极端气候下沥青路面病害修复与养护

薛有利

【摘 要】 通过对目前沥青路面的病害状况和诱发原因进行介绍，评价了现有沥青路面的处治方案，对沥青路面的各种病害进行分析，提出了合适的典型处理措施，明确极端气候下路面养护要重视预防性养护，处理好预防性养护和纠正性养护的关系，选择好合理的养护时机。

【关键词】 沥青路面 病害修复 养护 极端气候

0 引言

我国幅员辽阔，气候变化多样，并且近几年一些极端气候不断发生，例如南方地区冬季极端低温天气、北方夏季极端高温天气以及洪水等，这些都会对公路产生很大的影响。

极端低温会造成冷雨和降雪，灾后的事故和救援除雪工作会给公路带来大量的破坏，伸缩缝内橡胶会在低温下老化，沥青路面会被氯盐腐蚀，护栏撞坏变形，冻融循环破坏路面结构等。夏季极端高温下重载车辆会造成路面永久变形的加剧，急弯处轮胎与路面之间会产生较大的水平和垂直荷载，当超过沥青混合料的抗剪强度后发生剪切型破坏。夏季洪水气候沥青路面中存水会导致沥青与矿料之间的粘结力减小，在荷载作用下会发生剥落，水分不及时的排出还会对基层材料侵蚀，降低基层强度，影响公路耐久性和使用性能。

1 目前沥青路面病害处治方案评价

我国目前已建和在建沥青路面多数属于半刚性基层路面，结构单一，对养护重视不够，采用的修补方式也较为简单，普遍使用方法为先将上面层除去，使用抗裂剂修补中面层，然后再重新铺筑上面层混合料，但这种方法经常出现裂缝重新反射的后果，不能达到很好的处理效果。原因是路面的开裂原因主要是半刚性基层的开裂导致反射裂缝造成的，沥青混合料会在冻融循环和雨水浸泡下产生不均匀沉降，对上面层铣刨换填新材料只能简单处理面层车辙等较轻病害，不能解决反射裂缝的问题。

对于发生的水损害是由于水分在结合部位的停留，在上部荷载的反复作用下形成较大的动水压力，附近材料发生剥离和冲刷，在路表形成唧浆。通常的修复技术是压浆，虽然可以一定程度上减缓细集料在冲刷作用下的流失，但对于制止动水压力却没有多大作用，有效的措施应该为减少或切断路面结构内的积水。

路面裂缝损伤问题，通常的养护方式为采用热灌缝，但加热沥青和原有路面材料的膨胀系数往往有一定的差异，容易脱离裂缝边界，并且容易老化，不能达到很好的处理效果。另外，沿着裂缝挖出面层，进行坑槽修补，这种方法具有较好的封水效果，但是处理不好容易导致新老裂缝之间的无法有效粘结，在后期车辆的作用下可能出现不均匀沉陷的病害，不能避免裂缝的再次出现。

2 极端气候下沥青路面修复措施

沥青路面常见的的病害有：裂缝、坑槽以及车辙等，针对沥青路面病害的特点采取相应的修复措施，是沥青路面修复的关键。

2.1 裂缝处理

沥青路面在长期自然环境作用下，面层中会积聚温度应力，材料的应力松弛能力下降，表面产生疲劳裂缝，在极端低温下裂缝多呈现龟裂和横向裂缝。另外半刚性结构由于其本身强度较高，不能很好的协调面层材料，所以产生裂缝后很快会贯穿于整个面层。

裂缝的修补措施多为填缝，填缝能够很好的使路面恢复舒适性和平顺性，避免其他的病害同时发生，使路面强度和承载力提高，填缝修补时要同时对裂缝原体和填缝材料两方面处理。裂缝壁面要坚实没有松散，具有一定的抗压和抗剪强度，具有防水能力，保持壁面的干燥和整洁，以提高填缝材料和壁面的粘结力，填缝时壁面保持适当的温度，低温会影响其于填缝材料的粘结力和渗透能力。填缝材料要具有足够的粘结性和韧性，在外部拉、压、剪切四种情况下不会产生脱离和较大的变形，具有较好的延展性，能够时刻保证和裂缝贴合，具有良好的耐高、低温性，防止过早失效。

裂缝的修补工艺可以分为开槽和不开槽两种，裂缝较窄，沥青混合料的愈合能力较强时使用不开槽的方式，当裂缝较宽，要采用开槽的方式保证填补材料能够顺利到达裂缝底部，增大接触面积，常用的开槽方式有浅槽和方槽两种。裂缝的修补时间一般在气温10℃以上时为宜，不能选择多雨雪季节。

2.2 坑槽处理

坑槽是由于水分和交通荷载的长期作用产生，降雨过程及降雨过后，水分会通过裂缝进入路面结构内部，如果不能及时排出，在车荷载反复作用下会造成沥青膜与集料剥离，集料松散，失去粘结力。小坑槽在不断的冲击荷载作用下，产生附加应力，导致坑槽病害进一步加剧。

修补措施主要用来恢复路面的局部承载力和使用性能，防止坑槽在水和荷载的作用下进一步破坏。修补时坑槽的壁面要坚实、洁净，具有一定的温度，在填补材料中适当掺加外加剂提高石料与壁面的粘结力，填补时确保填料量足够，确定松铺厚度以满足压实度和稳定性的要求。

修补施工工艺为沿行车平行的方向，将破损部位划出矩形或者方形轮廓，然后切割出整齐的裂缝，用破碎机将旧料破碎取出，切槽时要确保槽壁的垂直，底部坚实平整，用高压空气除去槽内的杂物，并用热空气软化旧料，提高此材料与原材料的粘结效果。然后向槽壁和底部喷洒热沥青粘结料，喷洒量要适中，过多会造成后期沥青泛油。填补材料整平后用静力热压法将槽内混合料压实，排出颗粒空隙内的空气，达到密实效果。修补时间要根据当地气候确定，在春季空气较为干燥，路面解冻后温度回升较快时修补为宜。

2.3 大面积裂缝及坑槽

半刚性基层会产生反射裂缝贯通至面层引起大面积的路表开裂，加上雨水损害，形成坑槽。处治这种病害的方式就是有效的防止和治理反射裂缝。

可以采用同步沥青碎石封层技术对处理这种病害，既将上面层及中面层中一半厚度刨除，然后中面层同步封层，上面层采用SMA摊铺。这种方式能够达到很好的防水效果，并吸收应力，允许基层的竖向轻微变形。同时要加强排水措施，做好渗沟、盲沟、边沟等修筑和改善。

2.4 车辙的处理

沥青混合料在含油量较高时会形成车辙，在高温天气下，沥青面层短时间内达到或超过塑化点发生软化，在重载作用下形成车辙，路面的整体强度基本没有变化，行车的舒适度和抗滑性等会有所降低，对车辙的处理在不铣刨面层的情况下可以采用表处封层的方法。

修补时可以在混合料中掺加SBR胶乳改性沥青，以改善面层的使用性能，严格控制混合料的各项指标，包括配合比、稠度、磨耗、凝结时间等。施工操作时先将全路面拉毛清洁干净，然后在车辙内铺设找平层，按照常规的方法进行微表处理，铺设时保证线形的顺滑，混合料厚度均匀，没有离析现象。

3 极端气候下沥青路面预防性养护

3.1 预防性养护的对策

预防性养护的目的是保护路面，降低水分和非载荷破坏，延缓老化速度，是在路面出现破坏之前进行。常用的措施有灌缝、喷雾封层、稀浆封层、微表处理、热沥青混合料罩面等。比较而言纠正性养护是在路面出现较大的破坏时进行的，道路的养护应该尽量的减少和延迟纠正性养护的数量和时间，处理好预防性养护和纠正性养护的费用与效益关系，把握好养护时间、费用及效果的关联性，有效的提高预防性养护的效果。

3.2 预防性养护时机

确定合适的养护时机能够使养护成本达到最小，并收到最好的效果，选择合适的养护时机时要做好方案对比工作。既在道路寿命周期内实施养护的方案对比，进行效益评价，选择寿命周期成本最低、效果最好的方案，也即是选择最优的养护时间。

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