浅谈沥青路面常见病害及维护措施

胡军

【摘 要】本文根据近年来沥青路面实际损坏情况的调查，就沥青路面常见病害产生的原因进行分析，并提出预防及处治措施。

【关键词】沥青路面；病害；防护；修补

沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和良好的减振性等优点，使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温（湿）度变化、冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响，出现了多种病害，如沥青路面的裂缝、车辙和水损害等。根据本人几年来对沥青路面实际损坏情况的调查，谈谈沥青路面常见的病害与裂缝出现的原因及其预防措施。

1 沥青路面病害调查及分析

随着各高等级公路全线通车，交通流量急剧增加，且重载车辆增多，沥青路面破坏严重。经调查多处破损路段病害结果显示，特别是新修段加之夏天雨水偏多，造成路面在缺陷责任期内出现早期破坏。路面纵横向裂缝严重，雨水沿缝下渗形成唧泥，并有少量网裂和高填土路段沉陷。经过对结构钻芯取样检测，基层钙化良好。这说明路面各层强度已经达到设计规范要求。为了及时对公路沥青路面病害维修及防治，主管部门组织工程技术人员对原路面的病害进行了调查，主要的病害有：裂缝、车辙、拥包和坑槽、松散、沉陷、剥落等。经分析造成路面缺陷的原因有以下几个方面：超载、交通量大、重载车多是造成路面破坏的主要原因；二灰碎石或水稳碎石是一种半刚性材料，随着时间的推移，会产生干燥收缩与温度收缩，半刚性基层的收缩裂缝是不可以避免的。裂缝产生后雨水顺着裂缝下渗，天晴后路面各层中所含的许多水分仍不断汇集到裂缝处，随着裂缝下渗在行车大流量、重荷载的作用下加速裂缝的发展，出现唧泥、坑槽或沉陷等病害现象。

2 常见病害的形成及产生的原因分析

沥青路面的损坏所表现出的形式和特征是多种多样的。经总结分析，主要有以下几种常见病害。

2.1 沥青路面的裂缝

路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一，它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化，导致路面承载能力下降，加速路面破坏。其中包括横向裂缝和纵向裂缝两部分。

1）横向裂缝。缝横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况：沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。

2）纵向裂缝。纵向裂缝可分为两种情况：一种情况是由于路基压实度不均匀，路面不均匀沉陷而引起的；另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车荷载作用下，易形成纵缝。纵向裂缝，多发于半填半挖路基处，主要由路基的不均匀沉降造成。

2.2 沥青路面的龟裂

龟裂又称网裂，通常是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝，一般多发生在行车道轮迹形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起的。

2.3 沥青路面的车辙

车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。影响沥青路面车辙深度的主要因素是沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素，以及气候和交通量及交通组成等的外界因素。车辙产生的主要原因有：①沥青混合料油石比过大；②表面磨损过度；③雨水侵入沥青混凝土内部；④由于基层含不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。

2.4 沥青路面的松散

松散，原因主要是采用的沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺撒不匀，或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。对表处面层还会产生大面积松散、唧泥现象，从而导致沥青面层脱落。在我国早期的高速公路上曾出现。现在主要出现在水损坏严重的路段上。

2.5 沥青路面的水损坏

水损坏，随着时间的推移，特别是长期下雨后，轮迹处路面向两边推挤而隆起，轮迹处继续沉陷，再发展，靠近轮迹的隆起部分破损，很快就出现面层松散、剥落、坑槽等，这是典型水损害现象。通常水损害产生的原因有下列几种：①路面排水系统不健全；②路面压实度不足；③路面离析。

2.6 沥青路面的冻胀和翻浆

沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期，因为水的侵入和路基土的水稳定性能差，由于冰冻的作用，路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。其中水、土、温度构成翻浆的三个自然因素，缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。

2.7 沥青路面的沉陷

沉陷是路面变形中最普遍的一种，特点是面积大，涉及的结构层次深，主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是：①土质路堑排水不畅，路床下部路基湿润而产生不均匀沉降，引起路面局部下沉；②路面强度不能适应日益增长的交通量，易发生疲劳破坏；③路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致，在车辆荷载作用下，路基或基层结构遭破坏而引起沉陷；④桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。

3 沥青路面早期破损的防护

通过以上分析，可看出沥青混凝土路面早期破损与沥青混合料、路面设计施工、交通气候条件的全部或部分有联系，而交通气候条件是客观存在的，所以沥青路面病害防治技术应以路面设计、沥青混合料和施工3个方面考虑。

3.1 合理设计路面结构

1）尽可能减薄沥青面层厚度由于以下四方面原因，城市道路路面厚度可酌情减簿，控制在12～15cm之内。第一，是半刚性基层沥青路面结构的承载能力可由半刚性材料层（基层和底基层）来承担，无需用增厚面层来提高承载能力。第二，是提高沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层，而是用优质沥青。第三，是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝，在正常施工情况下，大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。第四，是一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。

2）加强沥青路面防水设计。

3）选用合理的基层和底基层结构。

3.2 严格控制沥青混合料的质量

1）沥青的选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高其性级指标。

2）集料的选用骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。

3）混合料级配的确定。沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳性能、低温抗裂性，路面表面特性和耐久性是两对矛盾，相互制约，照顾了某一方面性能，可能会降低另一方面性能。混合料配合比设计，实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计，根据当地的气候条件和交通情况做具体分析，尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径：第一，是改善矿料级配，采用沥青玛蹄碎石混合料（SMA）。第二，是改善沥青结合料，采用改性沥青。

3.3 严格控制施工质量

施工质量控制不严，早期破损必然出现。沥青路面施工必须按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，对施工全过程，每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到质量标准，具体要抓好以下几方面：

1）严格控制沥青混合料的拌和质量，拌后过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标，必要时对混合料进行特殊配合比设计。

2）保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。

3）合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验，透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时，应保持稳定的车速和喷洒量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2m3/1000m2的石屑或粗砂，用8t钢筒式压路机稳一遍，将多余的浮料扫清。

4）提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在130℃～150℃为宜，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2m/min左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大；一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。

4 常见病害的修补措施

4.1 裂缝修补

一般来说，裂缝路面要进行灌缝处理。沥青路面灌缝受开槽深度、槽壁干燥度、清洁度、施工气温、灌缝材料等因素影响。为保证灌缝效果，一般采用进口的灌缝胶。灌缝机、开槽机、吹风机国产进口设备都可，有车辙式灌缝机，牵引式灌缝机，用户根据需要选择。比较常用的施工工艺，裂缝小于6mm可不留开槽直接灌缝，需用吹风机吹净裂缝；裂缝大于等于6mm用扩缝机扩缝，扩缝机割缝后，用空压机吹净尘屑后灌缝。灌缝后撤干水泥粉混合砂养生后，再开放交通。

4.2 路面车辙修复

车辙形成原因主要是车流大，超载车多，载荷接触区夏季磨擦温度高达60℃以上。接近超过沥青软化点指标。再者受施工石质料级配和路面基层结构的影响及荷载冲击作用，易形成车辙。车辙修复时，宜采用小型铣刨机铣6cm，宽度为整个车道，洗净清理完毕后，重新铺筑磨耗层，以达到路面平整度效果。目前也可采用美国、德国等国家研究的热再生，直接运用铣刨、拌和、摊铺、碾压，配套设备修复路面车辙。

4.3 拥包和坑槽修补

沥青路面是在荷载的推挤碾压作用下，沥青混合料结构层变形或是路面基层破坏形成的。如果是结构变形而基层不损坏时，直接铣刨或开槽铲除拥包，重铺上面层即可。若基层损坏，则先修复基层，再铺面层，基层修复和坑槽修复技术要求类同。路面坑槽：主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足，在行车作用下也易产生坑槽。是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果。路面混合料、矿料级配，路基压实缺陷，使路面局部出现破碎形成坑槽。再者是由路面透水引起沥青与石料剥离，外加交变载荷反复作用，形成路面坑槽。若修补不及时，就大大缩短了路面的使用寿命。对路面坑槽修补有冷料修补和热料修补两种方法。冷料修补采用成品冷料，开槽后按路面结构层直接填筑分层压实。

优点：①路面在行车作用下会逐渐压实，强度慢慢提高。如果在路面修补时，未能使用碾压设备，路面在使用过程中以行车碾压全逐渐密实；

②由于在常温下施工，且使用简单工具即可进行坑洞修补，操作颇为方便；

③冷铺沥青混合料预先在工厂生产并储存起来，随时可供使用，因而适合常年路面坑洞修补，或供路面开挖埋设管线后恢复路面使用。

缺陷：碾压时流动性大，强度低，耐久性差，一般不超过一年。

热料修补，采用相同级配的路面结构层，分层填筑。一般来说现有拌和设备，现场施工组织难度较大，因此采用微波加热拌和设备解决了以上难题，在拌和施工时对每一层级配的矿料做成一定体积的材料块，定期贮备。使用时加热进行坑槽修补，方便简单。影响坑槽修补质量，主要有修补工艺和采用的材料；其次是施工开槽层要开到稳定部分，坑槽清理要干净，槽底槽壁应涂粘结剂均匀，掌握好施工温度回填材料的压实度。

4.4 沥青路面稀浆封层

沥青路面松散网裂透水和抗滑系数SFC<0.4，但基层良好时，采用稀浆封层。稀浆封层是将乳化沥青、集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆混合物均匀摊铺在沥青路面上形成一层具有抗滑防水作用的养护层。目前公路稀浆层厚度4～6mm，矿料宜采用ES3规格，用量一般为5～8m3/1000m2，稀浆混合料用量8～10kg/m2。封层施工工序为：清扫→放样→上料→摊铺→早期养护→开放交通。封层养生到水分蒸发乳液干燥成型后才能开放交通。压实机械采用8～10t静压，碾压一遍即可，稀浆封层机械国产进口都有。

4.5 沥青路面松散、沉陷、剥落的修补

松散，原因主要是采用的沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺撒不匀，或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。沉陷，一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的，主要原因是路基压实度不足引起。剥落，如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，将会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害。当出现松散、沉陷、剥落应采用大修处理，首先将损坏部分按正或长方形整块划线，然后用切割机切割，保证开挖的坑槽槽壁垂直平整。将槽内旧料清除，并用压缩空气机将槽内彻底吹净，涂刷乳化沥青时，要保证槽底四壁都要均匀的涂上一层，不能露白。

如果是两层沥青混凝土，将中粒式沥青混凝土填入所开槽内离路面1.5cm压实，再填入细粒式沥青混凝土后摊平，然后用压路机来回碾压三遍，并保证压实后高于原路面3～5mm。注意事项：摊铺细粒式沥青混凝土时一定要将切缝覆盖，避免产生新的渗水缝。

5 结束语

沥青路面中的病害给道路交通带来各种各样的隐患，这是一个不容忽视的问题，但这些病害不是不可克服的，只要我们认真选材，精心设计，把握住各个施工环节，严格按照施工规范和操作规程进行施工，做好道路养护工作，加强交通管理，很多病害是可以避免或者降低其破坏力的。

【参考文献】

[1]钱后刚.浅析沿江公路沥青混凝土路面工程病害及维护[J].扬州大学学报·工程研究与实践，2010（3）.

[2]何瑞生.浅谈沥青路面常见的病害及其预防措施[J].扬州大学学报·工程研究与实践，2010（3）.

[责任编辑：杨玉洁]