浅谈高速公路沥青路面的损坏防治

【摘要】路面是在路基上铺筑成一定厚度的结构层。它直接承受交通荷载作用，受气候、水文等自然因素的影响而损坏，因此，必须采取预防和维修处治措施，以保持路面平整完好、排水畅通，具有足够的强度和抗滑性能，良好技术状况，保障行车安全、畅通。

【关键词】沥青路面 破坏 预防 防治措施

随着经济的发展，公路建设近年来也逐步提高，截至2007年底，我国公路通车总里程达357.3万公里，其中高速公路5.36万公里。有21个省区市高速公路里程超过1000公里，其中，河南、山东两省突破4000公里；江苏、广东两省突破3000公里。但由于高速公路车道速度快、车流量大、超重车多，加上受外界气候等因素的影响，路面病害比一般道路来得快、发展迅速、治理难度大，并随着时间的延长日益严重，影响车辆的正常行驶，如何对高速公路路面病害进行有效的诊断和整治，已成为公路行业新的研究课题。现浅谈高速公路沥青路面破坏的种类、成因及防治措施。

高速公路沥青路面的损坏所表现出的形态和特征是多种多样的，这是因为促使路面出现损坏的原因是多方面的。有车载因素、环境因素、水作用的因素、设计、施工、材料和养护管理等因素。同一种原因可以引起不同损坏形态，而同一种损坏形态可以由不同因素所造成。根据高速公路沥青路面损坏的形态、特征和因素，可将路面的损坏形式分为裂缝、变形、表面损坏三大类。

1．裂缝主要可以分为横向裂缝、纵向裂缝、反射裂缝、网裂、龟裂。

1．1 横向裂缝即裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有贯穿或不贯穿路幅。主要是由于施工缝未处理好，接缝不紧密，结合不良；沥青标号未达到使用要求的质量标准或不适应本地气候条件；半刚性基层收缩裂缝的反射缝；桥梁、涵洞或通道二侧的填土产生固结或地基沉降等原因产生的。其主要防治措施有：

①合理组织施工，摊铺作业连续进行，减少冷接缝。冷接缝的处理，应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐，清除碎料，然后用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化；铲除敷贴料，对缝壁涂刷0.3～0.6kg/m²粘层沥青，再铺筑新混合料。

②充分压实横向接缝。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轨伸入新铺层15m，每压一遍向新铺层移动15～20m，直到压路机全部在新铺层为止，再改为纵向碾压。

③根据现行《沥青路面施工及验收规范》（JTG F40―2004）按本地区气候和公路等级选取相应的沥青类型，以减少或消除沥青路面层温缩裂缝，采用优质沥青效果更好。

④桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理，施工后沉降严重地段应进行软土地基处理。

⑤对于细裂缝（2～5mm）可用改性乳化沥青灌缝；对于大于5mm的宽裂缝，可用改性沥青（如SBS改性沥青）灌缝，以防雨水由裂缝渗入路面结构。

⑥灌缝前须清除缝内、缝外碎粒料及杂物，并使缝内干燥；灌缝后，表面散粗砂或3～5mm的石屑。

1．2 纵向裂缝即裂缝走向基本与路中线平行，裂缝长度和宽度不一。主要是由于先后摊铺幅相接处的冷接缝，未按有关规范要求认真处理，结合不紧密而脱开；压实度不够，高填方路段路基土滑移，路基或基层出现不均匀沉降；混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好等原因造成的。其主要防治措施有：

①采用全路幅一次摊铺，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，确保前后摊铺幅混合料热接缝。

②沟槽回填土应分层填筑、压实，压实度必须达到要求。

1．3 反射裂缝即基层施工过程中所形成的不规则干缩裂缝；路基不均匀沉降；底基层、基层局部强度不足，在车辆重型荷载的反复作用下形成不规则裂缝。主要是由于半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝；在旧路面上做沥青罩面前原路面已有裂缝，反射到新裂缝面层表面；在水泥混凝土路面上做沥青面层，水泥混凝土路面的接缝或裂缝反射到沥青面层表面等原因导致而成。其主要防治措施有：

①在半刚性基层上做缩缝。

②对旧路面或水泥混凝土路面上裂缝、接缝，应先做灌缝处理或采用铺设土工织物、玻纤网格后，再做沥青面层。

③沥青面层缝宽小于2mm时，可采用改性乳化沥青或改性沥青（如SBS改性沥青）灌缝。

1．4 网裂即裂缝纵横交错，缝宽1mm以上，缝距40cm以上，面积1m²以上。主要是由于路面料的沥青中由于石蜡含量多，导致沥青的延伸度小与石料的粘结性差，在冬季低温下出现了微裂，可以随温度增高而愈合，但反复数次的微裂、愈合就可能造成较大面积的网裂；路面结构中夹有软弱层或泥灰层，粒料层松动，水稳性差等原因造成的。其主要防治措施有：

①沥青面层摊铺前，对基层应认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证基层的稳定，并宜喷洒透层沥青或0.3～0.6kg/m²粘层沥青。

②原材料质量和混合料质量严格按现行《沥青路面施工及验收规范》（JTG F40―2004）的要求选定、拌制和施工。

③如夹有软弱层或不稳定层时，应将其铲除，如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需加设排水设施，将路面渗透水排除至路外后，再铺筑混合料。

1．5 龟裂即缝宽3mm以上，且多数缝距10cm以内，面积1m²以上的块状不规则裂缝。主要是由于沥青性能不好、路面使用年限较长、油层老化，产生较大面积龟裂；雨雪水渗入面基层，冰冻膨胀，解冻时车辆碾压，严重时成龟裂等原因形成的。其主要防治措施有：

①因土基、路面基层强度不足引起局部龟裂，应彻底挖除土基和基层，宜用原路面路基层相同的材料填充，夯实后再作路面沥青层。

②沥青路面应按其使用期，进行中修罩面或大修。

③沥青面层所用的沥青标号，宜根据不同地区气候条件、施工季节气候、路面类型和施工方法等选用。

2．变形主要包括车辙、推移和拥抱等。

2．1 车辙是在行车载荷重复作用下，路面产生积累永久性的带状凹槽。车辙的产生受内因和外因的综合影响，内因包括路面结构层次及材料组成，外因包括设计、施工、交通条件和气象条件。

①路面结构及材料组成：沥青材料在路面结构中厚度越大，在行车作用下发生永久变形的变形量越大。故路面结构厚度既要有足够的承载能力，又要有较好的抗车辙能力。采用刚性或半刚性基层，可以大大减少基层和路基的变形，从而减少路面的整体车辙。

②设计与施工：沥青混合料配合比、基层材料配合比以及路基土壤组成等设计，都可能影响车辙的产生。施工时路基的压实度、排水性能、基层压实度、路面热稳定性等是否达到规范要求也都会影响车辙的产生。

③道路交通条件：大量重型或超载车辆在路上行驶，由于其单轴载荷加大，从而更容易产生车辙。同时车轮在不断地磨损路面，特别是在车辆行驶较多的主车道上，也是产生车辙的原因。

④气象条件：由于沥青混合料是弹塑性材料，沥青路面是黑色路面，吸收热量能力强，所以在气温较高时，路面在行车载荷反复作用下极易产生车辙。在下雨或下雪时，由于雨水渗透侵蚀了基层材料，使其软化，从而使车辙扩大。

对于车辙较轻路段，应当采用车辙填补技术，即稀浆封层技术修复车辙，此技术效果较好。对于车辙较严重地段，应当采用洗刨技术，进行翻修，以保证路面的使用性能。另外，为了减少超限车辆给高速公路带来的破坏和安全隐患，交通部门对超限车辆管理的措施一般是：在高速公路的入口前一定位置设置称重站，检查所有经过的货车，对超重的车辆要求卸载或缴纳用于道路养护的罚款后才可通行。国外的做法是：有专门的管理人员定期向经营者和司机进行各种政策讲解，宣传超载危害，以提高经营者和司机对超载危害的认识；车辆装载前后必须到称重台称重，以确保没有超载；每次发现超载，经营者和司机都要被警告或，按情节的严重程度根据相关法律法规分别处以罚款或刑事处罚。

2．2 推移、拥包在高速公路上不是很常见的病害，其形成原因是沥青混合料配合比不合理，沥青含量偏高，在气温较高时，在行车载荷反复作用下，面层可能发生推移；基层和面层没有粘结好，在车辆高速行驶时，面层可能相对于基层发生移动，从而发生拥包推移。

其防治措施主要有

①在摊铺沥青混合料面层前，下层表面应清洗干净，均匀洒铺粘层沥青，确保上下层紧密粘结。

②人工摊铺时，防止卸料车卸料时发生离析现象，做到粗细料均匀，避免细料集中。

③当发生拥包时，可用铣刨设备挖出高出路面的峰顶，然后再填补低凹处。

④严格控制沥青混合料的配合比，使满足规范要求。

3．表面损坏主要包括桥面松散、坑槽、翻浆、沉陷等。

3．1 松散即集料和沥青逐渐脱开并散失。产生松散的主要原因是由于混合料中沥青含量偏低。沥青与集料粘附性差，或是由于沥青的老化，水的浸入也是产生松散的主要原因。雨水浸入沥青混凝土内部，在高温和重载作用下浸入沥青膜使沥青剥落，面层局部松散失去应有的抗压强度和抗剪强度。

3．2 坑槽即路面上出现的坑洞，是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。由于表面水从这些损坏处浸入，在车载反复作用下动水冲刷基层的细料并逐渐形成灰浆，使沥青面层与基层脱开，灰浆被车载挤压，通过面层裂缝或面层混合料中的空隙挤到表面，使沥青面层产生网裂，一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走，而逐步形成坑槽，并不断的扩大。坑槽是我省几条高速公路产生最多维修养护量最大的路面损坏现象。坑槽在春融季节和雨季出现频率较高，而且重复出现。有的坑槽一年要修补4－5次。调查结果证明沥青面层透水性大，半刚性基层施工工艺水平低，基层顶面没有有效的防水层，沥青路面网裂和卿浆的路面产生坑槽的现象特别严重。

3．3 翻浆产生原因是由于水的浸入、路基土的水稳定性差和路基排水设计不合理所造成。路基水位较高，设计上基本没有考虑排水问题，冬季在地下水接近地表或路基长期积水的情况下，产生严重的聚冰现象和冰夹层，春融期该聚冰带融化时，挖开路面即可看到黑色路面以下有积水。冻胀和翻浆，严重的影响行车安全。

3．4 沉陷即路面表面的局部不均匀凹陷。其产生的主要原因是由于路基土压实度不够，导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂，同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足，而产生路面早期损坏现象。尤其在构造物两端出现桥头跳车现象更为普遍。

沥青路面损坏的原因是非常复杂的。目前，我国的相关研究还是不系统、不连续的；在设计方面，设计理念陈旧，照抄照搬现象严重，结构组合设计的材料和实际不符；在施工方面不按规范施工，所用材料和设计不一致；在管理方面，一味追求工期，致使建设工期不合理；另外，养护方法不当、超载现象严重、环境条件的恶化都是导致路面发生损坏的直接原因。但是设计是基础，施工是关键。想要提高沥青路面的使用性能，现阶段的主要任务是提高施工关键控制技术，充分借鉴国外成功的经验，在选择沥青路面合理形式上下功夫，力求在最短的时间内使我国的沥青路面建设成具有足够承载能力、良好抗车辙能力、无结构性损坏的长寿命沥青路面。

参考文献

1 沙庆林.《高速公路沥青路面早期破坏现象及预防》.北京:人民交通出版社

2 赵振东、陈惠民.《公路养护工程 常见病害及防治》.北京:人民交通出版社

3 中华人民共和国交通部.《公路沥青路面养护技术规范》.北京:人民交通出版社