公路瀝青路面病害及養護施工技術研究

斯那取宗

（德欽縣交通運輸局，云南 迪慶藏族自治州 674500）

0 引言

如今，我國國民經濟及交通運輸都在飛快發展，由于交通量不斷增加，尤其是大噸位運載車輛的急劇增加，導致部分路段的瀝青路面產生病害，如開裂、松散、坑槽及沉陷，導致路面平整度與抗滑性能等指標出現大幅下降。因此，有必要針對瀝青路面病害深入研究，探討相應的養護處理技術。

1 公路瀝青路面病害產生的原因

1.1 瀝青路面損壞的影響因素

1.1.1 外因

盡管瀝青路面病害有很多類型，但就病害產生的外部原因而言，主要包括下列幾點：一是水損壞；二是超載和超限運輸；三是施工質量存在差異，如原材料質量控制不到位，導致路面強度與耐久性受到很大影響；四是氣溫影響，包含兩個方面，一方面為低溫條件下路面結構層間的黏結力被破壞，使混合料產生裂縫，另一方面，高溫條件下路面受持續交通荷載產生不同程度的變形，尤其是急轉彎與坡道處[1]。

1.1.2 內因

（1）設計方面

第一，路面強度未達到要求。路面結構設計過程中，設計人員對路面厚度與交通量的考慮不足，使成型后的路面強度未能達到要求，進而導致強度設計無法適應運行要求。

第二，路面排水能力不足。路面設計時設計人員沒有對當地水文及氣候條件予以充分考慮，使路面上的積水發生下滲，降低路面內層強度與承載力。

（2）施工方面

第一，路基施工質量不合格，如在路基填筑時施工人員未能按照規范進行操作，再如部分位置壓實度不足或有軟弱夾層存在。

第二，基層質量不合格，如混合料拌和不均勻，使基層結構受力不均，受到反復且持續的行車荷載作用后，導致破壞[2]。

第三，面層混合料級配與層厚未能達到要求，混合料配合比設計不合理對成型后路面結構綜合性能造成影響。

第四，面層施工所用材料質量不合格，如瀝青與其混合料的質量較差，導致使用這種材料完成施工的面層，其抗開裂性能未能達到要求。

（3）運營方面

第一，超載與超限運營部分超載車輛在路面上通行，使路面在自身使用年限范圍內超出自身可以承受的載荷，導致路面結構層出現不同程度的損壞。

第二，相關人員對路面病害的檢查與修復不及時，導致路面上的病害快速擴大，路面結構產生連續破壞的現象。

（4）環境方面

首先，水文條件，如降雨會給路基造成不利影響，路面上的積水經裂縫發生下滲，導致路基等結構的穩定性降低，造成路面開裂等病害[3]。

其次，溫度條件，晝夜與季節性溫度變化會使路面產生一定收縮應力，導致路面上產生溫度或疲勞裂縫，而且這些裂縫會由于行車荷載的增加而不斷擴大，導致路面損壞。

1.2 瀝青路面病害產生原因

1.2.1 橫向裂縫

橫向裂縫的產生并非由行車荷載造成的，而主要是因為低溫收縮。

1.2.2 縱向裂縫

縱向裂縫一般是因為施工質量不滿足要求或路基產生不均勻沉降引起的。其中，由路基產生不均勻沉降造成的裂縫一般為間歇性的，而由施工方法不當產生的裂縫大多為長直的，且沿中線分布。

1.2.3 塊狀裂縫

塊狀裂縫的產生是因為面層材料有一定規律性的收縮開裂，該病害的產生主要和瀝青材料退化有關，路面結構柔性與剛度基本可以達到要求[4]。

1.2.4 龜裂

龜裂產生原因包括以下幾點：

第一，路面結構層沒有經過仔細的計算，導致設計厚度或強度未能達到要求，在這種情況下受到行車荷載作用后，路面將很快產生龜裂。

第二，路面強度不斷降低，彎沉與回彈模量都在不斷增大，在汽車載重持續增大與交通量持續增長的情況下，路面已經無法滿足要求。

第三，基層材料中微小顆粒物實際含量達到6%以上，甚至達到10%左右，導致水從面層中通過進入基層結構后，受行車荷載作用，基層表面產生空隙，進而引起唧泥，最終使路面產生一定程度的龜裂。

1.2.5 車轍

因瀝青有一定彈塑性，所以其抵抗變形發生的能力主要由瀝青黏結力與礦料嵌擠力有關。若混合料配合比或其生產質量較差，則在高溫條件下會使瀝青穩定性變差，此時受行車荷載作用后很快就會產生車轍。近幾年，伴隨大功率壓路機不斷投入使用和基層結構強度持續提高，基層與土層出現的永久變形逐漸變得不顯著，所以現在普遍認為車轍主要產生于面層，車轍的產生主要和混合料熱穩定性較差有關，既有成段出現的，也有局部出現的。通過對車轍病害的細致調查與分析可知，在有成段車轍現象的路段，其混合料設計大都欠合理，而在局部出現車轍現象的段落，其產生原因為生產質量較差[5]。

1.2.6 波浪擁包

波浪擁包產生原因和一般性車轍基本相同，主要產生于下坡、急轉彎和頻繁啟停處。

1.2.7 沉陷

沉陷的成因包括：地基處理不到位，產生不均勻沉陷；基層壓實度不足。該病害大多產生于高填方段、橋頭及地基容易發生變形的部位。

1.2.8 泛油

泛油的成因包括：瀝青含量過高，當氣溫較高時，瀝青受活載作用被剝離，導致油層直接外露；瀝青質量較差，如軟化點較低時，也有可能引起泛油。

1.2.9 松散

松散的成因有很多，具體包含以下幾點：

第一，油石比較低，導致瀝青和集料之間的黏性較差。

第二，施工過程中混合料溫度過低，加之壓路機多次碾壓，使面層混合料未能達到充分黏結，受活載作用后導致面層松垮。

第三，粉塵含量較大，黏合處被粉塵大面積覆蓋，不能正常黏合，導致粉塵含量增大的原因為骨料的含泥量過大[6]。

第四，瀝青發生老化，導致喪失應有黏結力。

第五，基層強度不足，導致表層松散。

第六，使用了酸性集料，和瀝青之間的黏附性較差。

第七，混合料含水量過大，導致瀝青自身黏附性較差。

1.2.10 坑槽

面層上部分位置集料損失，受行車荷載持續作用后導致坑洞或坑槽。

2 公路瀝青路面病害養護處理

2.1 裂縫處理

2.1.1 開槽灌縫

開槽灌縫是借助開槽機鑿除寬度在1.0～1.5cm范圍內，深度在1.5～2.0cm 范圍內的縫槽，并將縫槽清理干凈，然后用灌封機沿裂縫走向灌入密封膠，直到縫槽飽滿。采用該方法進行裂縫處理時，應注意以下工藝要點：

第一，做好交通臨時封閉，并嚴格按照養護作業流程進行各類安保措施的設置。

第二，對施工所用開槽機和灌縫機進行檢查，以保證滿足施工質量具體要求。

第三，嚴格按照設計要求的尺寸進行開槽，期間對開槽深度予以嚴格控制，以裂縫寬度為依據，隨時對開槽尺寸進行調整，以達到設計要求[7]。

第四，利用氣泵槍對縫槽中的碎渣與灰塵進行清理。

第五，借助灌縫機將預先制備完成的密封膠均勻且飽滿地灌注到縫槽中。

第六，在注入的密封膠達到冷卻狀態后，將路面清掃干凈，并撤除所有安全措施，正式開放路段的交通。

2.1.2 貼縫

貼縫是指在裂縫內注入修復劑，使裂縫完全密封，其施工工藝方法與要點為：

第一，臨時封閉施工路段的交通，并嚴格按照養護作業流程進行各類安保措施的設置。

第二，用鐵鉤等工具對裂縫進行清理。

第三，利用氣泵槍將裂縫中存在的垃圾雜物清理干凈。

第四，借助大型注射器將預先準備好的養護劑注入到裂縫當中。

第五，撒入適量砂連續養護2h 時間，然后將臨時設置安全措施撤除，正式開放路段的交通[8]。

2.2 龜裂與塊狀裂縫處理

首先，若龜裂與塊狀裂縫的產生是因為結構層厚度未能達到要求，則應先對面層進行銑刨，然后再進行新面層加鋪，對于面積不大的龜裂與塊狀裂縫，可采用封層法或薄層罩面法進行處理。

其次，若龜裂是因為基層原因引起的，則可采用注漿或全部挖除后換填的方法來處理，在確保基層結構達到穩定后再鋪筑新面層。

最后，加強路面運營養護，早期產生的細微裂縫與輕度龜裂，均可通過灌縫處理，以此防止裂縫進一步發展。

2.3 車轍與波浪擁包處理

對于車轍與波浪擁包病害，主要采用銑刨磨耗層的方法來處理，并對面層集料級配予以適當調整或添加適量抗車轍劑。通過各類添加劑的適量摻加，能提高混合料自身抵抗車轍發生的能力，從而提高混合料形成后的溫度穩定性。除此之外，對于容易產生車轍與波浪擁包病害的路口及橋梁兩端，可將瀝青方案變更成鋼筋混凝土路面，從根本上杜絕車轍與波浪擁包病害。

2.4 沉陷處理

第一，對于不均勻沉陷病害，若基礎層保持穩定，沒有損壞，則只對面層進行修復即可，當沉陷面積相對較大時，需重新鋪筑整個面層。

第二，當局部路基存在孔槽或其他方面的問題時，需利用碎石等適宜的材料進行回填，并將其壓實，然后再進行新結構層的施工。

第三，在橋涵引道部位由于填土未能壓實產生的沉陷，需重新施作路基處理層，并做好壓實處理。將基層處理完畢并檢查無誤后，開始路面結構層施工。

第四，當路段范圍內分布含水量與孔隙比相對較大的軟土時，宜采用換填的方法進行處理，對于換填材料，可選擇礫石、碎石、土或砂土等。

第五，根據現場的實際情況在必要的情況下通過鉆孔注漿進行加固處理。

2.5 泛油處理

當泛油較輕時，可在氣溫相對較高的時間段先撒上一層粒徑在3～5mm 范圍內的石屑或粗砂，然后用壓路機進行碾壓；當泛油較嚴重時，需在氣溫相對較高的時間段先撒上一層粒徑在5～10mm 范圍內的碎石，然后同樣用壓路機進行碾壓，在碎石達到穩定狀態后，繼續撒布一層粒徑在3～5mm 范圍內的石屑或粗砂，接著再用壓路機將其碾壓密實。

2.6 松散處理

第一，對于低溫條件下面層產生的松散，當氣溫上升時，對封層充分施作，均勻撒布一層石屑或粗砂，同時用輕型壓路機將其壓實。該方法的質量效果難以從工序上得到保證，所以只能在技術等級較低的公路中使用。

第二，對于因其他原因產生的松散，如基層松軟變形導致的松散以及由于使用酸性骨料或瀝青發生老化產生的松散，可通過挖補工藝予以處理，即挖除所有松散的混合料，如果基層強度較低，則應先對基層進行處理，然后再重新進行面層施工。

第三，借助就地熱再生方法進行修補，其具體操作方法為：先在待處理病害表面熱拌并均勻噴灑一層乳化瀝青，然后進行整形碾壓，促使老化后混合料實現熱再生。采用這種方法進行處理的優勢在于能消除弱接縫方面的問題。

2.7 坑槽處理

坑槽處理方式主要有三種：冷料冷補、熱料熱補與熱料冷補。不同方法有不同的優劣勢，在實際工程中要根據實際情況與設計要求確定適宜的處理方法。

首先，對于冷料冷補，其主要用于緊急維修，具體操作方法為：先將坑槽中存在的雜物垃圾全部清除，然后將調配完成的冷料全部注入坑槽中，并將其攪拌均勻，確保坑槽中冷料保持充足，但不可從坑槽中冒出。完成以上操作后，用壓路機將路面壓實，對于深度較大的坑槽，應采用分層的方法進行填補與壓實。若修補后壓實度無法達到要求，則在投入使用后將導致路面下沉，此時應繼續填補冷料，并壓實。因此，在實際操作過程中為防止下沉，建議將坑槽填補至比周圍路面略高5～10mm。該方法的操作時間較短，一般只需要10min 左右的時間即可正式投入使用。

其次，伴隨養護機械快速發展與完善，熱修復技術得以廣泛應用，其質量雖然高于冷補，但所需時間較長，所以成本偏高。該技術需借助專門的設備才能實現，不僅初始投資較高，而且每次修復使用的材料的單價也很高，但修復效果良好，很多坑槽在修復一年后仍可保持完好。

最后，熱料冷補方法主要適用于對雨季受損路面實施搶修，其原理為暫時利用冷補料在公路沿線范圍內對坑槽進行填充，然后用壓路機進行碾壓，在雨停之后借助熱修補設備實施修補。

3 結語

綜上所述，瀝青路面是當前最常用的路面類型，具有施工方便和綜合性能良好等優勢，但由于受到內、外部因素的影響，導致使用一段時間后的瀝青路面可能產生一些病害，輕則影響路面外觀，重則影響到路面通行舒適度與安全性。因此，在實際的公路養護工作中必須針對不同類型的路面病害，采取有效的技術措施加以處理。