反复受到车辆荷载的影响，就会迅速造成路面结构层的损坏，其中山区公路长纵坡沥青路面裂缝表现为横向裂缝、纵向裂缝两种类型。

2.1.1 横向裂缝原因分析

横向裂缝通常与路中心线基本垂直，缝宽大小不一，部分横贯整个路幅，部分贯穿局部路幅，裂缝弯弯曲曲、有支有叉，同时伴随着支缝、塌陷、破碎、剥落等问题。同时，由于对山区道路沥青路面施工技术掌握不透彻、控制不严格，对热胀冷缩对道路路面结构层的深层次影响存在主观忽视，导致温度高低不均而形成温缩裂缝。

此外，公路沥青路面在道路运营过程中，经过车辆、设备的反复碾压，对沥青集料及所含水分带来一定程度的影响，造成沥青材料黏性降低，形成路面疲劳，最终形成水损裂缝。

2.1.2 纵向裂缝原因分析

与横向裂缝相比，纵向裂缝病害同样较为突出。纵向裂缝基本与行车方向相同，裂缝的长度和宽度不一，但纵向裂缝长度通常较长，同时一般会伴有支缝。该病害一般发生在高填方的路段，裂缝容易沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性。纵向裂缝形成的主要原因是沥青路面长时间处于相对疲劳状态，负担的车载较重，造成沥青路面整体强度降低。纵向裂缝病害需要进行科学养护，采取有效措施，否则将加剧该病害的发展，影响正常交通，并降低沥青路面的使用寿命。

2.2 沥青路面车辙形成原因分析

车辙病害在沥青路面中较为常见，其不仅影响道路的行驶舒适性，还对交通安全埋下一定的隐患。正常情况下，沥青路面的车辙主要包括结构性车辙、流动性车辙、压密性车辙。而山区公路长大纵坡沥青路面车辙病害相对较为严重、集中，主要表现为：车辙数量多、深度大，大多存在于上坡路段，并且虽通过处理，车辙会反复出现。长大纵坡沥青路面车辙病害的影响因素主要包括内因和外因两个方面[2]。

2.2.1 结构性车辙原因分析

结构性车辙发生于半刚性基层道路，沥青道路在运营过程中，当车辆行驶荷载超过道路所能承受的强度时，会造成沥青道路的各结构层产生永久变形[3]。一般结构性车辙宽度较大，车辙断面成“V”形。

2.2.2 流动性车辙原因分析

在夏季气温较高的气候条件下，在车辆荷载的反复作用下，应力超出了沥青混合料所能承受的抗剪能力，最终造成沥青路面形成永久的变形或者塑性流动变形，此种车辙呈“W”形。其中在山区公路长大纵坡沥青路面中，这种车辙病害最为突出、常见。之所以车辙病害在该区域较为严重，主要是受车辆动力因素影响，通常车辆速度会降低，行驶速度较慢，造成车胎轮迹处沥青路面下陷，周边沥青路面上凸。同时，受沥青原材料的质量、性能等不良影响，加剧了车辙病害的程度。

2.2.3 压密性车辙原因分析

压密性车辙形成的根本原因是沥青摊铺过程中，沥青未经过严格的碾压，造成沥青路面压实度、密实度没有达到设计要求，这是一种非正常的车辙，往往是由于片面地追求道路成型时的平整度，碾压不严格、不到位造成的。

2.3 沥青路面形成松散及坑槽原因分析

沥青路面松散及坑槽病害主要是沥青路面在水的作用下，使沥青与矿料之间的黏结力逐步降低，并逐步从矿料表面脱落。并且随着公路运营时间的延长，最终造成沥青路面在车载的反复作用下呈松散状态，严重的沥青路面中的矿料也逐步脱落，最终形成坑槽。该病害形成的主要原因主要包括以下几种情况：

2.3.1 矿料的选择问题

沥青路面形成松散、剥落病害，最可能的原因就是沥青与矿料之间的黏结性比较差，或者是选用的抗剥落剂没有达到设计目标，在外界作用下，最终造成沥青从矿料表面剥落。沥青混凝土矿料选择应满足《公路沥青路面施工技术规范》要求，如表1所示。

表1 沥青混凝土矿料选择要求

2.3.2 配合比设计问题

沥青路面出现松散、剥落，在配合比设计方面，也可能存在设计的沥青混凝土空隙率过大，矿料选择不合理，造成路面透水性较强，水容易进入并滞留在沥青混合料内部。在行车荷载产生的压应力以及车辆快速行驶产生的真空吸力形成的剪应力作用下，沥青路面混合料稳定性出现问题，路面病害也随之出现。

2.3.3 施工问题

道路沥青路面施工过程中，存在不满足设计及施工规范要求情况，但仍进行路面施工情况[4]。例如：

（1）沥青集料构成的原材料在生产、运输、储存的过程中，方式不当，形成原材料离析状态，或者在沥青集料在装料、运输、沥青摊铺的过程中，施工工艺、工法不满足要求，造成沥青集料出现严重的离析现象，并且现场施工人员没有及时处理。

（2）沥青摊铺过程中，纵缝、横缝、道路边缘的处理很关键，受沥青摊铺作业人员的施工经验不足、工作态度不佳及现场监督不到位等影响，造成这些部位的沥青混合料离析。

（3）沥青摊铺过程中，施工作业人员过度追求路面成型平整度水平，对摊铺的沥青混合料压实不到位，造成沥青路面压实度不满足要求。

（4）沥青路面施工时，要求上一结构层表面洁净，以确保沥青路面各结构层的黏结性良好。而施工过程中，可能存在沥青摊铺的面层受到严重污染，或者污染物未按照要求进行清理，即组织沥青摊铺，最终影响了沥青路面的整体性。

（5）沥青路面施工时，道路标高、沥青层厚度控制出现问题，造成沥青厚度不足，在行车荷载作用下，沥青路面上面层粗骨料脱落形成坑槽。

3 山区公路长大纵坡沥青路面病害养护措施研究

针对山区公路长大纵坡沥青路面常见病害，结合以往经验及客观实践，通常可以采用综合处理法、厂拌再生法等多种养护措施。不同的措施具有不同的技术使用条件，在日常的病害养护时，应根据现场实际情况，审慎对待、科学选择，否则不仅在经济上形成浪费，还甚至可能造成二次病害。因此山区公路长大纵坡沥青路面病害治理有必要对其养护措施进行必要的研究，用最科学的方法进行养护。

3.1 山区公路长大纵坡沥青路面养护的原则

山区长大纵坡沥青公路进行封路维修、养护，道路的服务型、通畅性将被人诟病。同时道路等病害出现，或出现较多病害后再去处理、养护，将大大增加道路的养护难度。因此，路面要遵循“预防为主”的养护原则，控制好路面沥青摊铺质量，并制定有针对性的措施及方案，尽量避免路面后期出现病害问题，延长沥青路面养护周期，最大限度地降低路面养护对道路正常通行的影响，确保道路的服务功能良好[5]。

3.2 山区公路长大纵坡沥青路面的正常养护与养护措施

山区公路长大纵坡沥青路面因运营的时间不同，病害数量、性质严重性不同，因此在路面养护时，应选择具有针对性的养护措施。对于日常巡视发现的轻微病害，可选择采用一定的保养剂，增强沥青材料的黏性，提高沥青路面的整体强度，达到沥青路面日常养护的预期目的。对于日常巡查发现病害问题已经较为突出、严重的，一般养护措施已经无法达到养护目的，应根据现场沥青路面病害的实际情况，科学选择沥青表面处治以及稀浆封层的技术处治等手段，以此来解决山区公路长大纵坡沥青路面最常见的塌陷、车辙、裂缝等病害问题，最终达到路面平整性等舒适度功能。

3.3 山区公路沥青路面治理的有效措施

对于山区公路长大纵坡沥青路面车辙病害，还可采用改性沥青与常温下施工相结合的方式进行沥青表面修复、治理。这种治理、养护方法，首先将存在病害区域的老旧沥青材料彻底清除，再将沥青混合料注入沥青病害裂缝处，最后对注入的沥青混合料进行合理碾压，在平整度、压实度达到要求后，沥青路面病害修复完成。对于出现的裂缝病害问题，通常可采用罩面措施进行修复，但处理过程中应注意将杂物和积水处理到位。

3.4 严格控制车辆超载现象

在日常道路交通运行过程中，车辆的超限、超载情况非常普遍，而车辆的超限、超载都严重影响了公路的使用功能，必将缩短公路的运营寿命，导致公路出现车辙、坑槽、拥包、沉陷等病害现象，除影响行车体验、舒适度外，严重的还将酿成交通事故，损害道路交通设施、路面等。因此对道路养护，特别是对山区长大纵坡沥青道路的养护，严控车辆超载是重中之重，也是最简单、行之有效的措施。

3.5 日常养护做好路面、路肩的防排水工作

在山区，特别是南方，阴雨天气较多，沥青路面通常会积水，随着时间的延长，将造成沥青材料性能的降低，道路结构层随之遭到破坏，黏性及稳定性大不如前。因此山区长大纵坡沥青路面特别要注意该路段的路面排水，在日常巡查中，要及时排查路面积水情况。同时有必要在具备条件的情况下，对易积水的沥青路面段进行改造、处理，可以对老沥青路面进行铣刨处理，再加铺沥青层，解决路面低洼处积水问题，在根本上降低因路面积水问题造成的沥青路面损坏。

另外，道路中央分隔带、边坡等渗水，都会造成局部路基受到水浸泡后强度降低，在常年的车载作用下，路面结构最终形成下陷、坑槽等病害。因此公路路肩这些区域的防排水工作也不能忽视，做好相应的工作，对道路路面养护工作同样重要。

3.6 沥青道路注意环境美化

道路路面养护不可避免，特别是对于山区长大纵坡路面，因其特殊的地理环境及道路行驶条件，必须注重养护过程中的交通引导，按照提前制定的方案及国家的交通规范要求，做好提示、警示标志。同时可以通过种植绿色植物，美化道路通行环境，提高道路通行效果。

4 结语

山区公路长大纵坡沥青路面因其特殊的设计及环境因素，一旦出现严重的病害，即会影响车辆的行车舒适性，降低山区公路的运行寿命，增加山区公路的管理、运营成本，甚至酿成严重的交通事故。该文从山区公路长大纵坡沥青路面各类病害出发，探讨、分析了各类常见病害的形成原因及影响因素，并提出了相应的管理、养护措施，对类似路面养护具有借鉴、参考价值。