公路工程瀝青路面病害預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)分析

王雪輝

（煙臺市海陽公路建設(shè)養(yǎng)護中心，山東煙臺 265100）

0 引言

瀝青路面在高等級公路和高速公路中非常常見，為保障公路工程瀝青路面的使用性能并延長其使用壽命，公路投入使用后，采取有效的養(yǎng)護策略至關(guān)重要。并且，在養(yǎng)護工作中應(yīng)始終遵循預(yù)防為主的原則。在病害出現(xiàn)之前，采取針對性的養(yǎng)護措施，有效降低病害發(fā)生的概率；對于已出現(xiàn)病害的瀝青路面，應(yīng)結(jié)合病害的表現(xiàn)、產(chǎn)生原因及影響程度進行針對性的處理，以有效提升瀝青路面的使用性能，減少后續(xù)維護成本投入，推動交通建設(shè)事業(yè)的良性發(fā)展。

1 預(yù)防性養(yǎng)護的重要性

傳統(tǒng)養(yǎng)護方式通常在瀝青路面出現(xiàn)明顯病害或喪失服務(wù)功能后采取相應(yīng)的恢復(fù)措施。而預(yù)防性養(yǎng)護與之不同，其強調(diào)在不增加路面結(jié)構(gòu)承載力的前提下，對結(jié)構(gòu)完好的路面采取合理的養(yǎng)護措施，達到保持或改進路面功能的目的，維持其良好的運行狀態(tài)，有效降低或避免瀝青路面病害，從而延長公路工程的使用壽命、提高養(yǎng)護效率，實現(xiàn)公路工程建設(shè)經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。國外相關(guān)研究表明，質(zhì)量符合要求的公路項目在一個設(shè)計周期內(nèi)進行3～4 次預(yù)防性養(yǎng)護，可延長10～15 年使用壽命，可有效節(jié)約后續(xù)維護成本，這說明合理開展預(yù)防性養(yǎng)護對提升公路工程的使用性能、延長使用壽命有十分重要的意義。

2 常見的瀝青路面病害

2.1 裂縫病害

2.1.1 橫向裂縫

橫向裂縫是瀝青路面裂縫病害中最為常見的類型，其長度和寬度各異，方向與公路工程的中線垂直。橫向裂縫的產(chǎn)生原因包括以下幾點。

第一，選擇的瀝青材料類型與當(dāng)?shù)氐臏囟炔贿m應(yīng)，在低溫環(huán)境下瀝青路面容易出現(xiàn)裂縫。

第二，瀝青路面基層設(shè)置為半剛性基層容易在使用過程中出現(xiàn)反射性裂縫或者收縮性裂縫。

第三，涵洞兩側(cè)的土體固結(jié)或路基不均勻沉降可能會出現(xiàn)裂縫。

2.1.2 縱向裂縫

縱向裂縫與公路路線平行，一般在主裂縫上會有多個分支。縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因是受到車輛荷載的影響，路面出現(xiàn)疲勞損傷，或者地基的穩(wěn)定性較差[1]。

2.1.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫是指在瀝青路面上多條裂縫縱橫交錯形成的網(wǎng)格狀裂縫，通常不會對公路路面結(jié)構(gòu)和變形量產(chǎn)生較大的影響。這種類型裂縫的產(chǎn)生與車輛荷載作用有關(guān)。此外，如果施工環(huán)節(jié)選擇的瀝青材料不符合要求或者出現(xiàn)老化現(xiàn)象，路面強度會隨之下降，最終產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。

2.1.4 塊狀裂縫

瀝青路面在使用過程中，橫向裂縫和縱向裂縫不斷延伸、相互連通，會形成矩陣型裂縫，即塊狀裂縫。路面上的塊狀裂縫一般是不規(guī)則的，其主要產(chǎn)生原因包括低溫收縮、瀝青老化、反射裂縫等。

2.2 車轍病害

瀝青路面投入使用后，會受到車輛的反復(fù)碾壓，車輛運行過程中會在路面的垂直方向形成凹陷，即車轍。車轍的垂直深度一般可達到15mm，是瀝青路面特有的病害類型。根據(jù)瀝青路面車轍病害的實際狀況，可以將其分為壓力型、流動型、結(jié)構(gòu)型及磨損型等幾種不同的類型。車轍病害出現(xiàn)的原因包括以下幾點：

第一，在瀝青混合料配制過程中，配合比出現(xiàn)誤差或者材料密度較小，導(dǎo)致其整體抗塑性變形能力下降。

第二，路基夾層結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，受到外界環(huán)境因素的影響。

第三，車流量和荷載作用力不斷增加，加之濕度較高，進而產(chǎn)生車轍病害[2]。

2.3 松散和泛油病害

2.3.1 松散

面層中的集料顆粒脫落、面層剝落的現(xiàn)象稱為松散。這種病害的主要表現(xiàn)形式為從內(nèi)向外延伸，主要是瀝青膠結(jié)料和集料顆粒之間的黏結(jié)性下降甚至喪失導(dǎo)致的。

2.3.2 泛油

泛油也是瀝青路面常見的病害類型之一，大部分發(fā)生在夏季或者高溫地區(qū)。泛油也是瀝青和集料之間的黏結(jié)性逐步下降、瀝青路面穩(wěn)定性降低導(dǎo)致的。

3 瀝青路面病害預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用

3.1 裂縫封縫

針對瀝青路面裂縫病害進行預(yù)防性養(yǎng)護時，最常用的是裂縫封縫技術(shù)，該技術(shù)一般可分為裂縫填縫和裂縫密封兩種類型。

3.1.1 裂縫填縫

裂縫填縫是指對已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的位置進行徹底清理，干燥后選擇合適的填縫材料灌注到裂縫中。該養(yǎng)護技術(shù)多應(yīng)用于一些活動性裂縫填補。

3.1.2 裂縫密封

裂縫密封不需要對裂縫位置進行開槽處理，使用熱壓空氣對裂縫內(nèi)部進行清理，選擇合適的密封劑進行封堵處理即可，對非活動性裂縫進行處理時多使用這種方式。對裂縫區(qū)域進行密封處理，能夠避免水分滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，可有效避免路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞。

需要注意的是，這種處理方式可能降低瀝青路面整體的平整度，會影響美觀性。

3.2 薄層罩面

對瀝青路面進行預(yù)防性養(yǎng)護時，常采用薄層罩面技術(shù)，其主要原材料為瀝青瑪蹄脂結(jié)合料。這種結(jié)合料是將瀝青膠結(jié)料、纖維穩(wěn)定劑以及礦粉進行充分混合而成的。施工時使用專門的設(shè)備對混合料進行攤鋪碾壓，從而改善瀝青路面的平整性和抗滑性能，確保其安全性和舒適性。

根據(jù)工藝的不同，薄層罩面技術(shù)可以分為冷薄層罩面、熱薄層罩面及溫薄層罩面三種類型。

3.2.1 冷薄層罩面

冷薄層罩面技術(shù)不需要提前對罩面材料進行加熱處理，其應(yīng)用范圍更加廣泛，具備環(huán)保便捷的特點。

3.2.2 熱薄層罩面

熱薄層罩面種技術(shù)需要提前對罩面材料進行預(yù)熱，以提升瀝青路面的抗滑性能，但使用過程中會產(chǎn)生一定的污染，且整體成本投入相對較高。

3.2.3 溫薄層罩面

溫薄層罩面技術(shù)應(yīng)用過程中，罩面材料的溫度介于冷罩面和熱罩面之間，同時具備冷罩面和熱罩面的優(yōu)點[3]。

3.3 稀漿封層

稀漿封層技術(shù)主要利用路面填料、乳化瀝青骨料以及添加劑等，按照特定比例混合成稀漿混合料。在應(yīng)用過程中，需要使用專業(yè)設(shè)備將混合料均勻地攤鋪在待處理的路面表層，形成密封層，有效提升瀝青路面的耐磨性。同時，可以處理部分輕微車轍病害，提升瀝青路面的使用性能。需要注意的是，這種技術(shù)不能處理明顯的疲勞裂縫、溫度裂縫或深層次的車轍病害。

稀漿封層可分為細封層、中封層和粗封層三種不同類型。

瀝青路面出現(xiàn)輕微裂縫時，可以采用細封層技術(shù)進行處理；若瀝青路面的裂縫現(xiàn)象相對比較嚴重，可以選擇中封層技術(shù)；粗封層技術(shù)則主要應(yīng)用于瀝青路面養(yǎng)護施工中。

3.4 表面封層技術(shù)

表面封層技術(shù)是一種常見的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，主要是在出現(xiàn)病害的瀝青路面表層噴灑一層功能性材料，以有效提升瀝青路面的使用性能，達到阻水的目的[4]。根據(jù)封層材料的不同，表面封層技術(shù)主要分為還原劑封層技術(shù)和霧封層技術(shù)兩種。

3.4.1 還原劑封層技術(shù)

還原劑封層技術(shù)是指在瀝青路面的表層噴灑還原劑，提升老化瀝青的延展性，進而改善瀝青路面的使用性能，該技術(shù)大多應(yīng)用于一些病害比較嚴重的瀝青路面。

3.4.2 霧封層技術(shù)

霧封層技術(shù)則是以乳化瀝青和添加劑作為封層材料，將之均勻地噴灑在出現(xiàn)病害的瀝青路面表層，以提升瀝青和骨料的黏結(jié)性，該技術(shù)多用于處理瀝青路面坑槽、裂縫等病害。

3.5 微表處理技術(shù)

微表處理技術(shù)是在傳統(tǒng)稀漿封層技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展而來的，主要以高分子改良乳化瀝青為黏結(jié)劑。對瀝青路面進行預(yù)防性養(yǎng)護時，應(yīng)用該技術(shù)能夠顯著提升瀝青路面的防水效果。應(yīng)用該技術(shù)時，需要選擇專用的薄層施工設(shè)備，將聚合物改性乳化瀝青、細集料、粗集料、添加劑和水等嚴格按照比例進行充分的攪拌，配制成混合料，然后攤鋪在原瀝青路面上層，該混合料能快速形成薄層，且具備良好的耐久性和抗滑性。該技術(shù)的主要應(yīng)用優(yōu)勢是施工時間短，對道路通行的影響相對較小。

3.6 就地?zé)嵩偕夹g(shù)

對瀝青路面進行養(yǎng)護時，就地?zé)嵩偕夹g(shù)是一種有效的手段，多用于車轍坑槽等病害處理。施工時需要使用專業(yè)設(shè)備對瀝青路面進行加熱軟化，將路面表層耙松至一定深度，并添加新瀝青和再生劑等混合料，使材料就地再生，該技術(shù)能夠減少材料成本、降低對道路通行的影響，且對瀝青路面的破壞程度相對較小，可有效提高其承載能力和強度。

應(yīng)用該技術(shù)針對瀝青路面進行養(yǎng)護，能夠充分利用舊瀝青材料，在實際使用中舊材料的含量可在95%以上，能夠有效減少運輸費用的支出。與傳統(tǒng)修復(fù)方式相比，該技術(shù)可降低約50%～60%的投資，且環(huán)保效益顯著，能達到更加理想的施工效果。

然而需要注意，如果瀝青路面的破損程度在60mm 以上，不能應(yīng)用此技術(shù)。若瀝青路面的層間和縱向接縫連接效果良好，則可以有利用舊瀝青混合料，減少養(yǎng)護成本。

在具體施工過程中，主要選用液化石油氣為燃料，此方式對周圍環(huán)境影響較小，且再生路面使用一定年限后還可再次再生，能夠有效降低維護成本。在現(xiàn)場作業(yè)時，預(yù)加熱機能夠?qū)υ新访娌牧线M行軟化，確保作業(yè)溫度達到理想要求，發(fā)揮熱能輻射作用。進入磨耗層一定深度時，要保證材料的完整性，避免瀝青燃燒現(xiàn)象。該技術(shù)應(yīng)用需在全密封裝置中進行，以保證不會出現(xiàn)明火，確保整個施工過程的安全性。此外，應(yīng)綜合考慮公路工程養(yǎng)護的具體需求、經(jīng)濟和技術(shù)等方面因素的影響，選擇合適的預(yù)加熱機是關(guān)鍵。

4 瀝青路面病害處理措施

4.1 裂縫病害處理措施

在瀝青路面的裂縫病害處理方面，在裂縫寬度不超過3mm 的情況下，可以使用專業(yè)的修補膠進行封閉處理，以防止水分滲透至瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致裂縫進一步擴大。對于寬度在3～5mm 之間的裂縫，應(yīng)先用壓縮空氣機將裂縫內(nèi)的雜質(zhì)徹底清除，再將改性瀝青或熱瀝青等灌入裂縫內(nèi)，再封住表層，最后涂抹防水材料，以恢復(fù)瀝青路面的使用性能。若裂縫寬度超過5mm，則需要在裂縫兩側(cè)各開一個約6cm 深、10cm 寬的槽，進行徹底清理后再灌入瀝青材料，并確保新材料與原瀝青路面有機結(jié)合，保持平整度。

4.2 車轍病害處理措施

對于已經(jīng)出現(xiàn)車轍病害的瀝青路面，需要將病害部分切削后進行徹底清理，再重新鋪設(shè)瀝青層。對于一級公路或高速公路等質(zhì)量要求相對較高的路段，可以使用具有良好使用性能的改性瀝青混合料進行修復(fù)[5]。

若瀝青路面受到橫向擠壓出現(xiàn)波形車轍，為保證瀝青路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)去除車轍的突出部分，再使用黏結(jié)型瀝青材料對低洼位置進行找平處理。

如果車轍病害已導(dǎo)致路面基層和面層不穩(wěn)定，則需要對面層和基層進行徹底清理，再重新制作面層；對于水穩(wěn)定性不良或者因基礎(chǔ)強度不足引起的車轍病害，則需要對基層病害進行徹底處理，再進行面層修補。

4.3 泛油病害處理措施

針對瀝青路面出現(xiàn)的泛油病害，可采取以下處理技術(shù)。

第一，如果泛油的面積相對較小，可以選擇高溫加熱法，對泛油區(qū)域進行清理，再將砂石混合物和石子壓入受損的瀝青路面內(nèi)，以有效恢復(fù)瀝青路面強度。

第二，如果泛油的面積較大，應(yīng)暫時停止道路通行，對路面進行修復(fù)。在路面結(jié)構(gòu)、使用性能全部恢復(fù)后才能再次通車，以保證瀝青路面的使用性能。

5 結(jié)語

總而言之，公路工程建設(shè)對促進區(qū)域經(jīng)濟水平發(fā)展有十分重要的意義，良好的路面結(jié)構(gòu)能夠更加充分地發(fā)揮公路工程的價值。因此，在實際的養(yǎng)護工作中，應(yīng)結(jié)合瀝青路面常見的病害類型，分析病害產(chǎn)生原因，并采取切實有效的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，對病害進行針對性處理，以延長公路工程的使用壽命，促進交通運輸事業(yè)的長遠發(fā)展。