白改黑路面早期病害分析與處理措施

齊偉鋒 張照鑫

（中建七局第四建筑有限公司，陜西 西安 710000）

1 瀝青混凝土路面結構

瀝青混凝土路面的典型結構自上而下依次為瀝青混凝土面層、土工布、水泥混凝土板塊、水泥穩定碎石基層、宕渣底基層、土路基，如圖1所示。

圖1 瀝青混凝土路面結構

2 項目概述

該文以我國某地區白改黑公路改造工程為例，該工程現場全長2.3 km，主線為四車道。該工程路基標準寬度為23 m，路基平均縱面坡度為4.7。該項目基于可預測的交通和高速公路要求，包括道路強度、平整度、水滲透性、防滑性、耐磨性、耐用性、易駕駛性等、并結合道路氣候、水文、地質、材料來源、壽命和成本。在其他情況下，大修重建工作已于2015年9月完成。

3 早期病害成因分析

該工程所論述的路面病害主要集中在路面的上坡段的主要車道上。例如連續的上坡長度，多軸車輛占用率和重型車輛爬升率等因素也與病害密不可分。 進行綜合分析白改黑路面病害的主要原因如下。

3.1 軸重型車輛多

項目所在區域有許多多軸重型車輛，并且由于連續上升段的爬坡能力不足和低速而導致運行時間長和間歇運載。汽車等交通工具向前行駛過程中對路面產生一定的重量沖擊。針對瀝青混凝土混合料中的棉彈性材料來說，當汽車的行駛速度降低時，路面的負載時間會相應的增加[1]。路面與輪胎之間的摩擦會產生一定的熱量，在行駛過程中也會導致瀝青路面的溫度增加。材料的剛度模量降低，導致腐蝕急劇增加。

3.2 瀝青的配比含量過高

在配比瀝青混凝土時，瀝青的配比含量過高，同樣也會對路面產生一定的負面影響[2]。通過實驗測試，當瀝青混凝土中瀝青的含量過高時，且兩次試驗的最高瀝青含量均為6.03%和6.02%，超出標準控制范圍。高比例的瀝青含量會在瀝青混凝土中產生大量的游離瀝青，從而導致瀝青混凝土的機械性能不足，從而導致在車輛載荷下瀝青層的塑性流動變形，即發生推動，扭曲和其他疾病。

3.3 瀝青混合料等級偏差

通過瀝青混合料等級試驗，上層AC-16C瀝青混合料略為粗糙，下層AC-20C瀝青混合料嚴重偏斜為良好。下層瀝青混合物非常稀，當瀝青含量高時，這進一步使瀝青混凝土的機械剪切強度惡化。上層瀝青混合物有點粗糙，但是影響有限。

3.4 層間黏合性差

該次檢測共取芯12處，僅從上層中提取了5個樣品。菜板地板的平整度比較大，因此瀝青層與瀝青層與水泥混凝土板的黏結條件不理想。

3.5 瀝青的附著力差

現場觀察的結果是病害部位的瀝青混合料的附著力弱，剝落現象明顯，說明原始的防剝離路面在松散路面和起泡條件下的作用有限。

3.6 衍生病害

路面履帶和溝槽，油浸和車輪履帶的松動是路面推進的衍生病害。

4 處治方案

瀝青路面初始損壞的主要形式是逐漸破壞，而舊水泥混凝土板對瀝青混凝土表面的黏附力不足是造成這種損壞的重要原因。同時，現有水泥混凝土板的處理是不可忽視的重要環節。瀝青混凝土的耐久性只有在驗證了舊路質量后才能保證。根據《公路水泥混凝土路面養護技術規范》（JTJ 073.1—2001），在處理現有水泥混凝土板的損壞過程中，應在節約投資和確保質量的原則上注意以下7點。

4.1 土板更換

貫通裂紋或板具有2個板角斷裂，或者一個板角斷裂面積超過1/4板，但是基層沒有損壞。在這種情況下，首先將混凝土板移開，然后清潔基礎表面的松散部分，然后將C35混凝土用于板更換處理。

4.2 局部修復

如果混凝土只有一個貫通裂縫，或者板角之一被折斷，且板角破損所占面積小于板的1/4，在這種情況下，僅需要對板進行局部修復即可。總的來說，為了減少路面病害的發生，混凝土板要滿足以下的技術要求：混凝土板的撓度不超過相應的20%，混凝土板之間的差距距離不超過6%。

4.3 裂紋修復

根據損壞的嚴重程度單獨進行裂紋修復。 如果板子有裂紋且板子沒有較為嚴重的缺陷，則無需更換板，只需進行裂紋加工，但是加工后板子邊緣變形必須滿足（BZZ-100）為20（不大于0.01mm）。另外，如果混凝土板上有裂紋且發生了錯亂的現象，應該及時的進行更換。

4.4 裂縫處理

對路面的勾縫進行清理工作，針對裂縫進行填充，防止裂縫在后期變大，從而引起更嚴重的病害。接縫剝離是由混凝土接縫剝離材料制成。修復混凝土板后，必須清潔填充材料中失效的接縫，清潔接縫并重新填充接縫。

4.5 路板研磨

當路板之間發生交錯時：如果在混凝土平板與平板之間發生交錯且位移小于5 mm，則無需進行處理。如果位移在5 mm～10 mm，則交錯工作臺的位移大于10 mm，則需要使用平整機進行研磨，然后擦除下部工作臺并按更換板。

4.6 灌漿處理

當混凝土板（BZZ-100）拐角撓度位于20～40誤差不超過0.01 mm，通常情況下認為該混凝土板存在空缺，此時需要對混凝土空缺部分進行灌漿處理。

4.7 路面清潔

為了能夠將混凝土路面與新鋪設的瀝青路面進行良好的融合，需要在瀝青路面的下層交疊處對混凝土路面進行清潔處理。混凝土板在切割后，在清潔要求以上（厚度為6 mm或更高），在下層施工中，為防止施工車除去黏稠層，必須在黏稠層的表面上噴涂黏稠的瀝青礫石層，同時車輪會發黏黏性層應及時噴涂。

綜上所述，TLA改性瀝青可以顯著改善瀝青混合料的機械性能（詳見表1 TLA的主要技術指標），具有良好的耐腐蝕性，同時對石材的附著力也很好，可以改善路面的防水性能。提及路面耐負載性和耐老化性。解決計劃1（特立尼達瀝青瀝青鋪設）舊路“主車道+優先車道”，在碾磨瀝青混凝土層（水泥板受損時進行維護）精細碾磨+熱瀝青表面層處理后，TLA 10 cm（特立尼達湖）瀝青）添加單層改性瀝青AC-16C表面層（TLA含量為20%～30%）。第一種選擇是通過改變原材料以確保施工質量來應對“白色到黑色”包裝的初期疾病。 10 cm單層結構通過減少界面缺陷的可能性來幫助保持路面的完整性，路面的高度保持不變，并且隨著國內外瀝青價格的上漲，TLA改性瀝青的價格基本上與SBS改性瀝青的價格相同。

表1 TLA的主要技術指標

解決計劃2（加厚瀝青混凝土層）。在舊道路上碾磨單層瀝青混凝土層后（如果水泥板受損，則進行修復）精細碾磨+添加8cmATB-25 + 5.5 cmSBS改性瀝青AC-20C +經過熱瀝青表面層處理后的4.5 cmSBS改性瀝青AC-13C 。該計劃主要基于增厚瀝青混凝土層以減緩應力反射，同時提高瀝青混凝土層的承重性能，以確保施工質量。但是，此計劃需要更改覆蓋層的厚度，同時還需要更改設施（如護欄）的凈空高度，這比該計劃更具變體且更昂貴。

解決計劃3（添加了壓力吸收劑層）。在舊道路上碾磨單個瀝青混凝土層后（如果水泥板受損則進行維護）精細碾磨+ 2 cm應力吸收層+ 5.5 cm SBS改性瀝青AC-20C（熱瀝青表面層處理后+ 4.5cmSBS改性瀝青AC） -13C。瀝青混凝土路面層之間的機械機理非常復雜。在反復的載荷應力和可變溫度應力的作用下，瀝青層的拉應力和剪應力可代表多種復雜情況。該計劃主要是增加應力吸收層以抑制應力反射，并改善瀝青混凝土與常規水泥混凝土路面之間的附著力，以確保施工質量。但是，方案3還改變了覆蓋層的厚度，同時，護欄和其他設施的縫隙高度也不得不改變，變形比計劃的更大且更昂貴。

5 結論

交通部將白改黑路面的早期破壞選為公路工程中“八種常見質量缺陷”之一，如何在不限制交通負荷的情況下提高長陡瀝青路面的耐腐蝕性是目前不可避免的問題。該文通過抽樣檢查并結合實際調查，分析道路結構設計，原材料質量，施工條件和初始路面損壞的影響，并分析和解決連續上升中瀝青路面上各種定型疾病的成因建議的方法以及類似項目的解決方案。