浅谈104国道（吴兴段）沥青路面病害分析及处治设计

杨 勇，樊金山

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 130070）

0 引 言

自1997年《公路沥青路面设计规范》发布以来，公路采用沥青混凝土路面越来越普遍。从高等级公路路面发展趋势、国内建成及在建的公路路面类型统计看，公路主要采用沥青路面。经过多年的运营，沥青路面不可避免的出现了不同程度的病害，病害又加剧了路面结构层破坏，减少路面的使用寿命，国家每年投入巨资用于路面养护工程，养护设计市场广阔，前景可观。本文结合104国道(吴兴段)沥青路面养护工程浅谈路面病害发生的原因及处治设计，以供路面养护工程仿鉴。

1 工程概况

104国道(吴兴段)北自长兴县父子岭入境，南从德清县马头关出境，起点桩号K1310+000，终点桩号K1409+750，路线全长99.750 km。2003～2004年，对104国道湖州至鹿山段进行了拓宽改造，将原来的双向四车道改造为双向六车道，改造后的路面结构层为4cm AC-16C沥青混凝土 +6 cmAC-25C沥青混凝土+25～36 cm水泥稳定碎石基层。

多年运营后，路面出现了不同类型、不同程度的病害。2008～2012年，根据路面的损坏状况，局部路段先后分别进行了日常养护和分段大中修，基本“3年小修，5年中修，8年大修”。

2 路面病害的原因分析

104国道多年来的路面病害主要形式有：横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、坑槽、车辙及麻面。

本文根据2008-2011年现场病害的取芯资料及历年来湖州路面养护资料，对路面病害的成因进行分析：

2.1 横向裂缝

横向裂缝基本等间距分布，裂缝贯穿到1～2个车道，见图1。

图1 横向裂缝

（1）取芯情况

横向裂缝抽查取芯，见图2。芯样显示面层有裂缝，基层芯样成型但有小裂缝，裂缝下宽上窄，由下向上发展贯通。

图2 横向裂缝处取芯图

（2）原因分析

此段路面产生开裂的原因大致有如下两种：

a.由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝；

b.随着近年来交通量的快速增长和超载车辆的大幅增加，车道内的当量设计轴载累计作用次数大于沥青混合料的疲劳开裂寿命，导致沥青混合料层层底拉应变超出材料的承受能力引起面层底开裂，并向上扩散。

还有一种路面开裂情况未在104国道出现，即温度裂缝引起的裂缝。通常因为沥青老化、粘度过高或集料与沥青的粘附性不足，造成在冬季低温条件下产生的横向裂缝。裂缝的特征是：上宽上窄，由上往下蔓延贯通。

2.2 纵向裂缝

104国道车行道范围内横向分布着1-2条纵向裂缝，裂缝基本上分布在车辆轮迹线范围内，单条长20～50 m，见图3。

图3 纵向裂缝

（1）取芯情况

纵向裂缝抽查取芯，见图4。芯样显示面层有裂缝，基层有大裂缝贯穿基层，裂缝下宽上窄，裂缝由下向上蔓延贯通。

（2）原因分析

图4 纵向裂缝处取芯图

此段路面产生开裂的原因大致有如下两种：

a.104国道因先后多次进行了老路拼宽，拼宽衔接处路基压实不均，引起路基不均匀沉降，导致纵向裂缝基本上发生在拼宽接缝处或车辆轮迹线范围内。

b.沥青摊铺时，纵向施工缝处理不当。

2.3 龟裂

（1）取芯情况（见图 5）

图5 龟裂

龟裂抽查取芯，见图6。芯样显示上面层有破碎，不成型，下面层成型，基层有大裂缝贯穿基层，裂缝下宽上窄，裂缝由下向上蔓延贯通。

图6 龟裂处取芯图

（2）原因分析

a.主要由于裂缝处理不及时，由裂缝发展而成；

b.龟裂通常与荷载相关，超载重载以及路面结构本身的不足都可能造成龟裂；

c.土基、基层局部压实不好，或者渗入的水造成水损坏，使局部结构强度不足。

2.4 坑槽

（1）主要由于龟裂处理不及时，水渗入路面，在荷载作用下的产生动水压力，造成沥青剥落和材料散失。

（2）局部路面沥青混合料配合比不当，导致材料脱落，形成坑点，进一步加剧形成坑槽。

2.5 车辙

上、中面层的沥青混合料动稳定度不足，面层材料在车辆重复荷载作用的压缩变形及在垂直重复应力作用下的剪切变形累积所引起逐渐累积形成车辙。尤其在红绿灯入口路段车辙最为严重，因车辆反复制动产生的剪应力导致。

2.6 麻面

麻面抽查取芯，见图7、图8。芯样完整，结构层完好。

图7 麻面

图8 麻面处取芯图

产生麻面的情况主要有以下5种：

（1）沥青混凝土采取的沥青稠度偏低，粘结力差，用量偏少；

（2）所用矿料偏湿、铺撒不匀；

（3）所用嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢；

（4）低气温施工；

（5）运营阶段，运输车砂石散落路面，经车辆来回辗压，带走沥青和骨料颗粒。

104国道产生麻面的主要原因是由于沥青混合料达不到规范要求、施工不规范及路面不洁造成。

3 路面病害处治设计

3.1 病害处治设计原则

（1）结合路面取芯对路面病害的发展进行预测，根据预测结果对病害进行处治设计。

（2）根据路面养护方案，选用适当的材料、工艺来控制车辙、裂缝等病害的发展。

（3）采用成熟技术，设计方案安全可靠，经济合理。

（4）病害处治方案尽量少破坏现有良好的路面结构，尽量减少开挖，减少对交通流的干扰。

（5）病害处治后的路面要美观、大方。

3.2 病害处冶设计

针对调查得到现有路面的主要损坏类型，分析其损坏主要原因，有针对性的提出以下处治措施。

（1）裂缝类

对于未实施封缝处治或原裂缝处治不彻底的单条裂缝进行处治时，应根据裂缝的类型、缝宽、严重程度、规模及路面结构状况等情况来进行处治，裂缝处治主要方案见表1。

表1 裂缝类处理方案

开槽挖补时应采用台阶法进行，分层搭接宽度一般为10 cm左右，并按下列步骤进行处理：

a.首先采用铣刨机铣刨原路面面层，裂缝铣刨宽度一般为垂直行车方向1～2 m（横向裂缝1 m，纵向裂缝2 m），且尽量使裂缝位于铣刨部分的中间位置；

b.铣刨后，用扫帚、空压机对基层顶面及槽壁进行清扫并吹净；

c.铣刨后，如发现基层松散，应开挖换填基层，换填采用C15素混凝土或水稳碎石（压实宽度小于2m时采用C15素混凝土，大于2m采用水稳）回填至原基层顶层，如基层仅出现裂缝，采用灌缝后抗裂贴进行贴缝处理；

d.沥青混合料回填之前采用热压缩空气（140℃）对槽壁加热，并对槽壁喷洒改性粘层油，用原路面相同材料回填至路面各面层。

（2）龟裂、坑槽

龟裂病害处治，采用逐层挖补的方法进行路面病害处理（病害发展到哪个层次，即处治到那个层次），如只处理上面层，开挖面层的宽度应大于路面病害的影响宽度，沿病害四周向外再扩大20 cm以上的方形范围。如处理整个沥青面层，则开挖的宽度必须大于压路宽，坑长不得小于压路机的2倍。施工工艺参考裂缝类开槽挖补的病害措施。

坑槽病害处治，按照“圆洞方补、斜洞正补”的原则，划出所需处理坑槽的轮廓线，施工工艺参考裂缝类开槽挖补的病害措施。

（3）车辙

根据车辙的病害程度来制定修补方案，车辙深度小于等于15 mm，采用微表处填补；车辙深度大于15 mm，采用铣刨重铺具有良好高温抗车辙能力的沥青混合料。

（4）麻面

根据麻面的病害程度来制定修补方案，沥青和集料有少量散失，路表面纹理开始变得粗糙，有微坑时，采用微表处或纤维封层处治；沥青和集料有大量散失，路表面纹理非常粗糙，有大量微坑时，采用薄层罩面处治。

4 结 语

为了使沥青路面维持良好使用性能，延长其使用寿命，需对路面病害进行区分，分析其的成因及发展趋势，并有针对性的提出合理处治措施，从而提高处治质量。104国道（吴兴段）2008～2012年路面养护工程按本文的病害处治进行设计施工，病害处治部位目前运营状况良好，处治方案在工程实际中得到了较好的验证，为以后养护工程提供借鉴。