某高速公路路面病害探讨

江 宇 （安徽省中盛建设工程试验检测有限公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

随着我国国民经济建设的发展，高速公路建设逐步适应工业化和城市化的发展，已成为城市交通的骨干。研究高速公路路面病害成因是一项复杂的系统性工作，是保证路面行车安全的重要前提,本文主要工作是在分析既有病害调查基础上，采用取芯法检测、压实度试验、渗水系数测试、开槽法以及弯沉检测等手段，对高速公路路面病害原因进行分析。

1 工程概述

以安徽省沿江平原与皖南山区的结合部某路段为研究背景，该路线全长56.815km，双向四车道，设计速度120km/h，路基宽 28.00m，沥青混凝土路面宽23.5m（包括硬路肩部分）；路面标准轴载BZZ—100。该项目于2017年12月底通车，目前部分沥青混凝土路面和沥青混凝土桥面铺装出现了坑槽、车辙和翻浆等病害。

2 实测结果

2.1 路面外观

本次沥青混凝土路面外观检测发现全线路段主要存在不同程度和范围的车辙、坑槽、翻浆、松散、泛油等病害，绿化带填土高度整体较低，中央分隔带路缘石高度全部低于沥青混凝土面层，不利于路面排水。

2.2 路面取芯检测结果

2.2.1 厚度、外观

本次沥青混凝土路面面层厚度检测共取芯22处，均满足设计要求。其中8处芯样松散破损未成型或局部破碎、松散未取出完整芯样。

2.2.2 压实度

本次沥青混凝土路面面层压实度检测共选取芯样20个，经试验压实度良好，马氏压实度均大于96%、理论压实度均大于92%。

2.3 渗水系数

本次沥青混凝土路面渗水系数全路段共抽检20段，均满足设计要求。

2.4 路面开槽专项检查

本次针对沥青混凝土路面病害较为明显的路段进行开槽检测（采用干作业排除湿作业水的影响），通过现场开挖可发现，K217+001～K223+999段大部分沥青混凝土路面的中、下面层较为潮湿；部分路段中面层松散，且水稳基层还出现渗水现象，对开槽位置连续观察一段时间后渗水量趋于稳定；部分桥梁防水层存在白色粉末状杂质；中央分隔带绿化带靠近路缘石底部较为潮湿；部分硬路肩反滤层含较多杂质，排水不畅；部分槽孔沥青路面中面层松散、破碎，部分槽孔路面水泥稳定粒料基层含泥量偏大。横向排水管布设较密路段的中、下沥青面层潮湿，水稳基层未出现渗水现象。

2.5 路面的弯沉检测

本次针对沥青混凝土路面病害较为多的K217+001～K223+999路段行车道采用全自动车载落锤式弯沉仪进行检测（路面弯沉设计值20.5（0.01mm）），该路段沥青混凝土路面的左、右幅平均弯沉值分别为16.1（0.01mm）、19.2（0.01mm），左幅沥青混凝土路面最大弯沉值、最小弯沉值分别为329.8（um）、60.6（um），右幅沥青混凝土路面最大弯沉值、最小弯沉值分别为567.5（um）、56.1（um）。通过与路面调查、路面取芯以及路面开槽检测对比可发现面层较为潮湿、松散、水稳基层渗水处现场弯沉值明显偏大。

3 结果分析

从上述结果可知，K217+001～K223+999路段病害较为严重。根据检测结果和现场的实际情况，可初步判断本项目路面早期病害可能由以下原因产生。

3.1 路面立体排水存在明显不足[1]

①中央绿化带填土高度不足，单位汇水区域内的水不能利用路面横向排水系统及时排出；②中央分隔带路缘石高度不足，雨水天气超车道上高速行驶车辆溅起的雨水回至中央分隔带反复侵蚀路面；③隔渗土工布布设不合理，未按设计要求布设于路缘石底部，而是采用与中央分隔带路缘石搭接方式，这就导致中央分隔带的积水易从其间隙渗入路面结构层；④横向排水管部分路段变更，数量减少较多，影响路面整体排水；⑤高速、重载车辆来回碾压路面，积水泵吸至路面各结构层缝隙间，延缓了路面的排水时间，加剧沥青混合料的水老化，降低了其耐久性；⑥部分硬路肩边缘排水反滤层厚度较薄，反滤层集料杂质较多，反滤效果不明显。

3.2 芯样松散、破碎

从路面取芯情况来看，路面出现较为严重的车辙现象，同时，对应芯样完整性不满足要求，部分芯样松散、破碎。主要成因有：①沥青针人度偏小，粘结性能不良；②矿料潮湿或不洁净、含泥量高，与沥青粘结不牢；拌和时温度偏高，沥青焦枯；③摊铺时，未充分压实、温度偏低、雨天摊铺，水膜降低了集料间的粘结力；④使用过程中，溶解性油类的泄漏，雨雪水的渗入，降低了沥青的粘结性能。

3.3 沥青混凝土路面层弯沉值偏大

①路面上重载、超载车辆较多，多路面产生破坏；②排水不畅，路基潮湿，回弹较小，从而导致路面弯沉较大[2]。

3.4 出现层间间隙

部分桥面水泥混凝土防水层与沥青混凝土出现层间间隙。主要原因可能由于沥青铺装层摊铺前水泥混凝土防水层表面灰尘未清除干净，导致沥青混凝土铺装与水泥混凝土两个结构层粘结不满足要求。从现场桥面取芯、开槽验证结果来看，凿除沥青混凝土面层后可发现水泥混凝土防水层表面存在明显的白色粉末状杂质，对沥青混凝土面层与防水层的粘结造成影响，再加上部分自由水渗入层间间隙，最终导致部分铺装层出现局部破损、松散和翻浆。

3.5 冬季施工对沥青混凝土耐久性的不利影响

参考相关溯源资料可知，本项目部分路段沥青混凝土面层在11月、12月以及第二年1月份等不利季节进行摊铺施工，这个时段施工对沥青性能、沥青混凝土压实工艺和温控方面要求非常高，如控制不严则可能会导致沥青混凝土稳定性和耐久性降低。从调查结果来看，该时段施工的路面损坏的段落和部位明显要多于其他时段施工的路面。从目前试运营两年时间来看，个别路段局部病害已较为明显，必须及时进行处理，避免由于病害的继续发展和扩大而影响整个路段的结构功能和使用功能。

3.6 交通量的急剧增加

从两年多该路段的交通流量来看，增长速度远远大于设计预估的交通量，并且重型车辆较多，对路面产生了更快的磨耗，对路面的使用性能也提出更高的要求。重载车辆增多，沥青混凝土表层磨耗加大，增大沥青混凝土开口孔隙，孔隙增多，沥青含量损失加大，表面在荷载作用下就会产生松散现象。因此随着时间推移，重载车辆增多，加剧了路面和桥面的破坏。

4 维修建议

①针对路面立体排水存在不畅问题较为严重路段，建议采用“上截下排，表面封堵，局部增加横向排水设施”，a.在绿化带处补种草皮；b.在中央分隔带路缘石搭接处灌注水泥净浆堵水；c.对部分路面老化严重路段采用雾封层处理；d.在硬路肩边缘排泄水槽处顺行车道方向切一条深沟排水，并定期清理堵塞物；e.部分水害严重路段可以采用顶管技术从路基外侧布设横向排水管[3]、[4]、[5]。

②部分病害尤其是车辙和松散较为严重路段，建议对上面层进行铣刨重新铺筑沥青混凝土。其中因沥青用量偏少或因低气温施工造成的松散路面处理后再做稀浆封层处治；因油温过高，沥青老化失去粘性而造成的松散，应将松散部分全部挖除后重做面层；因沥青与酸性石料间的粘附性不良而造成的路面松散，应将松散部分全部挖除重做面层。

③针对部分桥面翻浆严重处凿除破损处面层，重新铺筑防水层及沥青混凝土面层。对坑槽采用热补法修补，采用热修补养护车，将加热板加热坑槽处路面，翻松被加热软化铺装层，喷洒乳化沥青，加入新的沥青混合料，然后搅拌摊铺，压路机压实成型。

④加强经常性和预防性的日常养护，以保证路面经常处于良好的技术状态。