瀝青混凝土路面坑槽病害的治理與防護

摘要 瀝青混凝土路面因其穩定性好、施工方便、施工技術成熟等優點被廣泛應用，但瀝青混凝土路面經過長年的運行后，很多地區都出現了不同程度的病害，如裂縫、沉陷、坑槽、車轍等，嚴重影響了行車安全。該文主要針對瀝青混凝土路面坑槽病害進行研究分析，首先介紹坑槽病害的形成原因，然后結合案例介紹了一些治理及防護措施，以期為后續研究和養護提供借鑒。

關鍵詞 瀝青路面；坑槽病害；治理；防護

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0102-03

0 引言

在公路瀝青混凝土路面的病害類型中，坑槽病害是其中較為典型的一類，隨著交通量的逐漸增多，以及雨雪天氣對公路的腐蝕侵害，如果不及時修補處理，坑槽面積越來越大，會嚴重影響行車的安全性。雖然現階段對于公路瀝青混凝土路面的坑槽修復使用了一些新技術，但其中仍然存在一些質量問題，為避免坑槽產生二次病害，該文對坑槽病害的產生原因、病害治理及防護進行了分析和探討，為公路養護工作的開展和實施作出貢獻。

1 坑槽病害的類型

1.1 瀝青混凝土表面層的坑槽病害

瀝青混凝土表面層的坑槽病害是最容易出現的，這是由表面層的不穩定性造成的，瀝青混凝土路面主要是由各種混合料拌和形成的，混合料之間的孔隙較大，黏聚力不強。當遇到強降雨或者降雪天氣，雨水在道路表面滯留，并通過空隙進入瀝青混合料中，經過水的長期侵蝕，使得瀝青材料被剝離出來，再經過車輛的不斷碾壓，使得石料松散變形，被車輪甩出，進而形成坑槽病害，表面層的坑槽病害通常深度較淺，一般不大于5 cm。

1.2 表面層和中間層的坑槽病害

如果瀝青混凝土路面的表面層和中間層所用混合料空隙率較大，而底基層的混合料空隙率較小，雨水和污水極易進入并滯留在表面層和中間層，長期的雨水作用下，混合料之間的黏聚力變小，在車輛作用下會使得上面層的瀝青材料脫落，形成網裂、龜裂等病害，中間層的混合料逐漸被分離，車輪將混合料帶起，從而形成坑槽病害，該病害深度一般不大于10 cm，此類病害一般在上面層出現初期就得到有效的養護處理，所以在現實中出現情況較少。

1.3 底面層和基層的坑槽病害

如果表面層和中間層形成坑槽病害后，沒有得到及時的養護處理，在荷載的不斷作用下，會使得滲入的雨水和污水不斷地沖刷混合料，路面面層出現較為嚴重的泛漿現象，在動力水的壓力下，路面基層被不斷沖刷，結構混合料逐漸變得松散無形，從而導致基層的破壞。隨著車流量和汽車荷載的不斷增大和作用，基層產生坑槽病害，病害深度通常大于10 cm，該病害坑槽深度較大，對車輛產生的危害不言而喻[1]，如果此類病害在形成前期能夠得到很好的遏制和養護處理，基層坑槽病害可以有效地避免。

1.4 橋面鋪裝層的坑槽病害

通常情況下，橋梁的鋪裝層結構一般為混凝土鋪裝加瀝青鋪裝，兩層之間設置防水層，由于兩種材料的不同，兩層之間的黏結性較差，因此必須設置高性能的防水層。一旦橋面鋪裝之間的防水層出現問題，會導致橋面表層的水滲入水泥混凝土鋪裝層，使得水泥混凝土層各混合料之間出現分離，脫層、在荷載的不斷作用下，使得瀝青面層材料出現剝離，產生坑槽病害，由于現階段橋梁結構的安全性和穩定性對橋梁防水層的要求較高，出現坑槽病害的情況較少。

2 坑槽病害的產生原因

2.1 材料因素

在瀝青混凝土路面的設計和施工中，原材料是一項很重要的因素，其直接決定了瀝青路面的質量。如果在施工中選用的材料質量不合格，使得瀝青路面的基層和面層的質量不達標，在車輛荷載的長期作用下，會使得各結構層之間的黏結性變差，產生坑槽病害[2]。另外如果瀝青混凝土路面中面層和基層的材料級配及孔隙率差距較大，會導致結構層之間的性能產生一定的差距，形成透水現象，進而導致結構層混合料脫離，在大型車輛的不斷作用下產生坑槽病害。

2.2 施工因素

施工質量是保證瀝青路面結構性能的重要因素，瀝青混凝土路面的施工一般包含拌和、運輸、攤鋪、壓實與養護等工序，由于瀝青材料的特殊性能，對于施工質量的要求較高。在拌和階段，材料的配合比及出料溫度都至關重要，如果不能夠嚴格按照規范控制進行施工，將會直接影響路面的質量；瀝青路面施工質量對于壓實度和孔隙率的要求也比較高，如果壓實度沒達到要求，且孔隙率較大，這將導致瀝青路面在車輛的不斷碾壓下，出現泛漿現象，且各結構層之間的黏結性得不到保障，使得路面出現不同程度的坑槽破壞；一般瀝青混合料都不是現場拌和，大部分都在拌和廠拌和完成后再運輸到施工工地，如果拌和廠的距離過遠，在運輸過程中會因為天氣等自然因素的影響而影響混合材料的性能，使得結構強度和穩定性不達標，在車輛作用下產生一系列的病害。

2.3 自然條件因素

雨水和雪水是導致瀝青混凝土路面出現坑槽的主要原因之一，在瀝青路面的運營過程中，如果出現雨水或雪水滯留的情況，而沒有進行及時有效的排水處理，會使得路面的水慢慢滲透到面層中，使得各混合料之間的黏聚性減弱，瀝青結構出現松散的情況，在車輛的長期作用下，形成不同程度的坑槽病害。

3 瀝青混凝土路面坑槽病害治理及防護分析

對于公路瀝青混凝土路面坑槽病害，要根據坑槽病害的類型、嚴重程度及原因，采取合理的處理措施，現階段使用的坑槽修補處理技術主要有熱料修補和冷料修補兩種方式。

3.1 熱料修補技術

熱料修補技術是比較常用的一種技術，在進行坑槽處理時，要根據坑槽的范圍和大小確定切割范圍，如果只是上面層的坑槽破壞，直接切割或者銑刨坑槽范圍內的上面層至不滲水穩定處；如果坑槽深度較深，病害深度達到底基層深度，要按照原瀝青面層分層開挖，形成開挖臺階，再逐層修補[3]。在修補前要將坑槽內的松散的瀝青混合材料清理干凈，保證底部平整，切割壁面要與路面嚴格垂直，在坑槽四周噴灑黏結材料，保證新舊料之間的黏結強度。然后利用專有設備對熱料進行加熱保溫，在坑槽內逐層填入熱料，并整平、壓實，保證修補質量。

3.2 冷料修補技術

冷料修補技術也是一種應用較為普遍的坑槽修補技術，該技術受氣候變化不明顯，可以達到快速修補坑槽的效果，是非常典型的應急修補技術。冷料修補技術的施工工序和熱料修補技術相差不大，首先要根據坑槽病害確定切割范圍，切割完成后清理坑槽內的松散混合料，在坑槽四周噴涂黏結材料，然后整平、壓實[4]。由于該技術受溫度影響較小，所以在北方地區的寒冷季節，成為迅速修補坑槽病害的主要技術，坑槽冷補材料技術要求應該符合現行規范的規定，其中冷拌材料SBS瀝青技術要求如表1所示。

3.3 修補材料的選用

在公路瀝青混凝土路面的運營使用過程中，車輛的碾壓及自然環境等因素都會導致產生坑槽病害，因此在進行坑槽病害的修補時，不管使用哪種技術，都應該選用合適的修補材料，提高結構的穩定性和強度，提升路面的使用性能，目前坑槽修補選用的材料主要有瀝青類材料、橡膠類材料、聚合物材料等。就目前來看，瀝青類材料仍然是最主要的修補材料，在進行修補時，要嚴格控制配合比，拌和時要控制拌和時間和出料溫度，另外坑槽填充材料要選用顆粒級配均勻的材料，使其和瀝青能夠更好地結合黏結，減小空隙率，促進結構的整體穩定性。

3.4 做好排水設計

在進行公路瀝青混凝土路基路面的設計時，要做好橫向和縱向的排水設計，在施工時，應該保證路面不會長期存積雨水或污水，減少水對路面的侵蝕及對瀝青路面的侵害，使得雨水或污水能夠通過排水管道或者路面坡度排除，不滯留在路面，進而達到預防坑槽病害的目的[5]。

3.5 及時清理雨水，做好路面養護

水對于坑槽的形成起了很大的促進作用，為了減少坑槽病害的形成，在瀝青混凝土路面運營過程中，要及時清理雨水、雪水，使路面保持清潔干燥。另外，在瀝青路面發生裂縫時要進行及時的養護處理，防止裂縫在車輛作用下繼續擴大形成坑槽病害，雖然路面的建設質量是首要的，但是路面的后期養護也能起到非常重要的作用，如果路面能夠得到及時有效地清理養護，路面的病害就會得到有效的控制，減少坑槽等嚴重病害的形成，延長路面的使用年限。

4 工程案例

4.1 工程概況

某國道，東西走向，雙向四車道一級公路，路線長度為5.011 km，路線起點樁號K508+443，路線終點樁號K513+454，該路段長年有大型貨車經過，形成了嚴重的坑槽病害（如圖1所示），為了確定修補方案，對坑槽病害進行了部分取芯調查（如圖2所示）。

4.2 坑槽病害產生原因及對交通量的影響

該項目路面出現橫向或縱向裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，使基層表面被泡軟，在汽車荷載的反復作用下，產生唧漿，基層表面被逐步掏空，產生坑槽病害，另外瀝青老化和汽車嚴重超載，使基層產生疲勞破壞也是導致瀝青面層形成坑槽病害的重要原因。

該項目的坑槽病害較為嚴重，為了更直觀地了解坑槽病害對于該道路交通量的影響，特對有坑槽路段對于通行車輛的延誤時間進行了研究分析，研究結果如圖3所示，通過曲線圖可以看出，坑槽病害對于交通流的影響較大，因此，必須采用合適技術進行病害修補，提高道路性能[6]。

4.2 坑槽病害處理方案

根據該項目坑槽病害的類型及嚴重程度，對路面面層和基層進行相應的處治，面層破壞基層未破壞時，采用與原有瀝青面層厚度相等的熱再生瀝青混凝土進行回填補強，如果基層也有破損，根據坑槽范圍切割路面，分層回填，基層面積小于20 m2時采用原基層等厚度熱再生瀝青碎石（ATB-25）回補，回補時槽壁四周刷乳化瀝青和原有結構黏結，大于20 m2時采用原基層等厚度水泥穩定碎石回補，回補時槽壁四周刷水泥漿和原有結構黏結。瀝青碎石混合料（ATB-25）技術要求見下表2。

4.3 坑槽病害施工工藝

（1）確定處治范圍

該項目坑槽病害比較分散，坑槽面積大小不均，根據坑槽病害的類型將其分類，在選擇處治范圍時要在原有坑槽范圍內至少外擴10 cm，且應該保證切割線與路中線垂直或平行，切割部位路面應該是緊實完好的，避免因連接不好而產生二次破壞。

（2）切割與清理

確定處治范圍后，利用切割機進行切割，遵循“圓洞方補，斜洞正補”的原則，切割完成后要對里面的松散混合料進行清理，保證切割槽范圍內的干凈整潔，可以用鼓風機或吹風機將里面的微小雜質清除，保證其干燥性，方便施工。

（3）填縫、整平、壓實

在進行鋪筑前，首先需要進行瀝青混合料的拌和，瀝青混合料拌和溫度可按下表3所列數值。

若氣溫較高、運距較短，在保證能夠順利攤鋪和碾壓情況下，可以適當降低拌和溫度，減少混合料降溫時間。拌和料運輸到施工現場后，為保證瀝青混合料的溫度，必須采用加蓋棉被等保溫措施，在進行材料回填前，要先在槽壁四周刷乳化瀝青或水泥漿，促進新舊結構的黏結。噴刷完成后，再將基層和面層分層回填，回填完成后進行整平壓實，壓實度不小于98%。

（4）開放交通

該項目施工完成后，對坑槽修補質量進行檢測，如果發現不合格指標，應該根據問題立即整改。檢測合格后，待材料冷卻至正常溫度后開放交通。

5 結束語

近幾年交通量的不斷增加，給交通運輸行業帶來了很大的機遇和挑戰，原有公路瀝青混凝土路面在經過運營后產生了一些病害，其中坑槽屬于其中較為典型的一種。該文在此基礎上對公路瀝青混凝土路面的坑槽病害進行了研究分析，從坑槽病害類型、產生原因、治理及防護技術進行了探討，最后還結合具體案例對坑槽病害的施工進行了論述，希望通過對坑槽病害的研究，引起各相關部門的重視，不斷發展新技術新材料對一系列病害進行修補處理，減少道路病害對車輛通行的影響，另外公路養護部門應該積極做好養護措施，及時清掃排水，避免各種不利因素對公路瀝青路面的侵蝕和破壞，延長道路的使用壽命。

參考文獻

[1]徐朋朋.高速公路瀝青路面坑槽形成原因分析及養護對策探討[J].四川水泥，2023（7）：193-194+207.

[2]蔡揚發，黃民如，楊海明，等.濕熱地區高速公路坑槽病害評估與對策[J].中國水運，2023（4）：158-160.

[3]慕德軍，劉光輝.瀝青路面坑槽病害原因探討[J].山東交通科技，2023（1）：108-109.

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[5]張強，范鹿華.瀝青路面坑槽快速養護技術研究[J].運輸經理世界，2022（26）：140-142.

[6]李雪.公路路面坑槽及應對策略對交通的影響[D].北京：北京交通大學，2022.

收稿日期：2024-04-02

作者簡介：史宇（1991—），男，本科，工程師，從事公路工程建設、管理和養護工作。