国省干线软基路段沥青路面病害原因及处置方案研究

余伦明

（铜陵市公路管理服务中心直属分中心，安徽 铜陵 244000）

0 引言

沥青材料作为公路路面施工的重要材料，沥青路面的力学性能良好，且具有经久耐磨的特点，能够提升行车的舒适性。另外，沥青路面在防渗、抗滑、平整度等方面均具有明显优势，在国省干线公路中普遍使用。但随着我国社会经济发展，公路交通量持续增长，且车辆重载运输给沥青路面造成一定病害，特别在国省干线软基路段造成的病害尤为突出。沥青路面的常见病害包括车辙、开裂、泛油、坑槽等，对车辆安全运行会造成一定影响。基于此，加强对国省干线软基路段沥青路面病害处置工作的研究具有十分现实的意义。

1 国省干线公路沥青路面病害的原因

1.1 施工因素导致的病害

在国省干线公路建设过程中，路基、路面的施工方案和技术处理是沥青路面使用质量的有效保障。在沥青路面施工过程中，必须综合考虑各方面的因素，确保相关问题可以得到妥善的解决。然而，在实际施工作业过程中，还存在一些问题未能落实到位，也是沥青路面发生病害的主要原因[1]。第一，在沥青原材料方面。一些施工单位在沥青材料的配置过程中，对于各种原材料的比例控制不当，或者材料规格、质量等与实际路面情况不符，尤其是在具体施工中不能准确把控沥青的用量，都会影响沥青路面的质量，容易导致沥青路面建成后出现坑槽、松散、裂缝等问题，对路面整体质量造成影响。第二，利用施工机械能够提升沥青路面的施工效率，但现阶段在一些国省干线施工中，机械设备使用控制不规范，在使用中无法精确控制各关键技术参数指标。例如，沥青路面施工需要对材料进行加热，而机械问题会导致对沥青的加热温度不足，容易影响沥青的质量，使路面整体的强度受到影响，继而出现沥青路面松散的情况。第三，在软基路段路面施工中，对基层软基处理得不够彻底，不仅会影响路基整体的稳定性，在地下水位高且水量丰富的情况下，路基的稳定性会进一步受到影响。在后期公路通行过程中，因路基不均匀沉降、位移，沥青路面容易出现裂缝、松散等病害，影响公路的行驶安全。例如，安徽铜陵G347（铜陵至无为段）K189+100—K191+000（陈瑶湖大堤段），由于该路段为软基路段，公路建成通车后，路基两侧的地下水位较高、水量较丰富，再加上施工重载车辆通行影响，导致该路段车辙、裂缝等路面病害经常反复发生，影响公路安全及有序通行。

1.2 车辙、拥包等病害

车辙、拥包是沥青路面常见的病害类型。出现此类病害的原因包括[2]：

第一，在具体施工过程中，路面结合层的质量不能满足要求，未能达到预期的效果。路面结合层的稳定性不足，或者黏结性差，都会导致沥青路面结合层出现顶部推移的现象，随着顶部推移难免会形成拥包，增加车辙形成的概率。

第二，路面变形的因素。受到主观或客观因素的影响，有时候会出现路面变形的情况。而主观因素更多是体现在路面铺设施工阶段、沥青材料、施工技术、施工机械等方面问题。例如，高质量的沥青材料会与乳化沥青反应得到高质量的油膜，提升路面整体的抗裂、抗腐蚀能力；而如果沥青材料质量不符合规范，则路面变形问题发生的概率也会大大增加。

第三，路面基层的强度问题。由于实际施工未能达到设计标准，或者不符合国省干线的施工规范，影响路面的承载能力，其自身的抗压能力也有所不足，容易出现拥包、车辙等病害。

第四，在国省干线路面施工过程中，往往会受到外界天气、降水等因素的干扰。如果施工单位未能够采取妥善的防范措施，就会路面受到外界因素干扰较为严重，增加其出现各类病害的概率，影响路面的整体质量。

1.3 路面裂缝

当前，国省干线沥青路面裂缝主要包括横向裂缝、纵向裂缝、反射裂缝、网状裂缝等几种方式。不同类型裂缝形成的原因也有所不同，分情况分析，才能为裂缝控制提供保障。

1.3.1 横向裂缝

一般来说，路面横向裂缝与温度有关，温度过高或过低，都容易引起沥青路面的横向裂缝。由于气候温度变化，沥青路面容易出现热胀冷缩的现象，内部应力不断增加，使路面裂缝产生的概率增加。另外，如果沥青路面长期受到温度影响，内部结构应力反复变化，则容易出现应力疲劳，是横向裂缝出现的又一原因。

1.3.2 纵向裂缝

由于地基基础的稳定性差，容易导致沥青路面发生纵向裂缝。尤其是软基路段，在使用过程中路基由于受到车辆荷载等多重作用，容易发生路基不均匀沉降，则路基的稳定性受到影响，沥青路面发生纵向裂缝的概率提升。特别是超载超限等重载货车通行，更容易造成路面纵向沉降裂缝发生。

1.3.3 反射裂缝

一些沥青路面在铺设过程中，没有对原有路面做好相关清理、处理工作，直接在水泥路面或原有沥青路面上加铺，原有沥青路面与新铺路面之间的衔接问题等，都会导致反射裂缝，影响沥青路面的整体质量。

1.3.4 网状裂缝

网状裂缝也是沥青路面常见的病害之一，主要由于施工材料质量无法满足国省干线公路的施工标准。在沥青公路铺设过程中，所使用的原材料种类较多，这些施工材料的质量直接关系到路面的质量。如果基层材料的质量不足，很难保证公路路面的质量满足国省干线的标准。建成通车后，容易出现路面承载力不均匀的问题。车辆在碾压路面过程中会施加压力，而不同区域路面的承载力不同，导致其所承受的压力不同，继而路面质量较差的区域最先出现裂缝，呈现网状。当然，除了材料质量问题导致的网状裂缝以外，非荷载力问题引起的网状裂缝也时有发生。例如，如果温度过低，会增加沥青路面的硬度，一旦有重型货车经过，则硬度较大路面的脆性提升，更容易出现网状裂缝[3]。

2 国省干线公路沥青路面病害的处置方法

沥青路面是当前公路路面的常见形式，在交通荷载、高温环境等作用下，会出现路面老化的问题，且沥青路面老化属于不可逆过程，导致路面的荷载能力下降，逐渐会出现裂缝、啃边、拥包等病害问题，对公路行车安全造成威胁。随着公路预防性养护工程的有效实施，对养护质量、养护工程环保节能均提出较高的要求。对于不同类型的沥青路面病害，应该采取有针对性的处置方法。在具体实施中，可以根据裂缝宽度、病害面积等，选择不同的处置方法。

2.1 开槽灌缝

在路面裂缝的宽度较窄且属于轻型病害的路面修复过程中，可以选择开槽灌缝的方法。具体来说，开槽灌缝法适用于宽度小于1cm 的裂缝，保证沥青路面上无支缝或支缝较少。采用开槽灌缝进行沥青路面病害的处置过程中，应该考虑天气气候的影响。雨天会对灌缝作业的质量造成较大影响，因此，一般应该避开雨季，避免雨水进入裂缝，或者对灌缝材料的质量造成影响。通常来说，可以选择4、5、10月对裂缝进行集中灌缝处理。当然，也需要结合日常养护巡查的结果，对于裂缝较为密集的路段，开展相应的集中灌缝处理。对于这种轻型裂缝问题，开槽灌缝所使用的材料包括填缝胶、填充料[4]。

2.2 挖槽回填

对于宽度超过1cm 的裂缝，并且沥青路面裂缝结构中存在很多支缝，开槽灌缝的方法已经无法满足病害处置的需求。对于路面上出现的严重病害问题，宜采用挖槽回填的方法。一般在雨季来临之前进行，选择沥青混凝土或低标号水泥混凝土进行回填处理。其中，沥青混凝土回填材料需要根据挖槽位置混凝土的具体类型，通常要求最大粒径应该小于13mm，保证回填材料的质量是提升病害处置质量的前提。对于病害面积小、程度低的情况，人工摊铺更为方便；而对于面积较大的病害问题，需要利用机器摊铺。无论哪一种摊铺方式，都必须控制摊铺的平整度，同时做好新旧路面之间的衔接，严格控制机器摊铺的速度。如果摊铺中发现混合料存在离析的情况，则需要立即进行人工处理。为了满足路面压实度的要求，在新沥青混合料摊铺完成后，需要对新旧路面结合位置开展有效的压实处理，经过初步压实、复压以及终压三个阶段的工作，确保整体压实度不小于97%。采用机器进行碾压操作时，需要严格控制碾压温度、碾压速度，同时压路机应该保持直线匀速行驶，在碾压中不能进行滞留、转弯、后退等操作，避免对路面造成损伤。G347铜陵至无为陈瑶湖K189—K191 段采用的是C25 低标号水泥混凝土灌填方案。首先对裂缝槽进行挖槽处理，挖槽宽度比裂缝宽度一边各宽0.5cm，深度根据现场实际裂缝的深度，在1.5～2.5cm 之间。挖槽并清理后，直接采用C25 低标号水泥混凝土灌填。灌填的关键要分层振捣密实到位，必要时加铺双层土工格室补强。回填至原路面水稳层同一标高后，再进行沥青面层整体处理效果更好[5]。

2.3 路面冷铣刨

对于小裂缝一般无须采用路面冷铣刨修补技术，考虑到成本、病害修补效果等因素，对于存在车辙、沉陷、坑槽等分布较为密集的沥青路面路段，通过路面冷铣刨技术，在短时间内可以恢复路面，保证公路正常通车。在该技术应用过程中，所需材料包括废旧混合料、乳化沥青、沥青、填料、集料。对于原有路面回收的沥青混合料，如果将其掺入新拌制的沥青混合料，则拌入前应该将回收沥青混合料完全破碎处理，同时通过抽提筛分过程，对回收沥青混合料的级配比例、含油量等进行确定。借助于相关试验，确定可以掺入的回收沥青混合料最大比例，如果掺入量过大，则会增加压实难度。

2.4 现场热再生技术

对于存在网状裂纹、坑槽的路段，同时沥青表层深度在4cm 内，可以选择现场热再生技术进行修补。常见的沥青再生技术包括[6]：第一，厂拌热再生技术。该项技术是将旧路面中原有的沥青材料集中运输到加工厂，通过加工处理形成可以再次使用的沥青材料。根据公路养护需求确定沥青的加工标准，对配比方式进行优化可以制成不同等级的沥青材料，满足公路路面的养护需求。同时，在厂拌热再生技术制备过程中，需要将制作材料、新沥青以及混合剂按照一定的比例进行混合，三者比例不同，所制备出来的沥青材料的性能也有所差别。在高速公路路基修补路段中，可以采用厂拌热再生技术，具体铺设方式与新铺路面施工相同，按照下、中、上逐层铺设，依据相应的技术标准完成施工。厂拌热再生技术操作灵活，且施工难度相对较小，在实际工程项目中具有较高的实用价值。第二，现场热再生技术。在高速公路路面修复施工中，常常用到现场热再生技术，操作简单、效率高，能够快速修复并恢复交通，减少对正常交通运输的影响。但该方式仅能够对路面表层的沥青进行处理，对路面内部结构的修复效果不够明显，同时加热过程中控制温度难度较大，需要根据实际情况做出选择。具体操作为：首先，在需要修复的路面位置，使用加热设备进行加热，目的是软化沥青材料；其次，清除周围的废弃物；最后，使用沥青处理剂、新材料的混合物，在待修复的路面上进行摊铺。第三，厂拌冷再生技术。与厂拌热再生技术相比，厂拌冷再生技术同样需要对沥青路面进行挖掘，将挖掘的沥青材料运输到拌和厂，对沥青材料进行分离、筛选，并根据材料的配合比、沥青的老化程度等，制定科学的沥青拌和配比方案，制成新的沥青材料。不同的是，厂拌冷再生技术是在常温状态下进行沥青材料的搅拌，路面铺设也需要在常温状态下施工。该技术能够全面使用原材料，并充分发挥沥青材料的性能，在抗皱抗裂方面具有明显优势，能够减缓沥青路面再次出现老化的速度。

2.5 人工小型设备坑槽维修

国省干线公路出现局部小面积网状裂纹、坑槽问题，在维修处置中可以选择人工小型设备处理。该方法处理灵活，可选择避开雨季的4～5月、9～10月进行集中处置。但对于影响车辆行驶安全的坑槽、网状裂缝问题，需要进行及时维修。该方法所用到的材料包括乳化沥青、热拌沥青、细砂、石屑等。同时，保证冷补料在级配等质量标准方面与原有路面级配一致，保证处置质量。所采用的设备包括小型运输机械、切割机、风镐、小型压实机械等。

3 结语

通过上述分析可知，在我国交通运输行业飞速发展的过程中，国省干线公路为贯通区域经济发展做出了巨大贡献。沥青路面是国省干线公路路面的主要类型，做好沥青路面的养护工作至关重要。受到施工工期、运行荷载、自然环境、人为因素等影响，国省干线公路沥青路面容易出现裂缝、坑槽、啃边等病害，影响公路整体运行的安全性。因此，必须建立完善的公路养护管理体制，同时针对沥青路面病害的具体类型，选择合适的病害处置方法。当然，处置沥青路面病害应该以预防为主，坚持防治结合的原则，同时随着AI 全自动智能巡检的应用，路面病害识别处理的速度更快、效率更高，进一步提升了国省干线公路的路面质量，创造了一个舒适、安全的行车环境。