公路路面養護工程病害成因及處理研究

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前言

龜裂、塊裂、松散、車轍、沉陷、泛油、擁包、反射裂縫、橫縱裂縫均屬于常見的公路路面病害，公路路面使用性能及行車安全往往會受到嚴重負面影響。為及時有效處理公路路面病害，正是本文圍繞公路路面養護工程病害成因及處理開展具體研究的原因所在。

1 公路路面病害成因分析

1.1 常見病害類型 為提升研究的實踐價值，本文以某S高速公路的部分路段作為研究對象，其中主線路面以車轍為主要破壞形式，最為嚴重的為第三車道，多數主線橋梁橋面完好，橋面坑槽連片現象存在于部分橋梁。部分路段存在松散和裂縫類病害，圖1直觀展示了S高速公路路面破損病害比例。

1.2 病害成因分析 車轍、裂縫類病害、松散類病害屬于S高速公路路面的主要病害。基于車轍病害進行分析，這類路面病害出現是由于S高速公路通車以來交通量巨大，同時存在大量重載、超重車輛。分析研究路段收費站統計的數據可以發現，全部交通量的55%為三軸以上貨車，且單軸軸載一般超過10t、五軸(六軸)車后軸單軸軸載多為15t，路面車轍影響嚴重。開展通行車輛的軸載換算，以10噸標準軸載為依據，可確定S高速公路通行車輛實際軸次已超出設計值的7倍。進一步從路用材料方面進行分析，結合對S高速公路面層混合料瀝青用量、級配開展的抽提檢測可以發現，存在變化不明顯的表面層SMA厚度，這說明中面層抗車轍能力不足為車轍病害產生的主要原因。存在較大車轍路段為2010年維修只處理一層的路段，抗車轍能力不足的原路面中下面層使得重鋪表面層后車轍仍然產生。結合存在龜裂現象的部分上坡路段車轍輪跡可以發現，中下面層存在松散現象，這說明水對中下面層帶來了一定損害和影響；基于裂縫類病害進行分析，S高速公路路面裂縫存在橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂等多種類型，一般情況下面層和基層的厚度、瀝青混合料、氣候及施工因素均可能導致裂縫病害產生。結合實際調研可以確定，S高速公路的面層與表層的粘結力較小，冬天較低的溫度也使得更加明顯的半剛性基層收縮變化出現，逐漸反射到面層的裂縫引發了反射性裂縫，路面裂縫病害因此日趨加重；基于松散類病害進行分析，可確定S高速公路路面松散類病害的主要成因包括雨雪天氣水分、礦料與瀝青間較小的粘附力值、反復作用的交通荷載，松散會因此在長期產生并逐漸形成坑槽[1]。

2 公路路面養護工程病害處理要點

2.1 養護決策 基于S高速公路路面病害實際，需要科學選擇養護決策。在主線車轍路段的病害處理中，養護決定不處理1cm以下深度車轍病害并基于微表處填平處理1～2cm深度車轍病害，如車轍在2cm以上，需銑刨9cm處理車轍路段，隨后噴灑粘層并分層填筑6cm的AC-20型中粒式高模量瀝青混凝土、3.5cm的SMA-13L型改性瀝青瑪蹄脂碎石。對于長上坡車轍嚴重路段及龜裂出現于局部車轍輪跡處的路段，需銑刨原路面16cm，隨后開展基層頂面施工下封層處理，分層填筑6.5cm的AC-20型中粒式高模量瀝青混凝土、3.5cm的SMA-13L型改性瀝青瑪蹄脂碎石；對于粘層，需設置粘層瀝青于銑刨斷面周邊及瀝青混凝土各面層之間，采用0.3L/m2用量的快裂陽離子改性乳化瀝青(PCR型)；對于下封層，需設置下封層專用乳化瀝青(PA-2型慢裂陰離子)于銑刨三層路段原半剛性基層頂面，具體施工需首先澆灑0.9～1.0L/m2的乳化瀝青，隨后撒布5～8m3/1000m2機制砂(2.35～4.75mm)，穩壓采用鋼筒式壓路機(6～8t)，封層不占用路面厚度[2]。

2.2 病害處理要點 在下封層施工過程中，必須做好路面清掃和路緣石防護，具體施工不得導致灑布后的下封層瀝青流淌，也不得導致油膜出現于表面，下封層施工不得在-10℃以下氣溫、即將降雨或大風天氣開展；粘層施工前需清除干凈路面的臟物塵土，用水刷凈有沾粘的土塊，澆灑需在表面干燥后開展，均勻灑布或涂刷粘層瀝青并刮除澆灑過量處，粘層瀝青澆灑不得在路面潮濕或-10℃以下氣溫下進行，完成澆灑后行人、車輛嚴禁通過(除瀝青混合料運輸車外)；微表處施工采用專用V字形車轍攤鋪槽、大功率雙軸強制攪拌式拌和箱，需在10℃以上環境進行施工，不得在雨天施工，尚未成型的混合料遇雨或施工中遇雨，需鏟除無法正常成型的材料，同時施工不得在積水或過濕路面進行。需針對性調整攤鋪厚度開展微表處車轍填充處理，保證中部隆起3～5mm的填充層橫斷面能夠形成冠狀，完成微表處攤鋪后同樣需禁止行人和車輛通行；瀝青面層施工需做好材料試驗、熱拌瀝青混合料配合比優化等施工準備工作，并采用間隙式拌和機熱拌瀝青混合料，以瀝青結合料由所有礦料顆粒全部裹覆、混合料拌和均勻為中下面層瀝青混合料拌和時間控制標準，應開展最少10s的高模量瀝青混合料干拌、最少40s的濕拌，同時需基于17℃～180℃控制改性瀝青混合料出廠溫度。瀝青混合料拌和后需做到無結團成塊、無花白料、均勻一致且不存在嚴重的粗細料分離現象，必要時需針對性調整。攤鋪熱拌瀝青混合料需關注下層質量的檢查確認、機械攤鋪的高質量開展，并以此進行均勻連續不間斷、緩慢攤鋪。高模量瀝青混合料和SMA混合料的現場攤鋪溫度至少應為160℃，采用復數攤鋪機成梯隊作業開展聯合攤鋪，基于實際的壓路機碾壓組合方式優選、壓路機轉急彎調頭等行為的禁止、施工縫的針對性處理同樣需要得到重視。

結論

綜上所述，公路路面養護工程病害處理需關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的養護決策、病害處理要點等內容，則提供可行性較高的公路路面養護工程病害處理路徑。為更好開展公路路面養護工程，各類新材料、新設備、新技術的積極應用必須得到重視。