回達鵬

（河北高速公路集團有限公司京滬分公司，河北 滄州 061000）

1 工程概況

某公路工程設(shè)計為公路1級標準，公路全長為30.26km，采用雙向4車道結(jié)構(gòu)，在公路建設(shè)施工前，經(jīng)對工程所在地周圍環(huán)境的勘探，以及同類工程的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，此區(qū)域內(nèi)的公路存在病害問題，其中最為明顯的病害為裂縫、坑槽、變形，如不能及時處理，將直接影響公路的整體質(zhì)量。因此，為保證該公路的施工質(zhì)量，要求施工單位在該公路建設(shè)過程中做好瀝青路面的病害預(yù)控施工。

2 公路瀝青路面病害分析

2.1 裂縫問題

2.1.1 裂縫成因

（1）在公路瀝青路面常見的病害問題中，裂縫病害發(fā)生的概率最大。通過對同類工程裂縫的調(diào)查得知，其存在的裂縫從形狀上可劃分為橫向裂縫、縱向裂縫以及不規(guī)則裂縫；從形式上可劃分為荷載裂縫和非荷載裂縫，其中荷載裂縫是指因行車荷載的作用，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)遭受破壞而產(chǎn)生的裂縫，非荷載裂縫是指由于瀝青面層溫度的變化，導(dǎo)致路面產(chǎn)生的裂縫。無論哪種裂縫問題，都會對公路的使用性能造成影響，威脅公路的使用安全。

（2）導(dǎo)致瀝青路面發(fā)生非荷載裂縫的主要原因是溫度的變化。瀝青材料在較高溫的情況下，具有良好的軟化性能，當溫度發(fā)生輕微變化時，瀝青材料并不會因溫度應(yīng)力而發(fā)生明顯的變形，但在冬季氣溫會發(fā)生驟降現(xiàn)象，此時路面基層及路基均會出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，待春季溫度升高，凍脹的路基土?xí)l(fā)生消融，在此過程中，路面瀝青材料的性能難以抵擋溫度應(yīng)力的變化，從而造成瀝青材料出現(xiàn)裂縫問題[1]。

（3）導(dǎo)致瀝青路面荷載裂縫的主要原因包括：首先在公路建設(shè)過程中，施工單位沒能做好瀝青混合料的配比工作，造成混合料本身存在性能缺陷，在車輛的荷載作用下出現(xiàn)裂縫問題；其次，公路路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒能結(jié)合當?shù)丨h(huán)境的特點，以及行車量的需求，從而造成公路使用過程中發(fā)生超載問題，并遭受環(huán)境的侵蝕，最終產(chǎn)生裂縫；最后，瀝青路面施工過程中存在缺陷，路面攤鋪、碾壓、接縫施工不到位，路面施工質(zhì)量難以保證，從而引發(fā)裂縫現(xiàn)象。

2.1.2 裂縫處理

當路面產(chǎn)生裂縫病害后必須及時采取措施處理，否則裂縫會伴隨著行車量的增加而逐漸擴大，直至公路性能完全喪失。目前對瀝青路面裂縫的處理普遍采用灌縫法，根據(jù)裂縫病害程度灌縫法可分為開槽施工與不開槽施工。其中，不開槽灌縫適用于裂縫寬度在10mm以內(nèi)的路段，施工人員直接利用合格的漿液灌入裂縫，再養(yǎng)護至設(shè)計強度即可[2]；開槽灌縫適用于裂縫寬度在10mm以上的路段，施工時先在裂縫位置標記開槽范圍，然后利用開槽機依據(jù)范圍擴縫處理，最后再注入合格的漿液，并養(yǎng)護至設(shè)計強度。

2.2 坑槽問題

2.2.1 坑槽成因

坑槽病害是指瀝青路面中部分瀝青材料喪失而形成的坑洞現(xiàn)象，坑槽的深度越大對路面的危害程度就越嚴重。對同類公路工程的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，公路坑槽根據(jù)不同的位置可分為表面層坑槽、表面層與中面層坑槽、底面層與基層坑槽、橋面坑槽，而導(dǎo)致坑槽發(fā)生的原因主要是水損害。公路在運營過程中，會經(jīng)受雨水的沖刷，大量雨水存在于瀝青路面表層時，公路在行車荷載的作用下，會導(dǎo)致雨水向路面基層滲透形成灰漿，并逐漸產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象，伴隨時間的累積，路面唧泥的位置會逐漸發(fā)生網(wǎng)裂，其表面的材料會被車輪帶走而丟失，最終形成微小的坑洞，然后坑洞進一步擴大演變成坑槽。

2.2.2 坑槽處理

對公路坑槽問題的處理可采用冷補法和熱補法。采用冷補法處理坑槽時先測定坑槽的深度，并標記處切槽修補的范圍，再利用風(fēng)鎬根據(jù)標記范圍切槽處理，然后采用高壓風(fēng)槍將槽內(nèi)清理干凈后涂刷粘層油，最后將準備好的填充料填筑至坑槽并壓實，對坑槽深度在6cm以上的位置填筑時，應(yīng)采用分層填筑的方式；采用熱補法處理坑槽時，施工人員先標記出需要加熱的范圍，然后直接利用加熱板將修補范圍內(nèi)的瀝青混合料全部加熱至軟化，最后采用合格的填料回填并壓實。

2.3 變形問題

2.3.1 變形成因

（1）瀝青路面變形病害是指路面瀝青材料出現(xiàn)變形影響公路使用安全的現(xiàn)象。公路變形病害大體可分為路面車轍、沉陷、波浪以及擁包。其中，路面車轍主要是由于車輛的行駛，導(dǎo)致路面沿著輪跡方向產(chǎn)生的縱向凹陷，從而形成車轍問題，根據(jù)不同類型，車轍變形可分為結(jié)構(gòu)型車轍、流動型車轍、壓實型車轍以及磨損型車轍；路面沉陷是延公路豎直方向向下發(fā)生的變形，其主要原因是路基強度或基層強度不足，從而導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象[3]。

（2）路面波浪變形是公路上形成有規(guī)則的凸起和凹陷問題，波峰與波谷交替出現(xiàn)，相互間隔大約0.5m。導(dǎo)致路面波浪變形的主要原因是路面使用的瀝青混合料配比設(shè)計不合理，材料性能難以滿足行車荷載要求，從而造成材料發(fā)生變形產(chǎn)生波浪現(xiàn)象；路面擁包是順著公路方向路面局部出現(xiàn)隆起的問題，導(dǎo)致?lián)戆F(xiàn)象發(fā)生的主要原因包括：路面結(jié)構(gòu)黏結(jié)層的應(yīng)力過大；瀝青混合料的穩(wěn)定性太差。無論哪種變形問題的發(fā)生，對瀝青路面而言都會影響其行車的安全。

2.3.2 變形處理

對路面變形問題處理時，針對車轍問題可選擇鋪設(shè)微表處養(yǎng)護層的方式，此方式只適用于車轍深度小于15mm的路段，當車轍深度不小于15mm，且對公路結(jié)構(gòu)造成實際損傷時，則應(yīng)將車轍病害位置全部挖除，然后采用強度滿足要求的混合料，重新填筑路面基層與面層；如沉陷、波浪問題輕微不影響公路的正常使用，則無需處理，如病害程度嚴重，則要將路面開挖，并針對性地對基層及路基進行修復(fù)，然后重新攤鋪路面面層結(jié)構(gòu)；對路面擁包問題處理時，可直接將凸出的瀝青混合料挖出，然后使路面保持平整，若凸出現(xiàn)象不明顯，不影響安全行車則無需處理[4]。

3 公路瀝青路面病害預(yù)控施工

3.1 設(shè)計階段預(yù)控

3.1.1 公路結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）為避免本工程公路路面施工完成后出現(xiàn)上述問題，施工單位應(yīng)從公路結(jié)構(gòu)設(shè)計階段就開始進行預(yù)防控制。首先在公路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮路基的強度，如路基的強度設(shè)計不到位，則公路使用過程中路基就會因強度過低而發(fā)生沉陷，從而導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉陷變形的問題。因此，為避免路基病害的發(fā)生，在路基結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)明確要求填料的性能，同時設(shè)計合理的填筑厚度，以提高路基強度[5]。

（2）根據(jù)本工程施工前對同類工程路面結(jié)構(gòu)的調(diào)查得知，瀝青路面早期破壞程度嚴重的公路，其底基層結(jié)構(gòu)普遍采用石灰土材料，而石灰土不具備隔水性能，一旦遭受地下水或自由水的侵蝕，就容易發(fā)生路面唧泥問題，從而引發(fā)坑槽病害。因此，為避免路面此類病害的發(fā)生，在路面基層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員可將底基層結(jié)構(gòu)設(shè)計為水泥石灰穩(wěn)定土材料，或設(shè)計為二灰穩(wěn)定土材料，以增加底基層的防水性能，避免路面病害的發(fā)生。

（3）在公路路面設(shè)計階段要避免病害的發(fā)生，還要做好路面面層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，面層作為直接承受行車荷載的結(jié)構(gòu)層，若面層結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，則路面各種病害發(fā)生的可能性均會大幅提升。因此，為避免病害的出現(xiàn)，在路面面層設(shè)計階段，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)本工程施工現(xiàn)場周圍環(huán)境件，以及公路行車量的多少，合理設(shè)計路面面層瀝青混合料的類型，對上面層可添加適量的改性劑，以增加其穩(wěn)定性，同時在面層設(shè)計中還要合理設(shè)計其厚度，從而保證面層的壓實度，提升路面的穩(wěn)定性[6]。

3.1.2 路面防水設(shè)計

瀝青路面的病害與水損害有直接的關(guān)聯(lián)，比如坑槽問題的發(fā)生正是在水損害的作用下逐漸形成，而且裂縫也會在水損害的情況下進一步擴大。因此，為減少本工程瀝青路面病害發(fā)生的可能性，在公路設(shè)計階段要做好路面防水系統(tǒng)的設(shè)計。首先，在面層結(jié)構(gòu)中可專門設(shè)計隔水層，以避免積水向面層結(jié)構(gòu)中的滲透；其次，在路面表層設(shè)計時，應(yīng)設(shè)計一定的坡度，使公路中間位置高，兩側(cè)位置低，以便于積水可以快速匯集至路面的排水口處；最后，在路面兩側(cè)的路肩位置應(yīng)設(shè)計排水系統(tǒng)，以及時將匯集至公路排水口的積水及時排出路基范圍，從而避免公路遭受水損害問題。

3.2 施工階段預(yù)控

3.2.1 控制材料性能

（1）為有效避免公路瀝青路面病害的發(fā)生，在本工程公路施工階段要嚴格控制路面材料的質(zhì)量。首先應(yīng)控制原材料的質(zhì)量，路面施工分為基層與面層，采用的原材料包括水泥、瀝青、集料、礦粉、水、外加劑等多種，其中選擇的水泥材料初凝、終凝時間必須滿足設(shè)計要求，選擇的瀝青材料宜具有抗老化能力強、黏結(jié)度高、含蠟量低的特點，選擇的集料應(yīng)保持干凈、堅硬、干燥且級配滿足要求，選擇的其他材料應(yīng)滿足各自的性能要求。此外，針對所有的原材料入場前必須進行試驗檢測，不合格的材料嚴禁入場使用，入場后的材料應(yīng)分類存放，水泥存放時間超過3個月，要重新檢驗其性能[7]。

（2）除原材料控制外，施工單位還要做好混合料配合比的設(shè)計?；鶎踊旌狭吓浔仍O(shè)計時應(yīng)嚴格控制水泥和水的用量，在保證基層強度的前提下，減少混合料的水化熱反應(yīng)程度；面層瀝青混合料配合比設(shè)計時，應(yīng)充分考慮混合料的低溫抗裂型以及高溫穩(wěn)定性，在上面層混合料中可適當添加改性劑，以提升混合料的綜合性能。此外，混合料的配合比確定后，施工單位還應(yīng)控制好混合料的拌和及運輸工作，以保證生產(chǎn)得到的混合料質(zhì)量滿足使用要求，從而避免因材料質(zhì)量問題而引發(fā)病害。

3.2.2 做好攤鋪和碾壓

（1）原材料質(zhì)量得以保障后，還應(yīng)做好本工程瀝青路面的攤鋪、碾壓施工，若施工工藝存在失誤，則路面的施工質(zhì)量也會遭受影響，從而引發(fā)路面病害。因此，在路面攤鋪施工中，施工人員要嚴格控制攤鋪速度、攤鋪厚度，路面攤鋪速度應(yīng)保持在2～6m/min，其中基層攤鋪時攤鋪速度較快，攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進行。此外，在路面面層攤鋪時，施工人員應(yīng)做好瀝青混合料溫度的控制，攤鋪前要將攤鋪機的熨平板預(yù)熱至100℃以上，攤鋪時要將混合料的溫度控制在155～175℃[8]。

（2）攤鋪后緊接著要開始路面的碾壓施工，其碾壓質(zhì)量直接決定路面的壓實度，從而影響路面的穩(wěn)定性。因此，路面碾壓時應(yīng)合理采用碾壓方式，并嚴格控制碾壓速度，碾壓后要及時開展壓實度檢測，如不滿足壓實度要求，必須開展補壓直至壓實度合格為止，此外，在面層碾壓時，施工單位要按照初壓、復(fù)壓、終壓的方式施工，碾壓中將混合料的溫度控制在90～165℃，碾壓溫度隨碾壓遍數(shù)依次遞減，在路面整體碾壓完成后，待路面溫度降低至50℃以下，才能開放交通。

3.2.3 合理設(shè)置接縫

本工程瀝青路面病害預(yù)控施工中，由于基層設(shè)計為水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)，屬于半剛性基層，此類基層容易發(fā)生反射裂縫。因此，施工單位應(yīng)在基層攤鋪碾壓完成2～4d后，對基層進行預(yù)切縫處理，切縫深度為基層厚度的1/2～2/3，切縫間隔為12～15m，通過預(yù)切縫能有效減少基層因溫度而發(fā)生的變形，以避免基層裂縫的發(fā)生。此外，對路面面層施工單位要做好接縫的設(shè)置與處理，從而使公路形成整體并提升其穩(wěn)定性，避免病害的發(fā)生。

4 結(jié)語

通過上述對路面病害的分析和病害預(yù)控施工技術(shù)的分析可以得知，瀝青路面雖然具有很多優(yōu)點，可以有效地提升公路的使用性能，滿足人們的出行要求，但在公路運營過程中也會受到各種因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)各種路面病害問題，從而不能有效保證車輛的通行安全。因此，在公路施工階段應(yīng)對瀝青路面的病害問題給予更多的關(guān)注，在公路設(shè)計及施工過程中采取預(yù)控措施，以保證公路的建設(shè)質(zhì)量，延長公路的使用壽命。