花二涛

石家庄宏业交通建设监理有限公司

摘 要： 为解决公路沥青路面病害问题，首先，从设计、施工、运营和环境方面分析了沥青路面损坏的影响因素；然后，探讨了裂缝、车辙、波浪、拥包、沉陷、泛油、松散及坑槽等病害的成因，并阐述了沥青路面病害处理原则与方法；最后，提出了不同类型病害的养护处理措施及要点，可为相关人员提供参考。

关键词： 公路工程;沥青路面;施工技术;

作者简介： 花二涛（1991—），男，研究方向为公路桥梁工程。;

0 引言

沥青路面是当前公路工程最常用的路面类型，但随着交通量的不断增加，加之养护管理不到位，会使路面发生不同类型的病害，轻则影响路面整体外观，重则造成不同程度的结构破坏。因此，有必要在掌握病害产生原因的基础上，采取有效养护措施加以处理。

1 沥青路面病害影响因素

1.1 设计方面

(1）路面整体结构强度较低。对沥青路面结构进行设计时，对厚度计算与现状及远期交通流未能充分考虑，使路面结构设计强度较低，无法适应实际需要。

(2）路面排水功能有待提升。路面设计时没用充分考虑当地气候条件与水文条件，使部分路面积水或雨水进入结构内部并漫流到路基的边缘，使结构层强度大幅降低，地基承载力也会受到很大的影响[1]。

1.2 施工方面

(1）路基施工未能严格按照相关技术规范进行。在路基填筑施工过程中没有遵循规范的原则和要求进行操作，比如部分位置没有碾压密实，或存在软弱夹层。

(2）基层施工质量不满足要求。由于基层料的拌和未能达到均匀，导致基层形成后难以均匀受力，在行车荷载作用下出现破坏现象。

(3）面层厚度与混合料级配无法满足要求。如果路面混合料的配合比不能满足实际要求，则会对路面结构性能造成很大影响。

(4）面层施工所用原材料质量不达标。沥青或混合料的质量不过关，如沥青材料缺乏足够的延展性，或松弛性能不能满足要求，抵抗裂缝发生的性能较差。

1.3 运营方面

(1）超载与重载。随着超载与重载车辆数量不断增多，路面在正常使用过程中超出自身具有的性能，导致路基或路面遭到不同程度的损坏。

(2）未能对路面病害进行及时有效的修复，使病害不断发展，造成不同程度的破坏。

1.4 环境方面

(1）水文方面。降雨对路基会造成很大影响，路面范围内大量积水后，水会通过路面上的裂缝不断进入层内引起路基失稳，进而导致面层开裂。

(2）温度方面。无论季节更替或昼夜温差都会导致面层内部产生收缩应力，致使面层出现裂缝或加重疲劳，此时在行车荷载作用后就会促进裂缝发展，最终产生不同程度的破坏。

2 沥青路面病害成因

2.1 裂缝成因

(1）横向裂缝产生原因并非行车荷载，而是低温收缩。

(2）纵向裂缝产生原因以施工质量不满足要求或路基发生不均匀沉降为主，使路面结构失去应有的性能。由路基发生不均匀沉降导致的裂缝一般为间歇性的，长度相对较大；而由施工质量较差引起的纵向裂缝通常沿中线分布。

(3）块裂产生原因为规律性变化使面层材料发生收缩开裂，该病害一旦发生，往往意味着结构层已经明显退化，而柔性与刚度尚能符合要求。

(4）龟裂成因有以下几点：其一，设计环节未对结构层开展严格计算分析，致使结构层厚度无法达到要求，强度较低，受行车荷载持续作用后，路面快速开裂；其二，路面结构强度不断降低，但弯沉值与回弹模量持续增大，当交通量持续增大，且汽车载重日益加大时，无法满足实际需求；其三，基层混合料中微小颗粒物实际含量达到6%以上，甚至超过10%，大量自由水经过面层结构进入基层中，此时在行车荷载持续作用下，使基层顶部沥青面层产生空隙，进而造成唧浆等病害，导致路面龟裂。

2.2 车辙成因

沥青是典型的弹塑性材料，抗形变性能由矿料嵌挤与沥青黏结性能决定。若混合料配合比设计不合理，或混合料存在质量问题，在施工中未能将基层或面层结构压实，当气温偏高时，由于沥青材料稳定性降低，在行车作用后可能出现明显的车辙。最近几年，公路工程大量使用大功率机械，这样会使基层强度大幅提高，土基与基层变形减少。现阶段普遍认为车辙病害主要产生于面层。车辙产生的主要原因为混合料热稳定性较差。

2.3 波浪、拥包成因

该病害成因和一般性车辙无明显差别，大多出现在坡段与急弯，因为这些地方汽车往往制动或启动。

2.4 沉陷成因

沉陷病害主要产生原因包括以下两点：其一，未能对地基进行有效处理，导致地基出现沉降，尤其是不均匀沉降；其二，未能将基层结构完全压实。沉陷一般出现在易形变段落。

2.5 泛油成因

泛油病害主要产生原因包括以下两点：其一，混合料沥青含量过高，受高温与活荷载持续作用后，沥青从集料上剥落下来产生油层；其二，沥青材料存在质量问题，如软化点较低。

2.6 松散成因

松散病害成因包括以下几方面：

(1）混合料的油石比较低，无法保证沥青和集料之间的黏结力。

(2）施工过程中温度不足，未采用压路机连续碾压，使面层结合料无法充分黏结，受活载作用后导致面层结构松垮。

(3）施工时未及时清除粉尘，黏合处被大量粉尘覆盖，难以正常黏合。

(4）沥青材料老化，使沥青失去应有黏结力。

(5）由于基层强度较低使表层出现松散。

(6）在混合料生产时误用有明显酸性的集料，影响和沥青间的正常黏附。

(7）混合料的含水量严重超标，使沥青不能发挥应有的黏附性。

2.7 坑槽成因

面层结构中部分集料缺失，受行车荷载作用后产生坑洞或坑槽。

3 沥青路面养护原则

3.1 设计方面

(1）在路面设计过程中必须做好交通调查和预测工作，确保路面结构设计强度与实际的使用要求相符。

(2）基层结构类型的选择以石灰土或水稳碎石为宜，使基层结构保持稳定是确保上层结构稳定性的关键。

(3）对改性沥青和沥青混合料进行合理搭配，比如在混合料中适量添加高强度纤维能起到增强路面结构抵抗裂缝发生的能力，进而改善路面整体使用性能。

(4）在道路勘测过程中做好工程地质、水文地质与自然气候的调查，并完善排水设施，增强排水能力。

3.2 施工方面

(1）在路基填筑时，填料不能存在软弱土质，且必须按照相关标准进行施工。在施工中要对填料压实度进行严格控制，满足设计及规范的要求，保证施工质量。

(2）对含水量进行精确的控制，在路基施工结束后立即进行养护，养护持续时间应达到5d以上，养护期内不允许任何车辆进入，防止路基破坏。

(3）路面摊铺开始前，做好基层结构验收，对基层质量进行检查，不满足要求的部位应及时处理[2]。

(4）封层施工结束后，尽快开始路面摊铺施工。对于面层的摊铺厚度，必须达到规范要求，并在接缝部位通过铺设土工格栅作为加强层，与基层良好黏结。

(5）施工中制定有效措施避免路面范围内大量积水，如保证路面平整度。

3.3 运营方面

(1）切实做好交通管制，尽可能减少或避免超载及重载，防止路面长时间高负荷或超负荷。

(2）及时做好路面养护与维修。随着沥青材料不断老化，路面强度必然持续降低，早期病害一旦发生，应立即养护维修，防止进一步发展和扩大，造成不必要的损坏。

4 沥青路面病害维修养护措施

4.1 裂缝维修养护措施

4.1.1 开槽灌缝

由开槽机凿出缝槽，然后用灌缝机在缝槽中灌入密封胶，缝槽尺寸通常为宽1.0～1.5cm、深2cm，深度和宽度之比控制在2∶1以内。

其具体施工方法如下：

(1）做好交通临时封闭，并设置好各类安保措施。

(2）对开槽机和灌缝机进行检查，确保满足施工要求。

(3）开槽应严格按照设计规定进行，其间严控槽深，结合裂缝类型及缝宽，调整好实际的开槽尺寸。

(4）用空压机与气泵枪将缝槽中的碎渣和灰尘清理干净。

(5）利用灌缝机在缝槽中灌入密封胶。

(6）将密封胶灌注均匀且饱满后，将路面清扫干净，准备开放路段的交通。

4.1.2 贴缝

贴缝即在裂缝中注入专用修复剂，使裂缝完全封闭。

其具体施工方法为：

(1）做好交通临时封闭，并设置好各类安保措施。

(2）由人工使用铁钩等工具将裂缝中的杂物清理干净。

(3）利用空压机与气泵枪等设备再次吹扫裂缝中的杂物。

(4）利用注射器将专用养护剂注入裂缝当中。

(5）以上工序完成后在裂缝表面撒细砂进行养护，持续2h并检查无误后将临时安保设施撤除，为开放路段交通做好准备。

4.1.3 块裂与龟裂处理

(1）块裂与龟裂产生原因为结构层厚度无法满足要求时，应先对面层进行铣刨，然后加铺一层新结构层；若块裂与龟裂不严重，则可采用封层或薄层罩面方法进行养护处理[3]。

(2）当块裂与龟裂的产生主要与基层有关时，可采用注浆或换填的方法使基层保持稳定，然后再重新铺筑新面层。

(3）加强公路使用时的养护，对早期产生的裂缝与轻度龟裂可进行清缝与灌缝处理，也可采用微表处的方法处理，从而防止病害不断发展。

4.2 车辙、波浪、拥包维修养护措施

对于沥青路面的车辙、波浪、拥包病害，其养护处理方法以铣刨磨耗层沥青为主，对面层混合料集料级配进行适当调整，或添加适量的抗车辙外加剂。通过添加适量外加剂能改善路面抵抗车辙病害发生的能力，保证混合料在高温条件下的稳定性。

4.3 沉陷维修养护措施

(1）当发生不均匀沉降时，如果基层依然可以保持稳定，未遭到明显破坏，仅修复面层即可，而若面层很大，则要对结构层进行重铺。

(2）当局部路基存在孔洞或其他方面问题时，需要在回填碎石等材料达到密实状态后进行结构层施工。

(3）对于桥涵引道，考虑到填土压实不足会引起沉降，故应重新进行路基处理层施工，切实做好压实处理。将基层处理完毕后，进行路面结构层施工。

(4）若路段中有软基存在，则要通过换填加以处理，此时要注意采用合适的换填材料，一般使用砂砾石、砂土或工业废渣。

(5）根据现场实际情况采用钻孔注浆等方法进行加固处理。

4.4 泛油维修养护措施

当路面泛油病害轻微时，可以在气温相对较高的条件下铺撒石屑或粗砂（其粒径按3～5mm控制），再用压路机将其压实；若路面上有严重的泛油问题，需选择气温相对较高的时间段撒布碎石（其粒径按5～10mm控制），再用压路机将其压实，确认保持稳定后，撒布石屑或粗砂（其粒径按3～5mm控制），最后利用压路机将其压实。当存在含油量相对较大的软层时，先将软层去除，再重新摊铺沥青面层。泛油病害养护处理的关键点在于选择合适的时机，首先要在高温条件下进行，其次撒料要沿行车方向进行，按照先撒粗料、再撒细料的顺序施工。

4.5 松散维修养护措施

(1）若松散病害的产生原因为施工温度低，可采用以下方法养护处理：在气温上升后，重新进行封层结构施工，均匀撒布一层石屑或粗砂，然后用轻型压路机碾压密实。需要注意的是，该方法的实施质量难以从工序上得到保证，所以仅适用于低等级公路。

(2）针对由其他方面原因引起的松散，包括基层松软发生形变，或利用酸性集料等，都能通过局部挖补来处理，即先对松散部位进行开挖，若经检测确定基层强度不足，应先对基层进行处理，再重新施作面层[4]。

(3）在条件允许的情况下通过就地热再生进行养护处理，先在路面病害均匀喷洒一层乳化沥青，再进行整形碾压。该方法的主要优势在于能从根本上解决弱接缝方面的问题。

4.6 坑槽维修养护措施

(1）冷料冷补。该方法适用于紧急维修，施工方法为先将坑槽中存在的杂物清理干净，再向坑槽中倒入冷料，然后用压路机进行碾压。当坑槽深度较大时，要采取分层填补及碾压措施。当修补压实度未能达到相关要求时，会在使用开始后导致路面出现明显的下沉现象，对此要继续实施填补与碾压。这种处理方法所需时间不长，通常不超过10min。但要注意采用该方法完成修补后，修补材料和原路面之间可能无法良好黏结，被雨水冲刷及行车载荷持续作用后，可能产生损坏。因此，需将该方法视作临时性修补方法，常用于紧急抢修过程中。

(2）热修复技术。该技术的质量效果要优于冷补的方法，但所需时间较长，且成本偏高，需要借助先进的养护设备，初始投资较大，但每次修复使用的材料成本较低，同时坑槽修复完成后可保证至少正常使用一年，甚至还能实现永久性修复。

(3）热料热补。该方法适合在雨季进行路面抢修，雨季是路面坑槽病害的高发期，该方法的原理为利用冷补料对坑槽进行填补，暂时满足通车基本要求，在雨季过后再采用其他方法进行处理。

5 结语

综上所述，沥青路面经过长时间连续使用难免出现不同类型的病害，影响路面正常使用，而且病害还会不断发展，造成不同程度的破坏。对此，以上对沥青路面病害产生原因及养护处理方法进行了初步分析与总结，旨在为实际的路面病害养护处理施工提供参考。