高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策

王志強

山西交通養護集團有限公司 山西太原 030006

我國高速公路建設發展較好，但高速公路養護管理技術相對滯后，已無法滿足公路事業的高速發展要求。近年來，人們愈發重視公路養護管理技術的研究工作，并不斷優化公路養護管理工作。

1 高速公路瀝青路面常見病害特征及其成因

1.1 高速公路瀝青路面橫向裂縫成因

橫向裂縫可發生在高速公路的任何路段，裂縫程度存在差異，嚴重情況下路面會出現沉降及網裂等現象。高速公路瀝青面層抗裂縫的能力會隨著公路使用年限的增加而逐漸降低，高速公路半剛性基層路面中較典型的病害為橫向裂縫。在溫度應力的作用下，高速公路瀝青路面裂縫的數量會逐漸增多，對溫度比較敏感的裂縫會先從溫度變化明顯的表層開始，逐漸延伸至瀝青路面表層下面，裂縫不斷延伸最終形成以裂縫為中心的下陷變形。此時，表面裂縫若遭遇沖刷作用，裂縫的兩側會進一步產生新的裂縫，嚴重情況下會導致瀝青脫落[1]。

1.2 高速公路瀝青路面車轍成因

車轍是常見的瀝青路面病害，主要由于高速公路的上面層和中面層發生了變形。高速公路瀝青路面路基的強度與車轍病害具有較大的關聯，強度不夠時，過往的車輛對其反復施壓，路基面層與底部基層易發生永久性的結構變形。高速公路瀝青路面發生結構變形時，一般呈V字形，在高溫季節會增加路面車轍病害的發生概率。

1.3 路面裂縫

對于高速公路來說，隨著經濟建設的快速發展以及人們生活出行頻率的增加，其在社會發展中的作用越來越突出。而如果其路面存在質量問題，那么必定會對公路的正常運行造成不良的影響。諸多的探究和實踐發現，裂縫在公路瀝青路面病害中所占的比例較高，此類病害之所以經常出現，與其外界環境中的溫度變化有很大關系，進而在熱脹冷縮原理之下，瀝青面層出現變形和裂縫的情況。

1.4 坑槽

坑槽的形成一開始都是輕微的，在未引起重視后，才發展成嚴重的情況。產生原因歸為幾點：其一，公路路面的空隙較大，瀝青材料的變異性也大，在攤鋪過程中，一旦達不到標準，就會使空隙越來越大，如果再受雨水的侵蝕，損壞現象就會更大；其二，未控制好材料的溫度，過高或過低的氣溫都不能施工；其三，自然條件中的氣候，比如春雨也會導致這種現象的發生；其四，路面的設計會根據使用年限中的車流量和重量預測，如果車輛超載或超重，就會直接損壞公路路面。

1.5 凹槽

坑槽的形成初期較小，但未引起重視而發展成為一種嚴重的情況，其原因有：一是路面空隙較大，瀝青材料的變異性也較大。如果縫隙達不到標準，就會使縫隙越來越大，再被雨水侵蝕，破壞就更大；其次，材料的溫度控制不好，溫度過高或過低都不能施工；第三，自然條件下的氣候，比如春雨也會導致這一現象；第四，路面的設計將基于其使用壽命內的交通流量和重量預測；如果車輛超載或超重，將直接損壞路面。

2 高速公路瀝青路面耐久性損壞原因探析

2.1 瀝青質量原因

瀝青材料的最大功用是防水防潮，并且其是一種有機膠凝材料。由于這種材料具有正反兩方面質量效果，因此如果使用的瀝青質量不符合質量標準，就會導致車輪行駛時的附著力差，從而降低瀝青路面的抗車轍性，同時還伴隨著水平裂縫，對溫度更為敏感，進而可能會發生路面開裂。嚴格來說，中國瀝青質量比某些號稱進口的瀝青質量要好。譬如南方的50號瀝青以及高粘類、高模量的改性瀝青等。如果談到瀝青中有效瀝青物質含量多，則可以想到瀝青本來就是石油提煉后的渣油，提煉越不充分的工藝和裝置，留下的瀝青中有效物質就越多，那么不是更好質量嗎？因此，不用擔心國內得不到好的瀝青。補充一點，國內很多瀝青的原油來源于中東，其中也不乏用于路面鋪設的優質瀝青，而且國內對瀝青的改性加工能力更是國際一流的[2]。

2.2 高速公路施工單位管理失當

在高速公路上鋪設瀝青路面時，由于對建設單位的認識不足，許多管理人員管理能力薄弱，在施工過程中經常出現截角和投機的情況，其中之一就是缺少瀝青材料。此外，一個建筑單位內有許多管理組織，這也將導致項目費用增加，使許多管理組織難以獲得可靠的建議。所有機構都被自身利益所迷惑，并從自身利益出發提出建議。因此，施工單位很難得到公路瀝青路面科學合理的設計建議，這也是瀝青路面最初嚴重損壞的原因。建設單位的管理水平不能適應當今高速公路建設的發展在瀝青材料鋪筑過程中，施工單位往往從固定方式調整瀝青混合料比例，一方面增加了施工成本，另一方面復制了原始設計方案，實地測量和勘探很少，對耐久性、結構體系和材料的關注較少。

2.3 維護意識不高

瀝青路面管理是道路建設的一個重要組成部分。目前，許多道路維修問題由維修和建筑公司處理。在發展過程中，質量管理意識相對較低。質量控制和安全管理沒有納入公路項目瀝青路面養護過程的管理，監測工作也沒有得到加強，導致瀝青路面養護質量不足。瀝青混凝土保護層的長期使用造成了許多問題，如裂縫和跌落，這些問題沒有得到積極解決，對行人和車輛的安全構成嚴重威脅。

3 高速公路瀝青路面病害的早期養護管理

3.1 微表處填補車轍

微表處是乳化瀝青稀漿罩面的最高級形式，在對較重要的交通道路進行預防性養護時，如高速公路、城市干線等，一般使用微表處養護管理方式。微表處主要由聚合物改性乳化瀝青、礦物填料及100%軋碎石料等組成，須使用專門的施工設備在邊拌邊攤鋪的情況下進行施工。使用微表處對高速公路瀝青路面進行養護，可顯著提高瀝青路面的抗滑能力，提升路面對水分滲透的阻斷效果，有效預防路面提前老化和松散問題的發生，可延長高速公路瀝青路面使用壽命。微表處填補車縫具有諸多優勢，相比其他路面養護方式，微表處填補車縫施工速度較快，不會導致長時間封閉交通情況。微表處的適用范圍廣泛，在多種路面情況下均可以進行施工，可使瀝青路面快速達到穩定和堅固的效果。相比普通稀漿封層，微表處的黏合力更突出，其組成材料中包含了質量較高的骨料及黏結力較大的改性乳化瀝青，因此，更適用于高速公路等重載交通路面的早期養護管理。微表處填補車縫施工不會受到施工溫度的限制，在常溫條件下便可以進行施工[3]。

3.2 裂縫的防治措施

路面基層出現的裂縫，多采用壓漿法對其進行灌縫，而針對瀝青路面表層的裂縫，使用灌封膠的情況較多。隨著技術的不斷進步，各類新型的材料被研制出來，為了確保裂縫處理的科學高效，與特定環境適宜的材料就受到了重點關注，以實現對裂縫穩定的防護和保障。

3.3 路面凍脹或隆起的防治措施

對于此類病害的防治來說，務必要采取全面精細的防控，既要有前期的勘查部署，后續各類數據的計算也應精細地予以實施，以切實地保障具體施工的科學高效。一般情況下，具體施工中各個結構層厚度計算都是參照強度標準進行，如果計算結果顯示該路基防凍厚度較低，就應設置防凍層。柔性路面的施工選擇最小的防凍厚度標準即可，對于路基的填筑以凍脹性較小的土質為準[4]。

3.4 應用預防性養護技術

大部分高速公路標準是寬度為26m，標準要求速度為110km/h，水泥穩定碎石+12cm的瀝青路面。經過大量的實踐研究，證實了在高速公路的實際使用過程中，諸如溢油，側向縫隙和網絡裂縫等問題逐漸出現，2011年的調查數據表明已達到橫向裂縫率為4，縱向裂縫達到9。因此，針對高速公路運營中出現的問題，預防性維護技術的應用正在加強，以確保人們的交通安全。換句話說，在處理溢油和其他問題的過程中，采取薄霧密封層和精細表面處理等措施，并使用機械設備以合理的填充劑和添加劑混合形式將混合料鋪設在路面上，從而恢復路面使用功能。另外，由于很多高速公路道路建設中施工不當，造成了路面滲水問題，施工單位在采用預防性養護技術的過程中，以乳化瀝青的形式噴涂在瀝青表面，采用了一層霧封。它提高了公路瀝青路面的整體凝聚力，減輕了施工中的相應問題[5]。

3.5 高速公路瀝青路面病害早期養護管理注意事項

負責高速公路瀝青路面養護管理的施工單位須嚴格落實相關施工人員及施工機械的組織工作。在最初的施工招標過程中，須通過正規的招標程序選擇具有相應資質和能力的施工單位。在實際的施工過程中，施工單位應確保人員及機械地供應到位，縮短施工時間，降低施工對交通的負面影響。在施工過程中，建設單位應加強與路政人員之間的聯系，提前做好施工路段的交通組織工作。為了促進養護管理施工的規范進行，建設單位須委派具有資質的監理單位開展監理工作。除此之外，在養護管理施工時應避開雨雪天氣及交通量較大的節假日[6]。

3.6 瀝青路面的“人性化”設計

在高速公路的設計和施工中，瀝青道路的設計必須合理。優化高速公路（三維和平面）線的形狀，不僅可以美化環境，還可以幫助司機減輕駕駛疲勞，從而避免意外交通事故，使司機的出行條件更加方便、快捷和舒適。在設計和建造瀝青道路時，應考慮到以下因素：首先，應注意彎曲道路，而不是充滿風險的直線道路。因為車輛在曲線上行駛比在直線公路上行駛更快、更仔細，這些公路建設計劃也被證明是人性化的；第二，在建設瀝青道路時，我們還必須充分考慮到上述兩種情況，落實美好環境和人道的概念，并合理和全面地規劃公路。具體而言，道路設計應引起司機的注意，特別是在需要轉彎的地方；瀝青道路縱斷面形狀應基本平衡，垂直道路曲線及其半徑應合理，從而加強瀝青道路平衡感；最后，強調道路排水至關重要。

3.7 防治措施

設計是高速公路建設的第一個環節。提高道路交通設計質量，可以有效地改善各種路面病害的預防。高速公路路面的施工是必要的，要加強瀝青路面結構之間的連接。用于半固態基層與瀝青面層之間的連接，應進行相應的現場應力計算，以了解連接背筋的穩定性。此外，在選擇瀝青材料時，應注意研究瀝青路面材料的內部力學性能，以有助于改善道路性能。路面質量是影響路面使用性能的主要因素，在施工中應根據實際情況適當增加瀝青面層厚度，在軌道邊界層和改善瀝青路面整體剛度人行道。用于瀝青面層的壓實度、均勻性和均勻性是重要的參考指標，特別是要分析均勻性與壓實度的關系，以保證瀝青的密實性和瀝青層的平整度。在瀝青路面上應檢查瀝青路面的速度，并對瀝青面層的連接處進行處理，以確保接縫緊密。瀝青路面養護是在高速公路使用過程中提高使用壽命的重要途徑，積極加強路面養護是了解高速公路沿線地質條件的必要手段。為了發展更完善的養護理念，對于瀝青層存在的問題，有必要對瀝青層的損傷程度進行識別。此外，在對瀝青層進行養護之前，應做好瀝青層的養護組織工作，如原材料和混凝土材料的比例、瀝青層的厚度、瀝青層的表面等。所有這些都應事先做好計劃和設計，以便維修人員了解設計人員的設計意圖，并按規定進行維修。以瀝青路面裂縫處理為例，裂縫是公路在裂縫未處理時常見的質量問題，如果遇上陰雨天氣，裂縫會繼續下去，路面上的水會滲漏，這會影響公路地基地。對高速公路來說，加強滲漏治理是必要的，解決滲漏問題的重要途徑是：消除路面裂縫。修補瀝青面層等裂縫，以減少公路使用中出現的各種局部質量問題。

4 結語

綜上所述，在日常生活及工作中人們對高速公路的依賴程度在逐漸提高，高速公路承載重要的交通載體功能。高速公路瀝青路面的早期養護管理對路面病害的發生具有關鍵的影響作用。對路面進行早期養護管理時應先確定瀝青路面病害養護管理的范圍，再根據路面情況選擇合適的養護管理措施，有效控制路面病害的發生概率，降低病害對高速公路正常使用的負面影響，延長高速公路瀝青路面的使用壽命。