公路沥青路面病害预控施工技术探析

张海全

（山西路桥第六工程有限公司,山西 晋中 030600）

0 引言

在最近几年中，随着我国公路工程建设规模的不断扩大，沥青路面建设面积呈不断扩大的趋势，公路通车里程也在不断增加，公路工程作为一种重要的基础设施，在推动社会经济发展中发挥着重要作用[1]。但是，随着公路交通流量的不断增多，车辆超载现象的不断发生，均会给公路沥青路面造成不同程度的损害，使公路沥青路面经常发生病害，降低驾驶人的行车安全与舒适性，缩短公路工程的使用寿命，加大了交通安全事故发生率。基于此，该文就公路沥青路面病害预控施工技术要点展开了探讨，以供大家参考。

1 工程案例

某一公路工程，为沥青路面，双向4车道，总长度25 km，路面宽度24 m，设计速度60 km/h。公路工程施工前，通过调查工程所在地区同类公路工程及其周边环境后发现，该地区中建成的公路沥青路面已出现变形、坑槽、裂缝等多种病害问题，若未及时处理这些病害问题，易缩短该公路的使用寿命，降低驾驶人的行车舒适性[2]。鉴于此，为保证该新建公路工程的施工质量，避免或减少沥青路面出现病害问题，施工单位一定要做好沥青路面病害预控施工。

2 公路沥青路面常见病害分析

2.1 变形

2.1.1 变形病害的形成原因

所谓变形，即指沥青路面材料发生变形，对公路使用安全性造成直接影响的一种现象。在公路沥青路面中，变形病害包括拥包、波浪、不均匀沉陷、车辙等类型[3]。

第一，沉陷，即指沿着公路竖直方向朝下产生的变形现象，究其原因，是公路基层强度或者路基强度较差，致使公路路面发生沉陷。

第二，车辙，即指因车辆在沥青路面上行驶，致使公路路面沿着轨迹方向所发生的纵向凹陷现象。车辙大致可划分为磨损型车辙、压实型车辙、流动型车辙、结构型车辙等多种类型[4]。

第三，拥包，即指顺着公路行驶方向，在沥青路面的局部产生隆起的一种现象。究其原因，是由沥青路面结构黏结层出现过大应力所导致的。

第四，波浪，即指在公路沥青路面中产生规则性的凹陷与凸起问题，波谷与波峰交替出现。若公路沥青混合料配合比设计不合理，材料性能未达到行车荷载要求，易导致公路沥青路面出波浪病害问题[5]。

2.1.2 变形病害的处理

第一，波浪与沉陷病害。若波浪与沉陷病害没有严重到会对公路的正常使用造成影响，则无须处理；若该问题比较严重，则应开挖病害路面，修复公路路基与路面基层，然后重新摊铺路面面层结构[6]。

第二，车辙。若车辙深度＜15 mm，宜选用铺设微表处养护层这种处理方法；若车辙深度≥15 mm，同时严重损害公路结构，可采用超薄磨耗层修复处理车辙病害，首先清除干净沥青路面中存在的杂物，明确与掌握机械设备的运转情况，拌和与运输混合料，挖除车辙病害位置，然后对道路面层与基层重新填筑与碾压。

第三，拥包，在处理路面拥包问题时，应先挖走凸出的沥青混合料，然后整平路面；若凸出现象不明显，不会对安全行车造成影响，则无须处理。

2.2 坑槽

2.2.1 坑槽病害的形成原因

所谓坑槽，即指在沥青路面局部位置处沥青材料缺失后形成的坑洞，随着坑槽深度不断加大，沥青路面危害程度就越严重。水损害是坑槽病害形成的主要原因[7]。公路自建成后开始投入运营以来，常常会受到雨水的冲刷，在沥青路面表层中积存大量雨水时，公路沥青路面在行车荷载反复作用下，雨水易渗透至路面基层，形成灰浆，出现唧泥现象。随着时间的推移，唧泥位置会慢慢出现网裂，行驶车轮会带走该位置表面的沥青材料，形成很多小坑洞，最终这些小坑洞会发展成为坑槽。

2.2.2 坑槽病害的处理

在现阶段，常采用热补法与冷补法来处理坑槽病害问题[8]。第一，热补法。施工人员需先标记需加热范围，然后采用加热板，加热软化修补范围中的沥青混合料，最后选用质量达标的填料进行回填与压实。第二，冷补法。首先测定坑槽的深度，标记切槽修补范围，然后使用风镐切槽标记范围，并利用高压风枪彻底清理坑槽内部，然后涂刷粘层油，在坑槽中填筑准备好的填充材料，进行压实处理，若坑槽深度大于6 cm，宜采用分层填筑的施工方法。

2.3 裂缝

2.3.1 裂缝病害的形成原因

在公路沥青路面中，裂缝是一种常见的病害问题。根据形式的不同，裂缝大致可划分为非荷载裂缝和荷载裂缝。非荷载裂缝，即指因沥青面层温度发生变化而致使沥青路面出现裂缝[9]。荷载裂缝，即指沥青路面结构在行车荷载作用下受到破损而产生的裂缝。根据形状的不同，裂缝大致可划分为不规则裂缝、纵向裂缝、横向裂缝。实际上，不管发生何种类型的裂缝，均会影响公路的使用性能，降低公路行车的舒适性与安全性。

荷载裂缝的形成原因：第一，在公路工程施工中，因沥青混合料配合比设计不合理，导致沥青混合料的使用性能出现问题，从而在车辆荷载作用下沥青路面易出现裂缝病害[10]。第二，沥青路面结构设计不合理，设计人员在设计路面结构过程中，未充分考虑行车需求、施工环境等因素，在公路运营过程中出现超载现象，再加上受外界恶劣环境的影响，导致沥青路面出现裂缝病害。第三，在公路沥青路面施工过程中，因在多个施工环节的施工作业不到位，无法保证沥青路面的施工质量，最终出现裂缝病害。

非荷载裂缝的形成原因主要为温度变化。在高温环境中，沥青材料的软化性能较好，即便温度发生一定变化，沥青材料中出现温度应力，沥青材料也不会出现明显变形现象。但是当外界环境温度突然降低时，尤其是在冬季，沥青路面路基与路面基层易发生冻胀现象，当气温上升时，冻胀的路基土就会逐渐消融，沥青材料的性能便会在温度应力作用下发生变化，最终导致沥青路面出现裂缝问题。

2.3.2 裂缝病害的处理

现阶段，我国主要采用灌缝法来处理沥青路面裂缝问题。根据裂缝病害严重程度的不同，灌缝法大致可划分为开槽灌缝和不开槽灌缝两种类型。第一，开槽灌缝。若裂缝宽度＞1 cm，宜采用开槽灌缝法，施工人员需先在裂缝位置处标记开槽范围，然后根据标记的开槽范围，采用开槽机进行扩缝处理，最后将浆液注入槽内，将其养护到设计强度。第二，不开槽灌缝。若裂缝宽度＜1 cm，宜采用不开槽灌缝法，施工人员可向裂缝中直接灌入浆液，然后进行养护，直到满足设计强度为止。

3 公路沥青路面病害预控施工技术要点分析

3.1 设计环节

3.1.1 公路路基路面结构设计

（1）做好公路结构设计的预防控制，可避免公路路面施工结束后产生以上病害。在公路路基设计过程中，设计人员需全面考虑路基强度，一旦公路路基强度设计不合理，公路在建成后投入使用过程中，路基便因强度偏小而出现不均匀沉陷问题，进而造成沥青路面变形或沉陷。为避免路基病害问题，在公路路基结构设计过程中，设计人员需明确路基填筑材料的性能，并对路基填筑厚度进行合理设计，以保证公路路基的强度。

（2）通过深入调查其他类似公路工程路面结构后发现，若公路路面底基层结构采用石灰土材料时，则该公路沥青路面易出现严重的早期破坏病害问题。究其原因，石灰土的隔水性能较差，一旦石灰土底基层受到自由水或地下水的侵蚀，则公路沥青路面易出现唧泥现象，最终发生坑槽问题。鉴于此，为避免公路沥青路面出现坑槽病害，设计人员在设计路面基层结构过程中，为提高路面底基层的防水性能，应选用二灰稳定土材料或者水泥石灰稳定土材料作为路面底基层材料。

（3）在进行公路路面设计过程中，应特别注意路面面层结构设计。公路路面面层直接承受行车荷载，若公路面层结构设计不合理，公路沥青路面易产生多种病害问题。鉴于此，设计人员在设计公路沥青路面面层过程中，应综合考虑交通流量大小、施工现场环境等因素，合理选定公路路面面层沥青混合料类型，为提高沥青路面面层的稳定性，可将适量的改性剂加入沥青路面上面层中，为保证沥青路面面层的压实度，还需合理确定沥青路面面层的厚度。

3.1.2 公路路面防水设计

第一，为避免沥青路面结构中渗入积水，可在路面面层结构中设置隔水层。第二，为快速排出路面积水，在沥青路面表层设计过程中，应设计合理坡度，保证公路路面两侧位置低、中间位置高。第三，为避免公路受到水损害，可在公路沥青路面两侧路基位置处合理布设排水系统。

3.2 施工环节

3.2.1 施工材料质量的控制

（1）在施工过程中，通过严格控制施工材料的质量，可避免或减少公路沥青路面病害的出现。第一，严格控制施工原材料的质量。公路沥青路面面层与基层施工中，需使用外加剂、水、矿粉、集料、沥青、水泥等多种施工原材料，其中集料要满足级配要求，并且要始终保持干燥、坚硬、干净。沥青材料应具有较低的含蜡量、较高的黏结度与较强的抗老化能力。水泥的初凝时间与终凝时间均应满足设计要求。与此同时，全部施工原材料进场前，应对其进行试验检测，在施工中不得使用质量不达标的施工原材料。施工材料进场后，施工单位需对其进行分类储存，其中水泥的储存时间最长3个月。

（2）合理确定混合料的配合比设计。在设计面层沥青混合料配合比过程中，为提高沥青混合料的使用性能，需全面考虑沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性，同时将适量的改性剂加入上面层混合料中。在设计基层混合料配合比过程中，需严格控制水、水泥的用量，在确保基层强度的基础条件下，可最大程度地降低混合料的水化热反应。混合料配合比设计确定后，为避免因施工材料质量问题而导致发生路面病害问题，确保混合料的生产质量，还需做好混合料的拌制与运输工作。

3.2.2 摊铺与碾压质量的控制

（1）在保证施工原材料质量后，还应严格控制沥青混合料的摊铺与碾压工作。若在摊铺与碾压施工中出现错误操作现象，则会严重影响沥青路面的施工质量，易出现路面病害问题。所以，在沥青路面摊铺施工过程中，应严格控制摊铺厚度与摊铺速度，摊铺速度应控制在2.5～5 m/min之间。在摊铺公路面层混合料过程中，应严格控制沥青混合料的温度，在摊铺施工前，需先预热处理摊铺机的熨平板，使其温度至少升高到100 ℃，在摊铺施工过程中，沥青混合料的温度应保持在155～175 ℃之间。

（2）摊铺施工结束后开始进行碾压施工。沥青路面的压实度与稳定性取决于碾压质量，故在碾压施工过程中，应选用合适的碾压方式，同时严格控制碾压速度。碾压施工结束后，施工技术人员需及时检测沥青路面的压实度，若检测不达标，则需进行补压，直到满足压实度要求为止。与此同时，在整个面层碾压过程中，应依次进行初压、复压与终压。在碾压施工中，沥青混合料的温度应保持在90～160 ℃之间。

3.2.3 合理设置接缝

在该公路工程沥青路面病害预控施工中，公路路面基层材料选用水泥稳定碎石材料，为半刚性基层，易产生反射裂缝问题。鉴于此，为避免出现反射裂缝问题，在水泥稳定碎石基层摊铺碾压施工结束3 d后，需预切缝处理水泥稳定碎石基层，相邻接缝之间的距离应控制在12～15 m之间，切缝的深度为基层厚度的1/2～2/3。为避免水泥稳定碎石基层出现裂缝问题，应进行预切缝施工，可减少水泥稳定碎石基层在温度影响作用下产生的变形。与此同时，为保证公路路面的稳定性，避免公路沥青路面出现病害问题，还应在沥青路面面层中合理设置预接缝。

4 结语

综上所述，沥青路面是我国公路工程中一种普遍使用的路面形式。尽管沥青路面具有舒适、安全等多种优势特点，满足人们的安全出行要求，但是公路在建成后投入使用过程中，因长期受到多种因素的影响，易出现多种路面病害问题，无法确保驾驶人的行车安全。所以，该文对公路沥青路面病害预控施工技术要点进行深入研究，具有重要意义。