基于公路病害类型分析的路面加铺沥青施工技术研究

刘阳泽

摘要 旨在实现病害路面的有效处理，提升其稳定性，以某普通国省公路为例，研究病害路面加铺沥青施工技术。结合工程的实际勘察结果，在分析其病害情况后，选择SBS改性沥青、矿石集料等原材料，制备加铺沥青混合料；并且设计加铺方案、确定加铺厚度以及施工工艺流程，按照施工标准完成各个工序施工。对施工结果进行试验后确定：该施工技术具备较好的应用效果，能够保证路面的稳定性和抗滑性。

关键词 普通国省公路；病害路面；加铺沥青；施工技术

中图分类号 U416文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）12-0033-04

0 引言

国省公路作为交通网络中的核心部分，其承担较大的交通运输荷载，随着交通流量的日益增长和车辆载重的不断增大，公路路面的损坏情况日益严重。同时，再加上环境因素的影响[1]，路面会发生多种病害，例如裂缝、车辙、波浪等。病害路面对于公路的行驶安全和舒适性等均造成较大影响[2]。加铺沥青施工技术是以沥青混合料为主，对病害路面进行修复，恢复路面的平整度，提高行车舒适性，还能有效延长公路的使用寿命；该技术还具有施工周期短、对环境影响小等优势[3]，对于保障公路交通的畅通与安全具有重要意义。但是，该施工技术在应用过程中，材料选择、配合比设计、施工工艺等均会影响施工质量。因此，在使用过程中，需结合实际路面的病害类型、程度以及环境条件等因素，制定科学合理的施工方案，确保施工质量和效果[4]。

该文为研究病害路面加铺沥青施工技术，以某普通国省公路为例展开相关研究，分析其病害情况，确定加铺沥青施工工艺，为提高公路路面的修复质量、延长公路使用寿命、保障行车安全等提供有益借鉴和启示。

1 公路病害类型分析

公路病害类型分析涉及公路结构、材料、环境以及使用状况等多个方面。以下是对公路病害类型的详细分析：

1.1 自然侵蚀型病害

这类病害主要是由于自然环境因素，如降雨、温度变化等长期作用于公路，导致其结构和性能发生劣化。具体表现包括：

（1）水毁：水毁是指暴雨、洪水对公路造成的各种损毁。这种病害在雨季或洪水频发地区尤为常见，其成因主要为：当路基某处强度不足时，在车辆荷载的反复作用下，容易下陷形成微小低洼处。在雨雪天气时，这些低洼处容易积水，长期浸泡会使路基软化，强度进一步降低，形成更大的坑槽，如此反复造成公路水毁。

（2）冻胀与翻浆：冻胀是由于土中的水在冻结过程中进行重新分配，冰块不均匀聚集，造成基床不均匀隆起的现象。冻胀严重地段，往往伴生翻浆冒泥，出现道碴陷槽、外挤等病害。沉陷则可能是软土地基上的路基因为软土含水量大、承载能力低而发生沉降，或者由于原地面为较弱土层，填筑前未经换土或压实不足而产生的地基下沉。

（3）边坡下滑：边坡下滑包括塌方和滑坡两种形式。它们主要是由于公路路基的地质条件不好或土壤含水量过大导致。例如结构松散、抗剪强度和抗风化能力较低的岩土体，在水的作用下易发生滑坡。边坡下滑可能破坏路基的稳定性，影响公路的正常使用。

（4）路基沉降：这主要是土壤固结、压实不足或地基承载力不足等原因导致。在软土地区或高填方路段，路基沉降问题尤为突出。

1.2 人工干预型病害

这类病害主要是由于人为因素，如车辆行驶、施工操作等引起。具体表现包括：

（1）车辙与推移：车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮压痕，是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式。这种破坏形式是在行车荷载重复作用以及气候（如高温）等因素综合作用下产生的永久性变形，表现为沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽。严重时，车辙的两侧会有突起形变，进一步恶化路面的使用性能。同时，在车辆制动或加速过程中，路面材料还可能发生推移现象。

（2）裂缝：裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的重要原因，其成因复杂多样，包括温度变化、材料老化、施工不当等。裂缝可以根据其成因和形态进行分类，如塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、温度裂缝等。裂缝的出现不仅影响路面的平整度和行车舒适性，还可能导致水分侵入路基，进一步加速路面损坏。

1.3 人为破坏型病害

这类病害主要是由于人为活动导致，如盗窃路面材料、违章施工等。具体表现包括：

（1）路面材料缺失：路面材料缺失是道路常见的问题之一，通常表现为路面板块或石料的缺失，使得路面不再完整。这种情况不仅影响道路的美观性，更重要的是对行车安全构成威胁，因为缺失的部分可能导致车辆颠簸、轮胎受损，甚至可能引发交通事故。

（2）挖掘破坏：挖掘破坏是建设工程中常见的一种破坏形式，其主要是挖掘机等重型机械的不当使用造成。挖掘破坏的影响是多方面的，包括但不限于振动破坏、碾压破坏、直接挖掘破坏等。挖掘工作时会产生强烈的振动，这种振动可能对周边的环境和建筑物产生负面影响。如果在某一区域频繁行驶，会对地基产生强大的压力和摩擦力；这种压力可能导致地基沉降和塌陷，对周边的道路和设施造成破坏。

（3）占用公路：将公路作为停车场、堆放场等行为，从公路的正常使用角度来看，这种行为会严重影响道路的通行能力。停车或堆放物品会占用宝贵的路面空间，使得原本设计用于车辆通行的道路变得狭窄，甚至完全无法通行。这不仅会导致交通拥堵，增加车辆行驶的时间和成本，还可能引发交通事故，危及行人和车辆的安全。其次，从公路的物理损伤角度来看，长时间的停车或堆放重物会对路面造成压坏，使路面出现裂缝、坑洼等损坏现象。此外，停车或堆放物品还可能损坏路基，导致路面沉降，加剧公路的损坏程度。

除了上述三种主要类型外，还有一些其他类型的公路病害，如沙害、雪害等。这些病害的发生与公路设计、施工、养护以及使用环境等多种因素密切相关。

综上所述，公路病害类型繁多且成因复杂多样。在实际工作中，需要根据具体情况对公路病害进行综合分析，制定针对性的防治措施，以延长公路使用寿命并保障行车安全。

2 病害路面加铺沥青施工技术

2.1 工程概况

某普通国省公路属于一级公路类型，其总长度为15.5 km，路基宽度为36 m，路面宽度为28 m，设计时速为60 km/h。该公路的原有路面为水泥混凝土路面，该公路的投入使用时间为10年，其是所在地区重型车辆的主要干线，导致路面已经发生显著的病害问题，对路面的防滑性能、驾驶安全等均造成较大影响。

对该公路的病害情况进行现场勘查后，确定其路面严重的病害情况包含裂缝、波浪以及错台。结合路面病害情况，确定采用加铺沥青施工技术进行路面施工，以提升该国省公路的路面质量，延长其使用寿命。

2.2 原材料选择

确定采用加铺沥青施工技术进行路面施工后，为保证最佳的施工质量，根据路面的病害情况、该公路所处地区的自然环境、气候特点等，选择施工的原材料。确定使用的沥青材料为SMA-13（SBS改性沥青）混合料，其具备较好的黏结度，并且在高温情况下的稳定性较好，同时也可保证低温环境下的韧性，以此能够更好地保证路面加铺完成后的使用性能。该文选择的SMA-13（SBS改性沥青）混合料相关性能均满足施工标准。

除沥青主材料外，需采用满足施工需求的粗集料和细集料。粗集料和细集料的选择标准是以其嵌挤效果为前提，嵌挤能力越佳则施工后的路面稳定性越佳；除此之外还需保证粗集料的抗压性能和高温稳定性。结合上述标准，该文选择坚韧性较好、粗糙、具备棱角的优质玄武岩，并通过锥式破碎机进行破碎处理，级配标准为不超过13.2 mm。细集料选择机制砂，砂当量为73%。

为保证粗细两种集料的结合效果，并且提升沥青性能，应添加性能较好的石磨灰矿粉；上述集料的级配配合比设计结果为9.5～13.2 mm∶4.75～9.5 mm∶2.36～4.75 mm∶0～2.36 mm。矿粉=45∶25∶8∶17∶5。并且，为保证沥青路面加铺后的稳定性，应添加纤维稳定剂，其能够加强沥青的黏结性能，该文的添加比例为0.35%。

依据上述原材料，进行沥青制备，将选择的改性沥青混合料进行加热，使其温度达到180～190 ℃范围后，加入矿料级配，并采用间歇式搅拌方式进行拌和，以保证混合料的均匀性。制备的沥青混合料存储时间需在24 h内，超过该时间则不能用于路面的加铺施工；并且混合料在运输过程中，需采用保温的方式，避免混合料在运输过程中发生较大的温度损失，不可超过10 ℃。

2.3 沥青加铺施工方案

2.3.1 加铺层设计

为保证病害路面的加铺效果，应在进行沥青加铺施工前，对原始的水泥混凝土路面进行铣刨处理，并在撒布黏层油后，立即铺设玻纤格栅。在此基础上进行表面层沥青的加铺施工，整个加铺结构如图1所示：

确定加铺结构后，需计算加铺沥青面层的厚度，应以保证加铺质量为前提，降低施工成本。该文采用不足厚度缺额方法完成，该方法通过计算混凝土的剩余寿命完成加铺厚度的计算。

将原有的混凝土路面作为沥青路面的基层，结合公路使用性能的影响因素、加铺后的结构性能和使用性能等进行计算。若加铺沥青层的设计厚度用ho表示，其计算公式为：

式中，f——加铺完成后病害的发育控制系数；hs——设计结构中密级配沥青混凝土的厚度；cb——原有路面的状态系数，该文取值为0.75；he——原有混凝土路面的厚度；A——混凝土厚度当量的转换系数，该文取值为2.5。

结合原有工程的施工数据，通过式（1）可以计算该文中工程的沥青加铺层厚度为10 cm。

2.3.2 施工工艺

依据上述小节确定沥青加铺层厚度后，结合工程情况，设计加铺沥青的施工工艺流程。该流程在确定时，应充分结合施工环境、施工标准等情况，保证沥青加铺层的施工质量，施工工艺流程如图2所示：

2.3.3 施工工序

（1）黏层施工。黏层施工即为黏层油和密级配沥青混凝土的铺设施工。在施工过程中，需保证喷洒的均匀性，不可喷洒过多，确保整个路面完全喷洒。喷洒完成后进行玻纤格栅铺设，其铺设过程中应保证横向和纵向搭接处的宽度在20 cm以上，并采用铅丝对搭接处进行固定，固定后涂刷黏层沥青。

（2）沥青混合料摊铺。完成上述工序施工后，进行沥青混合料摊铺。该摊铺施工主要使用两台摊铺机完成，并且在摊铺过程中采用梯队施工方式作业[5]。两台摊铺机分别用于主车道和路肩、超车道的摊铺，摊铺宽度分别为7 m和4.25 m。为保证路面的摊铺效果，在确保两台机器不会相互干扰的情况下，应控制两台机器之间的距离，以减少两台机器之间的摊铺接缝。

摊铺机在施工前，需先运行至指定施工点，并且采用和松铺厚度相同的木块支撑摊铺机的熨平板，使其温度超过100 ℃。在摊铺过程中，应设定摊铺速度为2.5 m/min，并且匀速、连续性进行摊铺[6]。为避免沥青混合料在摊铺过程中发生离析现象，需采用匀速的方式进行混合料搅拌，摊铺时的温度应保证在160 ℃以上。

摊铺过程中，每间隔10 m左右则进行一次摊铺的厚度检测，以掌握实际摊铺结果，便于进行摊铺厚度的及时调整。并且，为保证初压的密实度[7]，需对摊铺机的振捣器和振动器进行调试以及监测，该文通过测试确定振捣器和振动器的工作参数均为800 r/min，以保证其振动效果，便于测量松铺层的压实密度。

摊铺施工完成后，采用校准后的无核密度仪测量初压后的密实度，使其达到90%以上。

（3）碾压施工。摊铺完成后，则进行碾压施工。该施工尽量保证在高温下进行，对碾压温度进行控制，并且保证碾压时不会发生推移和裂纹现象。碾压方案整体分为4个阶段，分别为初压、复压、复压以及终压；每个阶段在施工时，均以紧跟、慢压、高频、低幅的方式完成；通过4个阶段保证最后路面的平整度，不存在车轮痕迹和裂缝。各个阶段的碾压参数如表1所示：

在碾压过程中，碾压速度和振动频率是影响碾压质量的重要作业参数，保证两者的合理性是确保路面碾压质量的前提。如果碾压速度过慢会导致施工过程中的不连续性，错过最佳的碾压温度；如果碾压速度过快，会导致路面在沥青加铺层发生推移情况，甚至压实度降低。当压路机的振动频率和混合料的固有频率接近时，可保证获得最佳的压实效果。

摊铺完成后则进行路面养护，待养护结束后，则可开放交通投入使用。

3 施工结果分析

依据上述小节完成加铺沥青施工后，需对其施工效果进行相关分析。该文在施工现场选择一处转弯处的施工段，进行现场试验，对加铺施工后的路面进行稳定性试验以及抗滑性能试验。其中，稳定性试验主要通过车辙试验完成，该试验的碾压次数为100次，抗滑性能测试则采用摆式仪完成。该试验检测位置分别为路中心4处、两侧路面各3处，共计10个监测点，测试结果如表2所示：

依据表2测试结果可知，通过该文的沥青加铺施工技术进行病害路面施工，各个监测点的摆值均在72以上，动稳定度均在4 000/次·mm?1以上，均满足该公路的路面性能要求，符合规范标准。

4 结论

路面病害是影响出行安全以及路用性能的重要原因。因此，为有效处理病害路面，保证路面行驶安全、提升公路使用寿命，需对病害路面进行相关施工处理。该文以实际普通国省公路为例，研究加铺沥青施工技术。结合路面的实际情况，确定了加铺沥青的施工工艺流程，并按照相关标准完成了加铺施工，最后通过施工结果分析确定该施工技术的应用效果良好，可实现病害路面的有效处理，提升了路面的稳定性和抗滑性。

参考文献

[1]司春朝. 国省干线公路工程中病害路面加铺沥青路面施工技术研究[J]. 工程建设与设计， 2021（6）： 126-127+131.

[2]顿浩. 国道“白加黑”路面病害成因分析及维修方案研究[J]. 工程建设与设计， 2022（13）： 240-242.

[3]任晏宾. 公路工程施工中沥青混凝土施工技术探讨[J]. 黑龙江科学， 2023（24）： 153-155+158.

[4]万桂军. 高速公路工程中的沥青混凝土路面上面层施工技术[J]. 运输经理世界， 2023（13）： 41-43.

[5]王国安. 旧水泥混凝土路面加铺沥青面层施工技术[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2023（8）： 77-79.

[6]刘冬宁. 水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层施工技术[J]. 工程建设与设计， 2023（2）： 233-235.

[7]徐胜堂， 王子然. 旧水泥混凝土路面微裂破碎改造施工技术研究[J]. 河南科技， 2023（3）： 78-81.