田萍
(宜春市公路事業發展中心上高分中心,江西 上高 336400)
在城市建設和發展的過程中,公路工程的重要性不言而喻,縱橫交錯的公路網絡為城市資源運輸提供了堅實的基礎,推動了城市建設和發展。瀝青路面平整、少塵、不透水,具有適應性強、維護方便、行車舒適等特點。在實踐中,由于施工技術和外界環境的影響,很多瀝青路面容易產生車轍、裂縫、泛油等病害,直接降低行車的舒適性,甚至還會使路面結構受到破壞,引發交通安全事故。
瀝青路面的裂縫病害主要包括縱向裂縫、橫向裂縫、網狀裂縫等。其中,縱向裂縫與行車方向平行,橫向裂縫與路中心線垂直,間距具有一定的規律,網狀裂縫縱橫交錯。裂縫產生之后,瀝青路面的老化速度會不斷加快,水分隨著裂縫滲入瀝青路面的內部,造成滲水,直接危害基層和面層。
從裂縫產生的原因來看,車輛荷載、溫度變化等因素都會引發裂縫。在公路運營過程中,大量的超載、超重車輛會碾壓瀝青路面結構,使半剛性基層的底部產生拉應力,當拉應力過大時,就會造成基層底部開裂,進而反映到瀝青面層上,形成稀疏的裂縫。目前,瀝青路面的裂縫病害較多,如果不能及時對裂縫進行處理,就會造成更加嚴重的病害。溫度裂縫主要與外界的溫度相關,屬于非荷載裂縫。如果瀝青路面在設計和施工中,忽略了外界的自然條件,或者瀝青混合料質量不達標,就有可能誘發溫度裂縫。
車轍是指在瀝青路面上車輪碾壓的痕跡,外在表現是縱向帶狀的凹槽。一般情況下,車轍凹槽的深度在1.5cm 以上,這種病害會直接破壞整段公路的平整度。當凹槽較深時,槽內還會產生積水,使病害進一步加深;當車輛經過凹槽時,容易發生漂滑現象,引發交通事故。
從車轍產生的原因來看,很多因素都會造成車轍,如原材料質量、車輛超載、施工技術缺陷等。首先,如果瀝青混合料中瀝青的用量較多,且瀝青的含蠟量較高,施工后,瀝青路面的穩定性就會非常低,在夏季高溫天氣下,瀝青路面會變軟,此時極易產生車轍病害。其次,如果瀝青用量較多,其中的蠟還會使路面在低溫環境下變脆,從而引發裂縫,造成路面破壞。在施工中,如果粗集料用量較少,礦質混合料就難以形成骨架結構,集料之間容易滑動,在外力作用下產生車轍。除此之外,超載、重載、急剎車、外界濕度過大等都會引發瀝青路面車轍,造成嚴重的路面病害。
坑槽是一種比較嚴重的路面病害,在公路工程投入使用之后,瀝青路面會在陽光、雨水、車輛荷載等因素的作用下逐漸老化,產生裂縫、松散等病害。如果病害持續加重,就會形成坑槽病害,路面的平整度會大大降低,車輛經過坑槽部分也會出現顛簸的現象。如果不及時對坑槽進行修補,就會造成更加嚴重的問題,后期需要耗費高昂的養護費用。
從產生原因上來看,造成坑槽的原因是多方面的,其中最為主要的原因是水損害。一般情況下,當公路臨近使用壽命時,就很容易發生坑槽病害。
如果水分長時間停留在路面,并且瀝青路面的混凝土表層透水,路面的基層強度不足,就會產生局部松散、破損的病害。表面的瀝青會逐漸脫落,一些松散破碎的石料會隨著車輪的碾壓被帶出路面,逐漸形成坑槽。總而言之,坑槽產生的原因包括瀝青混合料黏結強度低、雨水影響、車輛荷載等。
相較于其他的路面病害,泛油是一種比較輕微的病害。如果不加以處理,泛油情況會越來越嚴重,從而引發其他路面病害。
簡而言之,泛油是一種瀝青遷移現象,瀝青遷移是造成路面泛油的根本因素。在公路工程的運營過程中,瀝青路面的水分會逐漸侵入瀝青面層,然后長時間滯留在瀝青層的底部,伴隨著車輛荷載,瀝青和集料都會發生變化。集料表面的瀝青會逐漸剝落,成為自由移動的瀝青,這些瀝青在水的作用下持續向上運動,所以瀝青路面的底部會因為缺少瀝青而變得松散,上部則會出現泛油的問題。在瀝青路面的施工過程中,如果施工技術存在不足,瀝青路面壓實度較低,集料就會在車輛荷載的影響下不斷嵌擠,瀝青也會隨之上移,進而產生泛油問題。此外,施工不規范還會造成骨料離析,引發泛油病害。
隨著公路工程使用時間的不斷延長,瀝青路面老化是不可避免的,裂縫、松散等病害也會相繼出現。有關部門需要加強對公路工程的檢修,定期對公路工程的瀝青路面進行勘察,提前發現瀝青路面產生的病害,采取有效的處理方法。
對于瀝青路面的裂縫病害,施工人員需要根據裂縫病害的不同類型,選取有針對性的修補方法。
2.1.1 表面封閉法
在公路工程的運營過程中,有時會出現一些細而淺的裂縫,裂縫寬度在2mm 以下,屬于輕微裂縫。這種裂縫的修補比較簡單,施工人員首先要對裂縫的深度、性質進行勘察,在確定裂縫的寬度、深度、產生原因之后,可以采用表面封閉法。如果公路工程的車流量較小、公路等級較低或者對平整度的要求不高,施工人員可以在夏季高溫時向路面噴撒瀝青,在冬季低溫時使用稀漿封層技術,對裂縫進行全面處理。
2.1.2 開槽灌縫法
開槽灌縫法是一種比較常見的瀝青路面裂縫修補方法,通常用于寬度在2mm 以上的裂縫。該方法是將修補材料直接填充到瀝青路面的裂縫中,具有作業簡單、施工費用低的特點。當裂縫較寬時,很多裂縫中容易出現其他雜物,施工人員需要清除裂縫部位的雜物,沿著裂縫的方向進行開槽作業,用噴槍吹凈裂縫中的灰塵、顆粒,再用熱拌瀝青混合料填充裂縫,最后對裂縫的封口部位進行處理。
對于車轍病害,施工人員需要及時采取措施,避免出現積水等情況,防止車轍損害范圍進一步擴大。針對一些凹槽深度在8mm 以下、長度不足30m 的車轍,施工人員可以采用添加材料填補凹槽的方法。首先,施工人員需要把車轍當中的雜物清理干凈,確保其中沒有塵土、污垢等,在車轍表面灑水,使車轍凹槽濕潤;然后,在施工現場對瀝青路面進行烘烤加熱、翻松,就地摻入適量的新瀝青、再生劑以及瀝青混合料,完成熱態拌和,對車轍凹槽部位進行填補、碾壓。車轍病害可以使用就地熱再生技術,施工流程如圖1所示。

圖1 就地熱再生技術施工流程
如果車轍凹槽的深度在8~30mm,長度在30m 以上,施工人員首先要把瀝青路面全部的面層進行刨銑,重新配制材料,然后進行攤鋪、壓實。在實踐中,有些車轍的深度在3cm 以上,面積較大,對于這類比較嚴重的車轍病害,施工人員首先要劃清車轍的修補范圍,使其形成規則的輪廓,劃出的修補范圍需要大于公路的損壞范圍。在劃出輪廓范圍之后,施工人員需要在區域內灑水,沿輪廓垂直挖槽,挖槽的深度需要高于原坑槽的最大深度,最后完成瀝青混合料攤鋪和壓實等工作,確保修補后的路面與原路面齊平。
在瀝青路面坑槽病害的修補中,施工人員可以使用冷補法、熱補法兩種方法。其中,冷補法需要將改性瀝青與石料進行預拌,形成新的混合料,當瀝青路面出現坑槽時,施工人員可以直接將冷補料倒入坑槽進行修補。冷補法可以應用于不同深度的坑槽,并且無須考慮外界溫度,隨時可以完成坑槽修補。然而,冷補法在修補完坑槽后容易出現接縫,如果處理不好接縫部位,會造成滲水問題,使接縫處產生新的病害。熱補法是一種修補時間短、修補效果良好、接縫不明顯的方法,能夠節約資源,適用于較淺的坑槽修補。在修補施工中,施工人員需要選擇相容性較好的修補混合料,確保修補材料與沿壁保持較強的黏合力,提高沿壁的清潔度,把握好溫度、濕度等,使修補后的路面保持平整。
泛油是公路瀝青路面常見的病害。一般情況下,如果瀝青路面泛油情況比較輕微,施工人員無須進行處理;如果路段泛油比較嚴重,可以選擇粒徑在5~10mm 的碎石,將其均勻地撒在泛油路段表面,用壓路機進行初次碾壓,讓碎石更加穩定。另外,施工人員還需要選擇3~5mm 的石屑,按相同的工序完成施工,最后用壓路機壓實。由于施工不當或者材料不合格,有些瀝青路面可能會出現嚴重泛油的問題,整個路面已經形成軟層。對于這種路面,施工人員可以先撒一層S9 或者S10 碎石,然后使用壓路機,將這些碎石壓入面層,等到碎石基本穩定之后,再分次撒入S12碎石,碾壓成型。如果軟層的含油量過高,施工人員可以先進行銑刨,把原來的面層清除,然后重新進行鋪筑。
為了減少公路瀝青路面的病害,設計人員需要科學設計路面結構,確保其穩定。另外,在現場施工中,管理人員需要嚴格控制瀝青混合料的質量,提前采取預防性的養護措施,在瀝青路面出現病害之后,應用矯正性養護措施,降低瀝青路面病害的影響,提高公路工程的服務能力。
實踐表明,瀝青面層越厚,后期發生車轍病害的可能性越高。因此,設計人員需要盡量減少瀝青面層的厚度,對瀝青混合料的原材料進行規定,選用優質的瀝青材料。當前,在公路瀝青路面的裂縫病害中,溫縮裂縫產生的概率較高,施工人員需要嚴格控制施工溫度,做好瀝青混凝土養護措施,最大程度地減少溫度裂縫。除此之外,很多瀝青路面容易受到水損壞,針對這種問題,施工人員需要做好路面防水設計,降低水分對瀝青路面的影響。
為了優化公路瀝青路面的整體性能,建設單位需要選擇優質的原材料,科學控制不同原材料的配比,優化瀝青混合料拌和的質量,提高拌和效果。首先,在公路瀝青的施工中,采購管理人員需要選擇含蠟量較低、抗老化性能良好、高黏度的瀝青,可以在瀝青材料中加入改性劑,提高瀝青的性能指標。另外,管理人員還需要加強對集料的篩選,選擇耐磨性好、石質堅硬、表面粗糙的集料。在混合料的配比設計上,施工人員需要平衡瀝青路面的多種性能,如低溫抗裂性能、高溫穩定性能,對混合料的配比進行優化。瀝青混合料的配比設計需要綜合考慮區域內的交通情況、氣候條件等,兼顧多種因素,優化配比方案。
在瀝青路面的應用過程中,由于車輛荷載、降水、溫度等因素的影響,瀝青路面會逐漸老化,各類病害也會接踵而至,針對這種情況,管理部門需要對區域內的公路工程加強檢查,及時采取預防性的養護措施,避免輕微病害持續擴大。當前,常見的預防性養護措施包括霧封層技術、稀漿封層技術、微表處技術等,這些措施能夠有效降低車輛荷載、外界環境對瀝青路面的影響,延長公路工程的使用周期。通常情況下,管理部門需要對公路瀝青路面開展初期保養、日常保養、預防性季節保養,通過經濟有效的方法,避免瀝青路面的病害持續擴大,全面提高公路瀝青路面的質量。
矯正性養護措施主要針對公路瀝青路面局部損壞的問題,改正某種特定的路面損害,優化瀝青路面的狀態。在矯正性養護中,施工人員需要對局部問題開展修補,這是最常用的修補方法。例如,很多公路瀝青路面出現了坑槽,嚴重影響行車的舒適度。在冬春季節交替時,病害發生的概率較大。為此,施工人員可以采用應急修補、半永久性修補、永久性修補的措施,恢復公路路面的平整性,提高瀝青路面行車的舒適度。通過采取矯正性養護措施,保證公路的行車安全,及時解決已經出現的局部病害問題。
公路瀝青路面是一種常見的高級路面結構,具有防水性良好、使用壽命較長等優勢,在我國公路工程中應用十分廣泛。然而,瀝青路面結構也會產生多種病害,隨著公路工程使用年限的延長和車輛荷載的增加,很多路面出現了裂縫、泛油、車轍等問題,嚴重降低了行車的舒適度,甚至還引發了交通事故。為解決這些問題,相關管理部門需要加強對公路瀝青路面的勘察,及時發現公路瀝青路面出現的病害問題,采取有針對性的修補措施,通過預防性養護等方法,提高公路瀝青路面的施工質量,減少病害對路面結構的影響。