高等级公路沥青路面常见病害分析与处治措施

赵长标

摘 要：针对高等级公路沥青路面病害现状，详细分析了高等级公路沥青路面病害的分类及产生的原因，并根据不同情况提出了不同的处治方案，为同行提供参考。

关键词：高等级公路;沥青路面;病害;处治措施

1 前言

随着我国建设交通强国战略的高速推进，交通基础设施建设不断发展，高等级公路通车里程不断增长，为全面决胜小康社会提供了交通支撑。但公路建成通车后，由于行车荷载、自然环境等因素的共同作用，沥青路面出现不同程度、不同类型的早期破坏现象。沥青路面常见的病害主要表现为裂缝、龟裂、沉陷及车辙等。本文以高等级公路路段的路面为例，对路面病害产生的原因进行分析研究，并列举了具体的处治方案。

2 路面病害处治要求

2.1 处治要点

依据路面破损指标、路面车辙指标、养护历史和路面结构强度等因素，分段、分病害拟定处治方案。为方便大型机械的施工和管理，把连续的多种病害合并处理。路面修补采用沥青混合料统一为AC-16C改性沥青混合料，方便拌合料的拌和和施工。

2.2 处治原则

对于多种病害并存且连续的路段，按照严重的病害采用连续铣刨的方式处理。

（1）铣刨段落的最小长度应满足机械的最小施工作业面，一般不低于50m为宜。对于两病害之间夹有长度小于50m路段情况的，采用连续处理。

（2）连续病害路段铣刨后，应采取相应处理方案对路段内的裂缝、唧泥等病害按相应的小修处理方案进行处理。消除病害隐患后，方可进行下步施工。

（3）对于单独出现的病害或局部病害，采用相应的小处理方案单独处理。

3 路面病害处治措施

3.1 裂缝的处治措施

3.1.1 病害特征

路表面上出现的纵向、横向裂缝，部分裂缝附近伴有沉陷、龟裂和唧泥等其他病害。横向裂缝为全线典型病害，一般较为密集且主要分布在行车道，超车道裂缝少于行车道，裂缝方向基本垂直于道路中心线，间距不等。

3.1.2 病害分析

（1）横向裂缝。①沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准，致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，产生横向裂缝。②施工缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良，从而产生横向裂缝。③半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的收缩裂缝，通过横向形式表现出来。（2）纵向裂缝。①路基填筑使用了不合格材料，路基吸水膨胀引起路面开裂。②纵向加宽没有按照要求进行施工，或者碾压没有达到要求，从而造成加宽部位沉降，产生纵向裂缝。③路基边坡坡度小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡。（3）网状裂缝。①纵向裂缝出现后，继续扩展，经过冰冻水的侵入发展而成。②沥青混合料质量差，拌和时间过长，拌和温度过高或者再储仓中储存时间过长，沥青本身老化，导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。③沥青的性能差，尤其是低温抗变形能力过低。④路面结构中含有软弱夹层，粒料层松动，水稳定性差，从而形成网状裂缝。（4）反射裂缝。①在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层，由于温度的变化（降低），老路面的裂缝继续拉开，从而使新铺层在就裂缝处断开。②由于半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。③新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力，从而产生开裂，反射到沥青面层。

3.1.3 处理方案

（1）提高路基工作区的强度和稳定行。路基是路面的基础，路基工作区又是路基经受行车荷载截面影响较大的深度区域，该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。压实度是反映路基强度的重要指标，也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施，施工中必须严格检测控制，使其达到规定值。（2）选择防裂性能好的材料。①选用抗刷能力好、干缩、温缩系数小，抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料。②选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下，应采用某些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。③沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替圆形颗粒的天然砂。④采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面作封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。（3）对损坏的灌缝剔除原有材料后重新灌缝，缝宽在3mm以内的，将缝隙刷干凈，用同步碎石封缝;宽度大于3mm的，剔除脏物后，用压缩空气吹净，采用沥青砂填缝。（4）铣刨沥青混凝土部分，铣刨后有裂缝的，在裂缝上铺50cm宽玻纤聚酯防裂布。

3.2 龟裂的处治措施

3.2.1 病害特征

路面受交通荷载作用，变形和挠度过大，在沥青路面柔性不够和车辆的反复碾压下，由于路面材料疲劳而形成的裂缝。龟裂可以是全面的，也可以是局部的，大部分发生在行车道上。

3.2.2 病害分析

沥青表面层空隙率较大，沥青老化，原施工混合料离析，超载车辆反复作用，局部受力不均匀导致路面先出现细微裂缝，日月积累导致路面表面出现疲劳裂缝，雨水及车辆荷载共同作用下，逐渐形成疲劳破坏。在反复荷载作用下，面层材料的抗压强度大大提高，但其容许拉应力则会降低，使得面层材料逐渐逼近断裂破坏。

3.2.3 处理方案

（1）未影响到中面层的龟裂铣刨5cm厚沥青混凝土后铺筑5cmAC-16C中粒式改性沥青混凝土恢复至路面标高。（2）取芯证明面层龟裂已影响到沥青中面层时，按单车道宽铣刨10cm沥青面层，采用10cm厚C-16C中粒式改性沥青分两层铺筑恢复至罩面前路面标高。（3）铺底前地面喷粘层油，侧壁涂刷改性沥青聚合物密封材料2～3遍，厚度控制在3mm。（4）铣刨沥青混凝土部分，铣刨后有裂缝的，在裂缝上铺5cm宽玻纤聚酯防裂布。

3.3 沉陷的处治措施

3.3.1 路面特征

路面上有明显出现下沉的现象。本段沉陷病害相对较少。

3.3.2 病害分析

由于路基压实度不足，在路基自重及车辆荷载作用下，路基进一步压实而下沉。一般路段的小面积沉陷主要是基层地步、顶部存在夹层、松散等结构软弱层，在重载车辆反复作用下，沥青混凝土面层失去有效支撑而沉陷。

3.3.3 处理方案

病害处理前先采用水泥注浆，注浆深度达到路基的1/3处。（1）沉陷深度h<2.5cm时，罩面前精铣刨1cm，待摊铺橡胶沥青同步碎石封层时采用橡胶沥青同步碎石填补。（2）沉陷深度2.5cm≤h<5cm时，按单车道铣刨5cm沥青面层，采用AC-16C中粒式改性沥青混凝土铺筑至罩面前路面标高。铣刨时面层不能留有夹层。（3）沉陷深度h≥5.0cm时，直接采用中粒式改性沥青聚合物密封材料2～3遍，厚度控制在3cm。

3.4 车辙的处治措施

3.4.1 病害特征

轮迹处明显出现下陷、沥青层向两边隆起，横断面呈凹字形的现象。

3.4.2 病害分析

车辙是指轮迹带上出现的辙槽，其产生的外因是渠化交通和荷载作用的次数的增加，内因是沥青混凝土的高温稳定性和抗塑性变形的能力不足。持续高温下，中面层温度达55℃以上时，积聚在中面层的热量不能很快的释放出去，导致沥青混合料的粘聚力降低，抗剪强度降低，在车辆荷载反复碾压下，荷载应力超过沥青混合料的稳定极限，使流动变形不断积累成车辙，特别是大量重型和超载车辆的作用，由于其单轴荷载增大，从而加剧车辙的产生。

3.4.3 处理方案

（1）车辙深度1.5cm≤h<2.5cm时，罩面前精铣刨1cm。（2）h≥2.5cm使用年限2年以上的路段，取芯判断车辙主要由沥青上面层引起的，按单车道宽铣刨5cm厚沥青面层，采用5cmAC-16C中粒式改性沥青混凝土（加抗车辙剂）铺筑恢复至路面标高;使用年限在2年以内的路段，取芯判断车辙主要由沥青中面层引起的，按单车道宽10cm沥青层面，采用5cm厚AC-16C中粒式改性沥青混凝土（加抗车辙剂）+5cm AC-16C中粒式改性沥青混凝土（加抗车辙剂）铺筑恢复至路面标高，铺底前底面喷粘层油，侧壁涂刷改性沥青聚合物密封材料2～3遍，厚度控制在3mm。（3）铣刨沥青混凝土部分，铣刨后有裂缝的，在裂缝上铺50cm宽玻纤聚酯防裂布。

4 强化沥青路面养护

采取积极有效措施，严格控制超载车辆，以减少超载车辆对路面的破坏，认真贯彻“预防为主，防治结合”的方针，加强科学研究，建立路面养护管理系统，对路况进行跟踪观测，及时采取预防措施，清除隐患，发现问题，及时处治，以免进一步酿成大病害。同时，加强对路面病害处治方法的研究，不断提高路面养护质量。对沥青路面必须进行预防性、经常性和周期性的养护。必须加强路面的日常巡查，随时掌握路面的使用状况，根据路面的实际情况指定日常小修保养以及经常性、预防性和周期性养护工程计划。对于较大范围路面的严重病害的应及时安排大中修工程;对整线、整段需提高技术等级的应安排改建工程。沥青路面的养护应依靠科学进步，加强养护技术管理，采用先进的检测仪器设备采集路况数据，应用路面管理地理信息系统，准确评价路况现状，预估路况发展趋势，提出科学的养护对策，为编制养护维修计划提供辅助决策。应积极的推广新技术、新材料、新工艺、新设备、发展现代化的沥青路面的养护技术。引进新技术，吸收先进的经验是我们国家现阶段高等级公路养护的必备环节。

5 结束语

因路段、环境不同，出现的情况各异，只要我们注重改善沥青及沥青混合料的使用品质，精心施工，科学养护，并针对出现的病害采取针对性的有效措施，定能达到事半功倍的效果，为社会提供一种安全、舒适的交通环境。

参考文献：

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