高等级沥青路面病害分析及处理

范少飞

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.027

摘 要：该文对沥青路面大中修工程施工中出现的块裂龟裂、横纵向裂缝、唧浆、车辙拥包等病害类型及成因进行了分析，提出了如何利用新技术、新工艺，本着“经济耐久、节能环保”的原则进行养护维修。

关键词：沥青路面大中修 病害类型 处置方式

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0027-02

G15沈海高速公路烟台段全长100.1 km，途经芝罘区、福山区、栖霞市及莱阳市，该段于2000—2001年陆续建成通车，至今投入运营已12年之久。近年来随着烟台市经济及港口建设的迅速发展，交通量增长较快且重载车辆较多，在车辆荷载的反复作用及自然因素的影响下，沥青路面老化现象严重，出现纵横向裂缝，车辙、麻面、块裂及龟裂等病害，已严重影响到路面的使用功能及行车的舒适性，依据“分类施治、区别对待、尽量利用、经济耐久、节能环保、分段施工”的原则，根据现场勘察，针对不同病害类型、地形地貌、城镇布局等因素，结合老路检测结果，以及本着节能环保、尽量利用老路的原则，分段进行维修施工。现将病害处置方案探讨如下。

1 块裂、龟裂处理

1.1 块裂、龟裂产生的原因

烟台地区冬季降雪量大，反复冻融，高速路面水下渗严重，破坏了沥青混凝土的粘结力，同时受行车荷载的反复作用，导致路面出现块裂、龟裂的病害，先是破坏上面层，进而向下发展。

块裂产生的主因是材料，块状裂缝的产生同行车荷载作用关系不大，它主要是由面层材料的低温收缩和沥青老化所引起。不像龟裂主要表现在荷载作用的轮迹处，块裂可能出现在整个路面宽度内，范围较大，块裂一般仅限于路面表面，对路面承载力和功能性能都没有太大影响，处治办法是对路面进行稀浆封层处治。

龟裂是沥青路面最为重要的一种裂缝形式，在路面上表现为相互交错的小网格状裂缝，因其形状类似乌龟背壳而被称为龟裂，疲劳损坏是产生龟裂的最主要原因。

1.2 块裂、龟裂处理方案

维修过程中，铣刨原路4 cm上面层，中面层完好地喷洒黏层油，铺筑4 cm细粒式沥青混凝土修补至原路面标高（最好是比原路面高2～3 mm，以待通车后稳定沉降）；中面层损坏的将原路面5 cm中面层铣刨，喷洒黏层油，分层修补至原路面标高，效果很好。

2 横向裂缝处理

2.1 横向裂缝产生的原因

横向裂缝是与道路中线近似垂直的裂缝，沥青劲度过大或沥青变硬，在气温下降的时候就容易在垂直于行车方向形成间距大致相同的横向裂缝。这种横向裂缝是自上而下发展的，初期一般细且浅。横向裂缝也有可能是一种以半刚性基层裂缝或旧路面裂缝为主的反射裂缝。这种裂缝自下而上发展，反映到路面表面时，裂缝已经贯穿了整个路面结构。沥青路面与桥涵等构造物连接处压实度不足、固结沉陷等也易在相应的位置产生横向裂缝。

（1）半刚性基层尤其是水泥稳定砂砾的开裂反射到沥青面层、某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂，加速了沥青的老化，老化的沥青又加快了裂缝形成的速度，使横向裂缝迅速贯通整幅路面。

（2）灌缝养护过程中，裂缝处（热沥青）缺少骨料，在行车荷载的作用下裂缝处面层出现局部破碎。

（3）水分通过横向裂缝渗入面层和基层难以排出，在重载交通的作用下，形成高压力、高流速的水流，冲刷基层和面层，导致面层尤其是下面层沥青与集料剥离，强度与整体性遭到破坏；而基层尤其是上基层细集料被水流冲刷，并以灰浆的形式由裂缝处挤出，强度大大降低。由于下面层和上基层的脱空以及强度降低，并导致横缝处路面产生唧浆、沉陷、坑槽等病害。

2.2 横向裂缝处理方案

（1）如果裂缝处无支缝、破碎、沉陷或唧浆等病害，利用路面开槽机（型号：TDC300型）沿裂缝延伸方向开凿V型槽口（槽深4 cm左右，槽口宽5 cm），采用压力风清除杂物后，先用热沥青对裂缝进行灌缝处理，再填塞沥青砂，捣实。

（2）如果裂缝处有支缝、破碎、沉陷或存在唧浆等病害，将裂缝两侧影响范围内9 cm厚上、中面层铣刨，下面层未破坏仅存在裂缝的，可用热沥青灌缝处理，喷洒黏层油，再分层铺筑沥青混凝土修补至原路面标高；下面层及基层损坏严重的，还需铣刨6 cm下面层和上基层，采用密级配沥青碎石（ATB-25）分层回填修补。施工中为保证压实，裂缝修补宽度不小于150 cm。

3 纵向裂缝产生的原因

纵裂产生的主要原因之一是疲劳损坏。在重复荷载作用下，路面承载能力逐渐不足，就会在经常承受荷载的路面轮迹带处首先产生多条平行的小纵裂，逐渐发展成为龟裂；在半填半挖路基的分界处，新旧路结合部或路基加宽处，由于路基压实不够，发生不均匀沉降，就会在这些位置产生纵向裂缝；混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好、离析，或者老路面层纵向裂缝向上反射作用，往往会在路面的中线处产生裂缝。

（1）基层强度过大，基层水泥用量过高，细料含量偏大。

（2）晝夜温差大，造成材料体积收缩，产生低温开裂。

（3）部分路段面层和基层均采用两台摊铺机平行铺筑而成，存在骨料离析，接缝处理不好从而导致行车道出现纵缝。

4 唧浆处理

4.1 唧浆产生的原因

（1）半刚性基层温缩、干缩大，易开裂，裂缝向上传递反射，形成自下而上的贯穿横缝。

（2）半刚性基层非常致密，基本上不透水，水进入路面内部到达基层顶面后难以向下渗透，又很难蒸发，长时间滞留在基层顶面，浸泡基层使之软化，形成灰浆。

（3）因施工时压实度不够，混合料离析等原因，使水通过面层空隙进入路面内部成为可能。

（4）中央分隔带防水土工布施工不严格，或者打防护栏立柱时刺穿中央分隔带的防水土工布，造成渗水。

（5）高速重载车辆带来的行车荷载的挤压和泵吸作用。

4.2 唧浆处理方案

唧浆属于水损害，凡能防止水进入或滞留于路面内部的措施均有助于防治唧浆。目前路面养护方法众多，既有传统的挖补、“开膛破肚”式维修，又有最新的、快速无损高聚物注浆技术。常用施工技术如下。

（1）铣刨主路面下面层以下15 cm，然后满铺10 cm最大粒径为4～6 cm级碎石，整平后振动压实，再用12 cm密级配沥青碎石（ATB-25）回填修补，最后用细粒式沥青混合料修补到原路面标高。

（2）采用顶管法施工，顶管采用6 cm夹砂玻璃钢管，20 ℃下的许可操作压力不小于1.25 MPq，设置部位在上基层下设置，管口包裹渗水土工布。

（3）采用高聚物注浆新技术，高聚物材料不含水，不会产生干缩现象，能够密实填充脱空。高聚物注浆形成的材料具有很好的柔韧性，抗拉强度和抗压强度比较接近。材料为弹性体，不容易发生开裂，并具有较好的抗渗性，能阻止雨水下渗。

5 车辙、拥包处理

5.1 原因

沥青混凝土路面尤其是高等级公路通车一段时间后，逐渐产生一些车辙、拥包、搓板等病害，极大地影响行车舒适与安全。主要原因有，原材料特别是碎石、石屑等集料，规格不稳定，时粗时细，石粉含量时多时少；混合料中沥青用量偏大；沥青软化点较低；沥青混凝土配比设计不准确；环境温度过高，山东地区夏季沥青路面地表温度经常超过70 ℃；超载行车荷载的作用，特别是行车渠化交通。沥青质量不合格，沥青的粘度低，感温性很强。施工时沥青混凝土的压实度不足，通车后在行车荷载作用下进一步压密等。

5.2 预防措施

从源头抓起，加强对石场碎石生产规格的控制，严把材料进场质量关；选择温度稳定性好的沥青或改性沥青，并严格控制沥青含量；从拌和站安装调试开始，严格检查各料仓的计量控制装置、集尘装置的准确性及运转技术状态的正常性，保证沥青混合料生产质量的均匀与稳定；严格控制沥青混合料生产配合比，增强施工碾压达到压实度设计要求；连续级配采用粗粒式沥青混凝土，控制沥青含量，加足矿粉，适当增加粗集料的含量，剩余空隙率不宜过大或过小，一般在3%～5%为宜。另外，SMA的级配为间断级配，也是一种具有优良高温稳定性的混合料，目前出现的病害也较少。同样重要的是，严格控制超载车辆上路。

6 新材料、新技术运用

6.1 乳化沥青冷再生技术的循环利用

目前我国高等级沥青路面已进入大中修时期，由此产生的大量旧路面材料不仅浪费资源且污染环境，乳化沥青冷再生技术可循环利用旧材料，常温施工无污染。乳化沥青冷再生混合料初期易松散破坏，配合比设计采用Su-Perpave体积设计法，同时给出合适的室内成型工艺，混合料性能的评价分两阶段：成型初期，采用肯塔堡飞散试验和冻融劈裂试验分别评价混合料的初期松散性和其中存在的水对路面性能的影响；成型后期，采用车辙、冻融劈裂、小梁弯曲来控制混合料的长期性能。

（1）基层损害严重路段可采用水泥稳定碎石挖补修复后，喷洒透层油，加铺一层约10 cm改性乳化沥青冷再生基层。

（2）基层破损严重、路面弯沉值不能满足设计要求的路段可原路面结构后，对路床病害处置后，重新铺筑一层老路铣刨料垫层，加铺一层厂拌再生水泥稳定铣刨料底基层，最后加铺两层水泥稳定碎石基层。基层施工后及时对基层养生以减少前期裂缝，及时铺筑沥青面层或浇洒透层油以减少裸露时间，减少基层横向干缩性开裂。

6.2 温拌沥青混合料的使用

温拌沥青混合料的原理是使用添加剂，降低沥青在高温下的粘度，使沥青混合料能在较低的温度下进行拌合与施工，通过试验验证，温拌沥青混合料的拌合、摊铺、碾压的温度比普通热拌沥青混合料可降低20 ℃～50 ℃（实际施工中降低了约35 ℃左右），其瀝青混合料具有与普通热拌沥青混合料相当的施工和易性与路用性能。

沥青路面病害的成因多种多样，只有认真分析其产生的原因，了解其作用机理，采取有针对性的预防、治理措施，才能够将沥青路面的病害降低到最小，保证公路正常的使用性能和寿命。

参考文献

[1] 曾海辉.关于沥青路面大中修施工技术的探讨[J].科技研究，2014.

[2] 陈晓光，丁朴，熊杰.乳化沥青冷再生技术分析[J].公路与汽，2006（2）：105-107.