宋培振

（山東省交通工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東 濟南 250000）

1 高速公路瀝青路面常見病害類型及影響因素

1.1 瀝青路面裂縫

（1）橫向裂縫

瀝青路面橫向裂縫垂直于行車方向分布，根據(jù)嚴重程度可分為輕、重兩個等級，前者縫壁無散落或散落程度較輕，支縫少，縫寬小于5mm；后者縫壁散落嚴重，支縫多，縫寬大于5mm。橫向裂縫出現(xiàn)主要是受到地基變形、溫度變化、基層材料等因素的影響：①填土路堤或地基縱向不均勻沉降，反射到路面結構層形成橫向裂縫；②瀝青路面在攤鋪期間，橫向接縫數(shù)量過多或未按照規(guī)范要求正確處治橫向接縫，產(chǎn)生錯臺；③在溫度變化過大區(qū)域，瀝青路面表面易開裂，并向下擴展和形成上寬下窄的溫度裂縫[1]。

（2）縱向裂縫

瀝青路面縱向裂縫沿行車方向分布，裂縫長度較長，同時可根據(jù)裂縫嚴重程度可劃分成輕、重兩個等級，其縫寬、縫壁特點與橫向裂縫基本保持一致?？v向裂縫出現(xiàn)的原因為：①路基填筑使用了不合格材料，路基吸水膨脹引起路面開裂；②縱向加寬沒有按照標準要求進行施工，或者碾壓沒有達到要求，從而造成加寬部位不均勻沉降，產(chǎn)生縱向裂縫；③瀝青面層前后攤鋪搭接處的冷接縫沒有按照標準要求進行處理，因結合不密實而相互脫離，產(chǎn)生縱向裂縫。

（3）龜裂

高速公路瀝青路面龜裂主要是因為瀝青混合料路面柔性較差，在車輛荷載作用下產(chǎn)生過大撓度和變形，屬于疲勞裂縫。瀝青路面龜裂多發(fā)生在行車道范圍內(nèi)，呈網(wǎng)格狀、形似烏龜背殼花紋。根據(jù)嚴重程度可將龜裂劃分為輕、中、重三個等級，其中輕微龜裂的裂縫較細、無散落，無變形，塊度介于20～50cm 之間，對瀝青路面服務水平影響不大；中等龜裂的塊裂較明顯，有輕度變形，塊度小于20cm；嚴重龜裂的裂塊破碎，縫隙較寬，變形大，路表水容易滲入，破壞面層和基層的強度。

1.2 瀝青路面坑槽

（1）坑槽分類

坑槽是高速公路瀝青路面局部破損的主要形式，容易引起行車顛簸、振動，產(chǎn)生較大的沖擊荷載，存在較大的安全隱患。如果不及時修補坑槽，可能造成路面大面積損壞。根據(jù)坑深和坑槽面積大小，可將瀝青路面坑槽劃分為輕微破損、中等破損、較嚴重破損、嚴重破損等，具體標準見表1[3]：

表1 瀝青路面坑槽破損分類

（2）坑槽產(chǎn)生原因

①表面層產(chǎn)生坑槽：瀝青混合料路面表面層空隙率偏大，路表水容易滲入滯留，使得混合料中受到車輛荷載產(chǎn)生動水壓力，石料表面剝落，路面自上而下逐漸形成坑槽。這類坑槽深度約2.5～4cm，數(shù)量最多，常出現(xiàn)在（改性）瀝青穩(wěn)定碎石等半開級配瀝青面層中。

②表面層和中面層產(chǎn)生坑槽：瀝青路面的表面層和中面層為半開級配瀝青混合料時，路表水會滲進表面層與中面層滯留，積水時間長，使得瀝青混合料喪失黏結強度而出現(xiàn)粒料分離或崩解現(xiàn)象，從而形成坑槽。這類坑槽深度約9～10cm，數(shù)量較少。

③整個路面結構層產(chǎn)生坑槽：路表水滯留在基層與底面層之間，在基層和底面層之間產(chǎn)生吸排水作用，反復沖刷裂縫，形成以裂縫為中心的局部下陷或網(wǎng)裂，最終引起坑槽。這類坑槽深度＞10cm，容易發(fā)生在重載貨車多的高速公路上。

1.3 瀝青路面車轍

高速公路瀝青路面變形類病害包括失穩(wěn)型車轍、壓密型車轍、結構型車轍、磨損型車轍等。車轍出現(xiàn)的原因有內(nèi)因和外因兩個方面[4]。前者主要是指瀝青混合料參數(shù)問題，比如針入度較大、黏度低、瀝青含量高或選擇不合理、礦料級配不良等；后者主要是指溫度和交通量，溫度越高，交通量越大（尤其是重載車輛），瀝青的抗變形能力越差，越容易產(chǎn)生車轍。

1.4 瀝青路面沉陷

路面沉陷主要是因為路基路面產(chǎn)生較大的豎向變形而引起的，包括均勻沉陷、不均勻沉陷和局部較大面積沉陷三類：①均勻沉陷是路基路面在車輛荷載作用下進一步密實穩(wěn)定的表現(xiàn)，通常不會導致路面破損，屬于正?，F(xiàn)象，但是均勻沉陷值也不宜過大；②不均勻沉陷是因為基層局部壓實度不足引起的；③局部大面積沉陷主要發(fā)生在容易沉降的軟土地基和高填方路段。

2 高速公路瀝青路面病害影響因素

2.1 瀝青路面裂縫影響因素

（1）材料性能

瀝青混合料性能是影響高速公路瀝青路面裂縫的關鍵因素，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①瀝青勁度。一般情況下，瀝青勁度越大，應力越容易松弛，裂縫產(chǎn)生時間也越早；②瀝青溫度敏感性。瀝青含蠟量高、感溫性強的路面容易出現(xiàn)開裂；③瀝青路面結構組合。對于半剛性基層（水穩(wěn)碎石基層、二灰基層等）的瀝青路面，由于基層和面層模量相差較大，結構不連續(xù)，基層自身產(chǎn)生的收縮裂縫容易反射到瀝青面層，導致瀝青路面開裂。

（2）氣候條件

高速公路瀝青路面在運營期間會出現(xiàn)紫外線老化和熱氧老化，瀝青混合料的組分和性能發(fā)生改變。瀝青混合料的孔隙率直接決定了其老化程度，即孔隙率越大，瀝青混合料與空氣接觸面積也越大，老化速度也更快。長期老化的瀝青路面在車輛荷載作用下，瀝青層承受拉應力就會超過材料容許拉應力，從而產(chǎn)生路面開裂。

（3）施工方案

良好的施工設備和施工工藝是確保高速公路瀝青路面施工質(zhì)量，避免裂縫出現(xiàn)的前提條件之一。比如在路面施工期間混合料拌和時間過長、拌和溫度過高等，容易導致瀝青氧化變硬，在車輛荷載作用下對拉應變更加敏感，出現(xiàn)裂縫的可能性更大；再比如橋頭路基填土壓實度不滿足規(guī)范要求，在路橋過渡段會產(chǎn)生不均勻沉降，從而引起橫向裂縫。

2.2 瀝青路面車轍影響因素

（1）原材料選擇

為減少高速公路瀝青路面車轍，要合理選擇瀝青、細集料等的類型及用量。

高速公路瀝青路面應選擇黏度高、稠度大的瀝青或改性瀝青；

細集料在選擇時應控制好砂的含量不宜過高，否則會降低瀝青混合料的穩(wěn)定度，同時在超載嚴重的路段不宜使用天然砂；

混合料的配合比設計應按照馬歇爾法，級配選擇“S形”并采用較低的油石比。

（2）攤鋪順序

高速公路瀝青路面在施工過程中應嚴格控制攤鋪順序，以確保各面層之間連續(xù)性和黏結力。同時，為提高各面層之間的黏結力強度，黏層油可優(yōu)先選擇橡膠改性乳化瀝青。

3 高速公路瀝青路面病害處治方法

3.1 瀝青路面裂縫處治

瀝青路面裂縫處治的目標是改善路面行車舒適性和平順性，恢復其承載能力和強度，并避免裂縫擴展。路面裂縫在處治時應根據(jù)裂縫深度、寬度、面積等選擇合理的修補措施，目前高速公路瀝青路面裂縫修補主要有灌縫和微表封層兩種方法。

（1）灌縫法

瀝青路面灌縫處治法施工簡單、效率高、對交通影響程度小。灌縫法就是先將裂縫開槽吹凈，再將密封膠直接灌入封閉裂縫，其具體工作流程如圖1所示：

圖1 灌縫法主要操作流程

瀝青路面灌縫處治質(zhì)量及使用壽命不僅取決于灌縫材料性能和灌縫設備，還與開槽填封貼縫工藝密切相關。因此，在對路面裂縫開槽貼封處理時，首先要鑿出小的接觸面，再清除裂縫邊緣老化的瀝青混合料，從而提高灌縫材料和接觸面之間的黏結性和密封性。

（2） 微表封層法

微表封層法利用改性乳化瀝青作為膠結料來修復路面裂縫，具有效果好、施工速度快、施工工期短、成形快、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。微表封層法用于路面裂縫處治時要求路面較完整，面層不得出現(xiàn)嚴重網(wǎng)裂、龜裂，否則必須對路面破損嚴重的部位進行挖補找平后才能使用微表封層法。

3.2 瀝青路面坑槽處治

坑槽處治應根據(jù)坑槽病害類型、嚴重程度及原因，采取合理措施及時進行修補?？硬坌扪a材料應具有足夠的強度以及良好的高低溫性能、抗水損壞和老化性能。

（1）挖補處治法

按照“圓洞方補，斜洞正補”的原則，標劃出修補范圍，通過人工或機械將坑槽切成方形，清理坑槽露出平整堅實的底層，要保證挖出的坑槽四壁完整和具有足夠的強度，對因銑刨或人工鑿挖作業(yè)造成的松散粒料要認真進行清除；然后在槽底及槽壁均勻灑布黏結瀝青（相應位置路面層噴灑透層或封層），再將圖紙要求的瀝青混合料鋪平?；旌狭蠎紫葦側氩郾谒闹?，然后由邊向中攤鋪，避免混合料離析。存在碾壓困難的邊角部位可采用小型壓實機械碾壓處理，攤鋪面應采用振動壓路機進行碾壓，確保壓實效果。挖補后的路面應平整密實，與周邊路面連接緊密，不得有滲水現(xiàn)象。

（2）原地熱再生法

該方法首先要選擇適當?shù)墓ぞ邔⒖硬厶幝访骅彸S后在槽壁處噴灑黏結瀝青油（稀釋瀝青、煤瀝青、乳化瀝青等），最后在開槽位置攤鋪、壓實熱拌瀝青混合料。在條件允許時，可在坑槽與原有路面間鋪一層抗裂貼，從而顯著提高路面抗變形能力[5]。

3.3 瀝青路面車轍處治

（1）銑刨重鋪法

銑刨重鋪法就是對舊瀝青路面先銑刨，再重鋪新的瀝青混合料，適用于所有類型的車轍，但是施工成本高、施工速度慢、對公路的正常運營影響大。銑刨重鋪法在施工之前要充分調(diào)查車轍病害的原因，并確保銑刨深度達到破壞層位。

（2）熱再生法

熱再生法是對舊瀝青路面再生重鋪來消除車轍病害，首先要利用加熱機組對舊瀝青路面加熱、重融、翻松并加入新集料、再生劑、瀝青等拌和均勻，最后將再生瀝青混合料攤鋪碾壓成型[6]。熱再生法符合綠色節(jié)能要求，可很大程度上節(jié)約材料成本，同時施工速度快，主要應用于深度較小的壓密型、磨耗型等車轍。

3.4 瀝青路面沉陷處治

高速公路瀝青路面沉陷處治要根據(jù)沉陷原因和路面破損情況來選擇合適的處治方案。

對于路基不均勻沉降引起的不均勻沉陷，如果土基和基層變形已經(jīng)穩(wěn)定，只對瀝青混合料面層進行修復，否則要將面層和基層全部挖除。具體處治方案如表2所示[7]：

表2 路面不均勻處治措施

對于橋梁臺背不均勻沉降或軟土地基沉降所導致的路面沉陷，應進行壓實補強或換填強度高、水穩(wěn)定性好的材料（換填深度取決于軟土厚度），挖除整個瀝青面層重鋪。

4 結論

本文詳細探討了高速公路瀝青路面病害的常見類型、產(chǎn)生機理及相應的處治措施，主要得到以下幾方面結論：

（1）高速公路瀝青路面常見病害類型有橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、坑槽、車轍等；

（2）瀝青路面裂縫處治措施主要有灌縫和微表封層兩種方法；

（3）瀝青路面坑槽處治方法主要有挖補處治法和熱再生法，其中坑槽修補材料應具有足夠的強度以及良好的高低溫性能、抗水損壞和老化性能；

（4）瀝青路面車轍處治有銑刨重鋪法和熱再生法，前者適用于所有類型車轍，后者用于壓密型、磨耗型等車轍；

（5）高速公路瀝青路面沉陷處治要根據(jù)沉陷原因、路面破損情況等來選擇合適的處治方案。