楊 勇，樊金山

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 130070）

0 引 言

自1997年《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》發(fā)布以來，公路采用瀝青混凝土路面越來越普遍。從高等級公路路面發(fā)展趨勢、國內(nèi)建成及在建的公路路面類型統(tǒng)計看，公路主要采用瀝青路面。經(jīng)過多年的運營，瀝青路面不可避免的出現(xiàn)了不同程度的病害，病害又加劇了路面結(jié)構(gòu)層破壞，減少路面的使用壽命，國家每年投入巨資用于路面養(yǎng)護工程，養(yǎng)護設(shè)計市場廣闊，前景可觀。本文結(jié)合104國道(吳興段)瀝青路面養(yǎng)護工程淺談路面病害發(fā)生的原因及處治設(shè)計，以供路面養(yǎng)護工程仿鑒。

1 工程概況

104國道(吳興段)北自長興縣父子嶺入境，南從德清縣馬頭關(guān)出境，起點樁號K1310+000，終點樁號K1409+750，路線全長99.750 km。2003～2004年，對104國道湖州至鹿山段進行了拓寬改造，將原來的雙向四車道改造為雙向六車道，改造后的路面結(jié)構(gòu)層為4cm AC-16C瀝青混凝土 +6 cmAC-25C瀝青混凝土+25～36 cm水泥穩(wěn)定碎石基層。

多年運營后，路面出現(xiàn)了不同類型、不同程度的病害。2008～2012年，根據(jù)路面的損壞狀況，局部路段先后分別進行了日常養(yǎng)護和分段大中修，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國道多年來的路面病害主要形式有：橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、坑槽、車轍及麻面。

本文根據(jù)2008-2011年現(xiàn)場病害的取芯資料及歷年來湖州路面養(yǎng)護資料，對路面病害的成因進行分析：

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫基本等間距分布，裂縫貫穿到1～2個車道，見圖1。

圖1 橫向裂縫

（1）取芯情況

橫向裂縫抽查取芯，見圖2。芯樣顯示面層有裂縫，基層芯樣成型但有小裂縫，裂縫下寬上窄，由下向上發(fā)展貫通。

圖2 橫向裂縫處取芯圖

（2）原因分析

此段路面產(chǎn)生開裂的原因大致有如下兩種：

a.由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫；

b.隨著近年來交通量的快速增長和超載車輛的大幅增加，車道內(nèi)的當量設(shè)計軸載累計作用次數(shù)大于瀝青混合料的疲勞開裂壽命，導(dǎo)致瀝青混合料層層底拉應(yīng)變超出材料的承受能力引起面層底開裂，并向上擴散。

還有一種路面開裂情況未在104國道出現(xiàn)，即溫度裂縫引起的裂縫。通常因為瀝青老化、粘度過高或集料與瀝青的粘附性不足，造成在冬季低溫條件下產(chǎn)生的橫向裂縫。裂縫的特征是：上寬上窄，由上往下蔓延貫通。

2.2 縱向裂縫

104國道車行道范圍內(nèi)橫向分布著1-2條縱向裂縫，裂縫基本上分布在車輛輪跡線范圍內(nèi)，單條長20～50 m，見圖3。

圖3 縱向裂縫

（1）取芯情況

縱向裂縫抽查取芯，見圖4。芯樣顯示面層有裂縫，基層有大裂縫貫穿基層，裂縫下寬上窄，裂縫由下向上蔓延貫通。

（2）原因分析

圖4 縱向裂縫處取芯圖

此段路面產(chǎn)生開裂的原因大致有如下兩種：

a.104國道因先后多次進行了老路拼寬，拼寬銜接處路基壓實不均，引起路基不均勻沉降，導(dǎo)致縱向裂縫基本上發(fā)生在拼寬接縫處或車輛輪跡線范圍內(nèi)。

b.瀝青攤鋪時，縱向施工縫處理不當。

2.3 龜裂

（1）取芯情況（見圖 5）

圖5 龜裂

龜裂抽查取芯，見圖6。芯樣顯示上面層有破碎，不成型，下面層成型，基層有大裂縫貫穿基層，裂縫下寬上窄，裂縫由下向上蔓延貫通。

圖6 龜裂處取芯圖

（2）原因分析

a.主要由于裂縫處理不及時，由裂縫發(fā)展而成；

b.龜裂通常與荷載相關(guān)，超載重載以及路面結(jié)構(gòu)本身的不足都可能造成龜裂；

c.土基、基層局部壓實不好，或者滲入的水造成水損壞，使局部結(jié)構(gòu)強度不足。

2.4 坑槽

（1）主要由于龜裂處理不及時，水滲入路面，在荷載作用下的產(chǎn)生動水壓力，造成瀝青剝落和材料散失。

（2）局部路面瀝青混合料配合比不當，導(dǎo)致材料脫落，形成坑點，進一步加劇形成坑槽。

2.5 車轍

上、中面層的瀝青混合料動穩(wěn)定度不足，面層材料在車輛重復(fù)荷載作用的壓縮變形及在垂直重復(fù)應(yīng)力作用下的剪切變形累積所引起逐漸累積形成車轍。尤其在紅綠燈入口路段車轍最為嚴重，因車輛反復(fù)制動產(chǎn)生的剪應(yīng)力導(dǎo)致。

2.6 麻面

麻面抽查取芯，見圖7、圖8。芯樣完整，結(jié)構(gòu)層完好。

圖7 麻面

圖8 麻面處取芯圖

產(chǎn)生麻面的情況主要有以下5種：

（1）瀝青混凝土采取的瀝青稠度偏低，粘結(jié)力差，用量偏少；

（2）所用礦料偏濕、鋪撒不勻；

（3）所用嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青粘牢；

（4）低氣溫施工；

（5）運營階段，運輸車砂石散落路面，經(jīng)車輛來回輾壓，帶走瀝青和骨料顆粒。

104國道產(chǎn)生麻面的主要原因是由于瀝青混合料達不到規(guī)范要求、施工不規(guī)范及路面不潔造成。

3 路面病害處治設(shè)計

3.1 病害處治設(shè)計原則

（1）結(jié)合路面取芯對路面病害的發(fā)展進行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果對病害進行處治設(shè)計。

（2）根據(jù)路面養(yǎng)護方案，選用適當?shù)牟牧?、工藝來控制車轍、裂縫等病害的發(fā)展。

（3）采用成熟技術(shù)，設(shè)計方案安全可靠，經(jīng)濟合理。

（4）病害處治方案盡量少破壞現(xiàn)有良好的路面結(jié)構(gòu)，盡量減少開挖，減少對交通流的干擾。

（5）病害處治后的路面要美觀、大方。

3.2 病害處冶設(shè)計

針對調(diào)查得到現(xiàn)有路面的主要損壞類型，分析其損壞主要原因，有針對性的提出以下處治措施。

（1）裂縫類

對于未實施封縫處治或原裂縫處治不徹底的單條裂縫進行處治時，應(yīng)根據(jù)裂縫的類型、縫寬、嚴重程度、規(guī)模及路面結(jié)構(gòu)狀況等情況來進行處治，裂縫處治主要方案見表1。

表1 裂縫類處理方案

開槽挖補時應(yīng)采用臺階法進行，分層搭接寬度一般為10 cm左右，并按下列步驟進行處理：

a.首先采用銑刨機銑刨原路面面層，裂縫銑刨寬度一般為垂直行車方向1～2 m（橫向裂縫1 m，縱向裂縫2 m），且盡量使裂縫位于銑刨部分的中間位置；

b.銑刨后，用掃帚、空壓機對基層頂面及槽壁進行清掃并吹凈；

c.銑刨后，如發(fā)現(xiàn)基層松散，應(yīng)開挖換填基層，換填采用C15素混凝土或水穩(wěn)碎石（壓實寬度小于2m時采用C15素混凝土，大于2m采用水穩(wěn)）回填至原基層頂層，如基層僅出現(xiàn)裂縫，采用灌縫后抗裂貼進行貼縫處理；

d.瀝青混合料回填之前采用熱壓縮空氣（140℃）對槽壁加熱，并對槽壁噴灑改性粘層油，用原路面相同材料回填至路面各面層。

（2）龜裂、坑槽

龜裂病害處治，采用逐層挖補的方法進行路面病害處理（病害發(fā)展到哪個層次，即處治到那個層次），如只處理上面層，開挖面層的寬度應(yīng)大于路面病害的影響寬度，沿病害四周向外再擴大20 cm以上的方形范圍。如處理整個瀝青面層，則開挖的寬度必須大于壓路寬，坑長不得小于壓路機的2倍。施工工藝參考裂縫類開槽挖補的病害措施。

坑槽病害處治，按照“圓洞方補、斜洞正補”的原則，劃出所需處理坑槽的輪廓線，施工工藝參考裂縫類開槽挖補的病害措施。

（3）車轍

根據(jù)車轍的病害程度來制定修補方案，車轍深度小于等于15 mm，采用微表處填補；車轍深度大于15 mm，采用銑刨重鋪具有良好高溫抗車轍能力的瀝青混合料。

（4）麻面

根據(jù)麻面的病害程度來制定修補方案，瀝青和集料有少量散失，路表面紋理開始變得粗糙，有微坑時，采用微表處或纖維封層處治；瀝青和集料有大量散失，路表面紋理非常粗糙，有大量微坑時，采用薄層罩面處治。

4 結(jié) 語

為了使瀝青路面維持良好使用性能，延長其使用壽命，需對路面病害進行區(qū)分，分析其的成因及發(fā)展趨勢，并有針對性的提出合理處治措施，從而提高處治質(zhì)量。104國道（吳興段）2008～2012年路面養(yǎng)護工程按本文的病害處治進行設(shè)計施工，病害處治部位目前運營狀況良好，處治方案在工程實際中得到了較好的驗證，為以后養(yǎng)護工程提供借鑒。