淺談瀝青路面常見病害及維護措施

胡軍

【摘 要】本文根據近年來瀝青路面實際損壞情況的調查，就瀝青路面常見病害產生的原因進行分析，并提出預防及處治措施。

【關鍵詞】瀝青路面；病害；防護；修補

瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、施工工期短、養護維修簡便和良好的減振性等優點，使行車平穩、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長、重載超載車輛的增多、溫（濕）度變化、冰凍作用、設計、施工、采用材料和養護管理等因素的影響，出現了多種病害，如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等。根據本人幾年來對瀝青路面實際損壞情況的調查，談談瀝青路面常見的病害與裂縫出現的原因及其預防措施。

1 瀝青路面病害調查及分析

隨著各高等級公路全線通車，交通流量急劇增加，且重載車輛增多，瀝青路面破壞嚴重。經調查多處破損路段病害結果顯示，特別是新修段加之夏天雨水偏多，造成路面在缺陷責任期內出現早期破壞。路面縱橫向裂縫嚴重，雨水沿縫下滲形成唧泥，并有少量網裂和高填土路段沉陷。經過對結構鉆芯取樣檢測，基層鈣化良好。這說明路面各層強度已經達到設計規范要求。為了及時對公路瀝青路面病害維修及防治，主管部門組織工程技術人員對原路面的病害進行了調查，主要的病害有：裂縫、車轍、擁包和坑槽、松散、沉陷、剝落等。經分析造成路面缺陷的原因有以下幾個方面：超載、交通量大、重載車多是造成路面破壞的主要原因；二灰碎石或水穩碎石是一種半剛性材料，隨著時間的推移，會產生干燥收縮與溫度收縮，半剛性基層的收縮裂縫是不可以避免的。裂縫產生后雨水順著裂縫下滲，天晴后路面各層中所含的許多水分仍不斷匯集到裂縫處，隨著裂縫下滲在行車大流量、重荷載的作用下加速裂縫的發展，出現唧泥、坑槽或沉陷等病害現象。

2 常見病害的形成及產生的原因分析

瀝青路面的損壞所表現出的形式和特征是多種多樣的。經總結分析，主要有以下幾種常見病害。

2.1 瀝青路面的裂縫

路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一，它的危害在于從裂縫中不斷進入水份使基層甚至路基軟化，導致路面承載能力下降，加速路面破壞。其中包括橫向裂縫和縱向裂縫兩部分。

1）橫向裂縫。縫橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設計不當和施工質量低劣，或由于車輛嚴重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內產生的拉應力超過其疲勞強度而產生裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，它有兩種情況：瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫。

2）縱向裂縫。縱向裂縫可分為兩種情況：一種情況是由于路基壓實度不均勻，路面不均勻沉陷而引起的；另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時，兩幅接茬未處理好，在行車荷載作用下，易形成縱縫。縱向裂縫，多發于半填半挖路基處，主要由路基的不均勻沉降造成。

2.2 瀝青路面的龜裂

龜裂又稱網裂，通常是沿輪跡帶出現單條或多條平行縱縫，逐漸在縱縫間出現橫向或斜向連接縫，一般多發生在行車道輪跡形成龜裂。主要由路面結構強度不足引起的。

2.3 瀝青路面的車轍

車轍是路面結構層及土基在行車重復荷載作用下的補充壓實，以致結構層材料的側向位移所產生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結構和瀝青混凝土本身的內在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產生的主要原因有：①瀝青混合料油石比過大；②表面磨損過度；③雨水侵入瀝青混凝土內部；④由于基層含不穩定夾層而導致路面橫向推擠形成波形車轍。

2.4 瀝青路面的松散

松散，原因主要是采用的瀝青粘結力差，瀝青用量偏少，或所用的礦料過濕，鋪撒不勻，或所用的嵌縫料不合規格而未能被瀝青粘牢。對表處面層還會產生大面積松散、唧泥現象，從而導致瀝青面層脫落。在我國早期的高速公路上曾出現。現在主要出現在水損壞嚴重的路段上。

2.5 瀝青路面的水損壞

水損壞，隨著時間的推移，特別是長期下雨后，輪跡處路面向兩邊推擠而隆起，輪跡處繼續沉陷，再發展，靠近輪跡的隆起部分破損，很快就出現面層松散、剝落、坑槽等，這是典型水損害現象。通常水損害產生的原因有下列幾種：①路面排水系統不健全；②路面壓實度不足；③路面離析。

2.6 瀝青路面的凍脹和翻漿

瀝青路面產生凍脹和翻漿主要是在凍融時期，因為水的侵入和路基土的水穩定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結果。其中水、土、溫度構成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。

2.7 瀝青路面的沉陷

沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點是面積大，涉及的結構層次深，主要出現在挖方段和填挖交界處。其產生的主要原因是：①土質路塹排水不暢，路床下部路基濕潤而產生不均勻沉降，引起路面局部下沉；②路面強度不能適應日益增長的交通量，易發生疲勞破壞；③路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結構遭破壞而引起沉陷；④橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發生錯位。

3 瀝青路面早期破損的防護

通過以上分析，可看出瀝青混凝土路面早期破損與瀝青混合料、路面設計施工、交通氣候條件的全部或部分有聯系，而交通氣候條件是客觀存在的，所以瀝青路面病害防治技術應以路面設計、瀝青混合料和施工3個方面考慮。

3.1 合理設計路面結構

1）盡可能減薄瀝青面層厚度由于以下四方面原因，城市道路路面厚度可酌情減簿，控制在12～15cm之內。第一，是半剛性基層瀝青路面結構的承載能力可由半剛性材料層（基層和底基層）來承擔，無需用增厚面層來提高承載能力。第二，是提高瀝青路面使用性能不是用厚的瀝青面層，而是用優質瀝青。第三，是瀝青面層的裂縫不只是反射裂縫，在正常施工情況下，大部分是瀝青面層本身的溫縮裂縫。第四，是一般來說厚的瀝青面層易導致車轍的產生。

2）加強瀝青路面防水設計。

3）選用合理的基層和底基層結構。

3.2 嚴格控制瀝青混合料的質量

1）瀝青的選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優質國產或進口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高其性級指標。

2）集料的選用骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應添加一定數量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應盡量降低骨料的含水量。

3）混合料級配的確定。瀝青混合料的高溫穩定性和抗疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性和耐久性是兩對矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會降低另一方面性能。混合料配合比設計，實際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優化設計，根據當地的氣候條件和交通情況做具體分析，盡量互相兼顧。當然為提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個途徑：第一，是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄碎石混合料（SMA）。第二，是改善瀝青結合料，采用改性瀝青。

3.3 嚴格控制施工質量

施工質量控制不嚴，早期破損必然出現。瀝青路面施工必須按全面質量管理的要求，建立健全有效的質量保證體系，對施工全過程，每道工序的質量要進行嚴格的檢查、控制、評定，以保證其達到質量標準，具體要抓好以下幾方面：

1）嚴格控制瀝青混合料的拌和質量，拌后過程中發現“糊料”或“離析”等異常情況應立即進行處理；加大馬歇爾試驗頻率，嚴格控制瀝青混合料的油石比、穩定度、流值等指標，必要時對混合料進行特殊配合比設計。

2）保證基層頂面粗糙度。改善基層材料級配，增加粗骨料，提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進碾壓方法，避免過振過濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細料進行壓實后找平。

3）合理灑布透層油、粘層油。在進行各層鋪筑前，必須保持頂面清潔。根據近年來的施工經驗，透層油應以慢裂型乳化瀝青為宜。用瀝青灑布車噴灑時，應保持穩定的車速和噴灑量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2m3/1000m2的石屑或粗砂，用8t鋼筒式壓路機穩一遍，將多余的浮料掃清。

4）提高面層攤鋪質量。在攤鋪混合料時，運距不能過遠，攤鋪溫度應控制在130℃～150℃為宜，攤鋪厚度均勻，壓實設備數量應配套，速度控制在2m/min左右，碾壓遍數不能太少，以免混合料孔隙過大；一般不能進行補料，尤其是下面層；基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應用人工鏟走。

4 常見病害的修補措施

4.1 裂縫修補

一般來說，裂縫路面要進行灌縫處理。瀝青路面灌縫受開槽深度、槽壁干燥度、清潔度、施工氣溫、灌縫材料等因素影響。為保證灌縫效果，一般采用進口的灌縫膠。灌縫機、開槽機、吹風機國產進口設備都可，有車轍式灌縫機，牽引式灌縫機，用戶根據需要選擇。比較常用的施工工藝，裂縫小于6mm可不留開槽直接灌縫，需用吹風機吹凈裂縫；裂縫大于等于6mm用擴縫機擴縫，擴縫機割縫后，用空壓機吹凈塵屑后灌縫。灌縫后撤干水泥粉混合砂養生后，再開放交通。

4.2 路面車轍修復

車轍形成原因主要是車流大，超載車多，載荷接觸區夏季磨擦溫度高達60℃以上。接近超過瀝青軟化點指標。再者受施工石質料級配和路面基層結構的影響及荷載沖擊作用，易形成車轍。車轍修復時，宜采用小型銑刨機銑6cm，寬度為整個車道，洗凈清理完畢后，重新鋪筑磨耗層，以達到路面平整度效果。目前也可采用美國、德國等國家研究的熱再生，直接運用銑刨、拌和、攤鋪、碾壓，配套設備修復路面車轍。

4.3 擁包和坑槽修補

瀝青路面是在荷載的推擠碾壓作用下，瀝青混合料結構層變形或是路面基層破壞形成的。如果是結構變形而基層不損壞時，直接銑刨或開槽鏟除擁包，重鋪上面層即可。若基層損壞，則先修復基層，再鋪面層，基層修復和坑槽修復技術要求類同。路面坑槽：主要原因是面層的網裂、龜裂后不及時養護而逐漸形成的。另外基層局部強度不足，在行車作用下也易產生坑槽。是由龜裂和松散等其它損壞進一步發展的結果。路面混合料、礦料級配，路基壓實缺陷，使路面局部出現破碎形成坑槽。再者是由路面透水引起瀝青與石料剝離，外加交變載荷反復作用，形成路面坑槽。若修補不及時，就大大縮短了路面的使用壽命。對路面坑槽修補有冷料修補和熱料修補兩種方法。冷料修補采用成品冷料，開槽后按路面結構層直接填筑分層壓實。

優點：①路面在行車作用下會逐漸壓實，強度慢慢提高。如果在路面修補時，未能使用碾壓設備，路面在使用過程中以行車碾壓全逐漸密實；

②由于在常溫下施工，且使用簡單工具即可進行坑洞修補，操作頗為方便；

③冷鋪瀝青混合料預先在工廠生產并儲存起來，隨時可供使用，因而適合常年路面坑洞修補，或供路面開挖埋設管線后恢復路面使用。

缺陷：碾壓時流動性大，強度低，耐久性差，一般不超過一年。

熱料修補，采用相同級配的路面結構層，分層填筑。一般來說現有拌和設備，現場施工組織難度較大，因此采用微波加熱拌和設備解決了以上難題，在拌和施工時對每一層級配的礦料做成一定體積的材料塊，定期貯備。使用時加熱進行坑槽修補，方便簡單。影響坑槽修補質量，主要有修補工藝和采用的材料；其次是施工開槽層要開到穩定部分，坑槽清理要干凈，槽底槽壁應涂粘結劑均勻，掌握好施工溫度回填材料的壓實度。

4.4 瀝青路面稀漿封層

瀝青路面松散網裂透水和抗滑系數SFC<0.4，但基層良好時，采用稀漿封層。稀漿封層是將乳化瀝青、集料、礦粉、水和添加劑組成的稀漿混合物均勻攤鋪在瀝青路面上形成一層具有抗滑防水作用的養護層。目前公路稀漿層厚度4～6mm，礦料宜采用ES3規格，用量一般為5～8m3/1000m2，稀漿混合料用量8～10kg/m2。封層施工工序為：清掃→放樣→上料→攤鋪→早期養護→開放交通。封層養生到水分蒸發乳液干燥成型后才能開放交通。壓實機械采用8～10t靜壓，碾壓一遍即可，稀漿封層機械國產進口都有。

4.5 瀝青路面松散、沉陷、剝落的修補

松散，原因主要是采用的瀝青粘結力差，瀝青用量偏少，或所用的礦料過濕，鋪撒不勻，或所用的嵌縫料不合規格而未能被瀝青粘牢。沉陷，一般是由基層局部成形不足，強度不夠，在行車載荷和自然因素等作用下形成的。對于大面積沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均勻沉降或局部滑移面引起的，主要原因是路基壓實度不足引起。剝落，如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料，將會造成集料與瀝青之間的粘附性不足，在行車荷載的作用下，集料從路面剝落，使路面形成麻面，進而可能發展成為坑槽、松散等病害。當出現松散、沉陷、剝落應采用大修處理，首先將損壞部分按正或長方形整塊劃線，然后用切割機切割，保證開挖的坑槽槽壁垂直平整。將槽內舊料清除，并用壓縮空氣機將槽內徹底吹凈，涂刷乳化瀝青時，要保證槽底四壁都要均勻的涂上一層，不能露白。

如果是兩層瀝青混凝土，將中粒式瀝青混凝土填入所開槽內離路面1.5cm壓實，再填入細粒式瀝青混凝土后攤平，然后用壓路機來回碾壓三遍，并保證壓實后高于原路面3～5mm。注意事項：攤鋪細粒式瀝青混凝土時一定要將切縫覆蓋，避免產生新的滲水縫。

5 結束語

瀝青路面中的病害給道路交通帶來各種各樣的隱患，這是一個不容忽視的問題，但這些病害不是不可克服的，只要我們認真選材，精心設計，把握住各個施工環節，嚴格按照施工規范和操作規程進行施工，做好道路養護工作，加強交通管理，很多病害是可以避免或者降低其破壞力的。

【參考文獻】

[1]錢后剛.淺析沿江公路瀝青混凝土路面工程病害及維護[J].揚州大學學報·工程研究與實踐，2010（3）.

[2]何瑞生.淺談瀝青路面常見的病害及其預防措施[J].揚州大學學報·工程研究與實踐，2010（3）.

[責任編輯：楊玉潔]