浅谈半刚性基层沥青路面病害的处理防治

王海涛

(河北唐山公路建设总公司)

1 工程实例

某公路全长38.421 km，平原微丘区一级公路线形，二级公路路基标准，计算行车速度80km/h，设计路基宽17.0m，路面宽度14.0m，双向四车道。该工程从开始路基土方施工，至沥青碎石面层施工完毕，实际工期约10个月。开放交通3个月后发现沥青面层局部龟裂并有少数纵向裂缝，缝宽约2～3mm，少数裂缝缝宽超过15mm，病害多位于原老路基部位，新路基部位也有病害发生但数量极少。病害以龟裂为主，局部沥青碎石上面层剥落，采用局部挖补方法进行处理。病害主要包括波浪、壅包、裂缝、坑槽、局部沉陷及松散剥落等。

2 病害原因分析

2.1 设计原因

(1)沥青路面结构设计。该工程路面结构：沥青碎石上面层(AM-10)2 cm+沥青碎石下面层(AM-25)5 cm+水泥稳定碎石基层20cm+石灰土底基层34 cm，为半刚性基层沥青路面。此路面面层结构均为开级配型的沥青混合料，其空隙率大于10%，并且沥青混合料类型、厚度均变化较大，面层结构始终处于渗水状态。此面层结构中未设封层或透层，无法有效阻止路表水的下渗，路面结构排水措施欠妥。

(2)路表排水设计。该工程路面设置突出式路缘石，沿路缘石每50m设一排水口，采用集中排水方式。由于排水口间距过大，路表水不能及时排出，道路两侧排水沟沟底几乎无纵坡且无出水口，排水沟始终处于存水状态。

2.2 地质、气候原因

该工程地下水位高，土质以粘性土为主，受水影响大，路基土含水量过大造成路基整体承载能力和稳定性下降。项目工期紧，沥青面层恰在最不利的冬雨季施工，湿度大，温度低，沥青面层质量受影响大。渗入结构层中水的冻胀与车辆荷载共同作用，加剧了路面的破坏。

2.3 材料原因

半刚性基层沥青路面的材料质量直接决定路面的耐久性和使用功能。该工程所用沥青软化点、针入度、延度等技术指标经检测符合规范要求，含蜡量指标未检测。根据半刚性基层沥青路面的使用经验，碎石质量是决定路面质量的关键。该工程所用碎石采用颚式破碎机加工，未进行筛分，碎石级配不佳，颗粒组成一致性差、变化大且形状不良，针片状颗粒含量超标，存在明显的风化颗粒，导致沥青混凝土性质不稳定且空隙率大。基层所用碎石与面层情况类似，质量无法保证。

2.4 施工原因

(1)路基施工。该工程系二级路改造项目，利用老路基路段对原路基局部坑洼处未进行认真处理和压实，造成局部软弱。新老路基接缝处未搭接处理，自基层以上在路中线处为通缝，由于不均匀沉陷导致沥青路面出现纵向裂缝，路表水极易下渗，危及路基整体稳定性。

(2)灰土底基层施工。该工程灰土底基层厚度34 cm，分两层采用路拌法施工。在路面破损处挖探坑显示，底基层存在石灰拌和不匀以及素土夹层现象。灰土存在的问题导致局部底基层稳定性差，强度不足，薄弱处沥青面层出现裂缝，路表水沿裂缝下渗，引起灰土层软化，导致路面加速破坏。

(3)水泥稳定碎石基层施工。由于底基层顶面标高控制不严格，导致起主要承重作用的20cm水泥稳定碎石基层厚度不足且变化较大，经钻芯取样测量厚度，最薄处12 cm，平均厚度17～18 cm，个别部位超过22 cm。水泥稳定碎石基层所用碎石级配不良，含泥量及针片状颗粒超标，养护不力，以上几方面共同作用导致基层出现裂缝，强度减弱且不均匀，引起沥青路面破坏。

(4)沥青混凝土面层施工。由于该工程为二级路改造项目各方重视不够，所用沥青混合料拌和设备落后，无自动控制系统，无法有效控制沥青、矿料加热温度和各组成成分配合比，导致沥青混合料级配不良，温度忽高忽低变化大，不利于碾压。同时存在沥青老化现象，引起路面强度不足，加上基层标高控制不严格引起的面层厚度变化，易产生松散病害。沥青面层施工设备不配套，压路机手业务不熟练，现场指挥涣散，管理不善，导致沥青面层无法得到有效压实。此外，碎石针片状颗粒含量大，面层内压碎颗粒多，颗粒断折处无沥青裹覆，留下质量隐患。

2.5 养护方面原因

该工程沿线重车超载上路现象普遍，路上抛洒石子乃至石块。由于未及时清理养护，石子被重车压入面层形成的破损处以及石块砸成的坑洼处在水和车辆荷载重复作用下松散变坏并逐步扩展，最终导致路面破坏。排水口数量不足，且多数被堵塞，无法排水，路表水几乎全部下渗，极易导致路面破坏。

3 防治路面病害的措施

3.1 采用合理的沥青路面结构，重视沥青路面排水设计

(1)采用合理的路表排水设计。路表排水是指水沿路面横坡和路线纵坡所合成的坡度漫流至路基边坡，然后进入路基边沟，排出路基之外。该工程采用突出式路缘石且排水口间距为50m，实质上起到了阻水的作用，并且边沟无出水口，导致边沟常年积水，此为该工程路表排水设计不足之处，应引以为鉴。

(2)在沥青面层与半刚性基层之间应设置透层沥青。在多雨季节施工宜采用层铺法的单层表面处治作下封层，以防止雨水渗入基层。该工程未设透层或封层，导致路表水可以畅通无阻地下渗，影响路基承载能力和稳定性。

(3)应重视路肩排水设计。考虑将基层表面排出的水迅速向路基外排泄，可以采取设置碎(砾)石垫层或盲沟等措施。

(4)设置粘层沥青。当沥青面层有多层结构组成时，若因不能连续施工而引起沥青路面污染，则应在该层设粘层沥青。

(5)设置沥青面层防水层。在沥青面层组合设计中应将其中的一层按密级配型来考虑，以减少面层渗水。

(6)采用合理的沥青路面结构。该工程路面面层结构宜采用如下组合：沥青混凝土上面层(AC-16I)4 cm+沥青混凝土下面层(AC-25I)6 cm+透层(或封层)。

3.2 采用合理的基层、底基层结构，并保证一定厚度

基层是半刚性路面的主要承重层，其质量直接影响路面的使用性能和使用寿命，基层的材料、结构应与其性能相适应。基层与底基层可以采用如下组合：水泥稳定碎石基层25 cm+石灰土底基层15 cm，此种组合保证基层与底基层均可以一遍成型，避免出现质量缺陷。

3.3 加强原材料质量控制，严格按规范施工

(1)加强原材料检验工作，严格控制进场原材料质量，优化沥青混合料配合比，确保沥青混合料各项技术指标符合规范要求。配合比设计中主要考虑稳定性和耐久性，以马歇尔试验作为主要测试手段，以空隙率和稳定度作为重要指标，通过目标配合比、生产配合比、标准配合比来优化沥青混合料配合比，同时加强材料质量控制，从源头上保证沥青面层质量。

(2)严格按规范要求进行路基、路面施工，新老路基相接处应搭接处理，逐层压实。基层施工中应加强养护并及时覆盖面层，避免沥青路面出现反射裂缝。沥青面层施工应严格按规范要求摊铺、碾压，保证工程质量。

(3)加强路面养护工作，保持路面清洁无杂物，经常疏通排水系统，保证排水顺畅。

3.4 沥青路面病害的治理措施

(1)波浪的治理措施。轻微的波浪可在热季采用强制压平的方法处治，严重的波浪可用铣刨机进行铣刨，铣去2～3 cm，用同类型热拌沥青混合料填平压实。

(2)壅包的治理措施。对于沥青含量较大的壅包，采用彻底挖除，重新铺筑沥青面层的方法处理;对于轻微的壅包，主要采用热拌沥青混合料调平。

(3)裂缝的治理措施。裂缝处治的原则是封闭裂缝，避免路表水下渗破坏半刚性基层而引发结构性破坏。对于缝宽小于1.0cm的非贯穿裂缝及断头微裂缝可暂不处理，缝宽大于1.0cm的贯穿全断面的裂缝应采用常规灌缝措施封闭处理，如果缝隙太宽灌缝无法实施，可沿裂缝两侧切出宽10～15 cm，深5～6 cm的条形槽，清洁槽壁，在底面、侧面涂刷粘层油，用细粒式沥青混合料填平压实。

(4)局部沉陷的治理措施。分析出现局部沉陷的原因，如为基层局部存在缺陷，则将破坏的基层局部挖除，用半刚性基层材料填补;如为整个路段基层存在缺陷，应将存在缺陷的半刚性基层翻新重铺;如果底基层存在缺陷则应挖至破坏深度，用与原结构层相同的材料或用沥青混合料填筑压实。以上情况在该工程均出现，应根据具体情况采取相应措施。

(5)坑槽的治理措施。将坑槽范围挖成矩形，槽壁应垂直，在四周涂刷热沥青后从基层到面层运用与原结构相同的材料填补并予夯实。

(6)松散剥落的治理措施。将松散材料清除，在其下层涂刷粘层油，重新罩面。

4 结束语

通过分析该工程沥青路面病害情况，提出设计、地质、气候、材料、施工及养护等方面存在的问题是半刚性基层沥青路面发生病害的主要原因。针对病害原因提出采用合理的沥青路面结构设计、重视路面排水设计、采用合理的基层和底基层结构、控制原材料质量、优化沥青混合料配合比、严格控制施工及加强养护等预防措施，同时针对具体病害提出碾压、塞缝、挖除、填补及罩面等治理措施，以求初步解决沥青路面病害问题。

［1］ 张登良.沥青路面工程手册［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 鹿中山.沥青路面的施工质量控制［J］.合肥工业大学学报(自然科学版)，2001，24(3).