沥青混凝土路面常见病害分析及预防养护措施

王将军

安徽省公路工程检测中心 安徽 合肥 230051

引言

普通国省干线公路中的路面养护是道路养护工作中需要重点关注的内容，路面结构往往更易出现各类不同的病害，影响道路交通的正常使用，沥青路面的日常养护和早期病害处治，可以有效减少大中修复次数，节约道路养护成本，保证道路交通的正常使用功能。本文研究分析了公路路面的常见病害和具体成因，根据路面结构特点、季节气候条件等提出科学有效的养护措施。

1 沥青混凝土路面基本特征

将沥青混凝土路面是指用沥青材料作为结合料，黏结混凝土矿料而修筑的与各类基层和垫层所组成的路面结构，是我国高速公路的主要路面形式。低、中级路面结构主要由面层、基层、垫层和土基组成，高级路面还包括连接层和底基层（如图1）。其中面层的作用是承担路基上方直接传递的荷载，在一定条件下，容易受到恶劣天气、温度等因素的负面影响，基层是路面结构中的承重层，包括基层和底基层，在湿润多雨的地区，宜采用排水基层，常用的基层材料有石灰稳定土类、石灰粉煤灰稳定沙砾、石灰粉煤灰钢渣、水泥稳定土类等无机结合稳定材料和级配沙砾、级配砾石类柔性基层材料。垫层的主要作用是提高土基的温湿度，同时扩散基层和底基层的荷载应力，从而减小土基的荷载应力，避免出现变形问题，保证公路结构在运营阶段的安全稳定，垫层属于公路结构的主承重部分，共同承担车辆在公路路面上传递的荷载；无论是哪种结构遭到破坏，都会在一定程度上对道路使用功能产生不利影响。因此，在路面的实际使用过程中，为了提高道路运营阶段的安全性和可靠性，必须由交通主管部门和专业技术人员开展定期检查和日常养护工作[1]。

图1 低中、高级路面结构

2 沥青混凝土路面常见病害及成因

受沥青混凝土材质本身的差异、外界环境变化和设计施工水平的影响，沥青路面往往会出现裂缝、车辙、松散、沉陷、拥包、泛油、龟裂等常见病害，这些病害严重影响行车速度和行车安全，影响沥青路面的使用寿命。由于长期的荷载作用，沥青混凝土路面会出现带状凹陷、裂缝等问题，高速公路的实际使用中，由于车辆长期连续交通运输，会出现路面变形病害，坑槽病害首次发现时，水会同时进入沥青界面和集料颗粒界面，并有特殊形式的水膜和水分层，这将影响沥青与集料颗粒之间的粘附性，并通过荷载和动水压力的多次影响，导致沥青与水之间的置换效应，使沥青层和集料颗粒之间的剥离状态，几次重复这种状态，路面将形成相应的麻点、松散状态，最终导致坑槽病害。同时在路面施工过程中，由于填挖交界处的沉降差异，不正确的回填方法会导致车辆颠簸，以及防排水设备损坏甚至相关设备不完善等，会在一定程度上造成路面下沉，施工质量差和用料不当也会造成路面拥包、泛油和龟裂等问题。具体情况如下：

表1 车辙和裂缝病害分析

表2 其他常见病害分析

综上所述，路面病害的成因主要是交通流量大，大量的交通流量会加重道路的承载能力，在多雨天气下，如果路面水不能及时排放到路边沟渠，路面积累的雨水就会渗入内部路基，从而对路面造成破坏，此外，路基结构薄弱、原材料老化和温度变化也是引起路面病害的主要原因[2]。

3 沥青混凝土路面日常养护措施

3.1 车辙养护

由于路面的长期使用，交通量和路面承受的压力相当大，而且由于路面的长期使用，必然会出现轨道车辙问题，造成轨道车辙病害的主要原因是在道路工程施工中，所使用的沥青材料和施工规程要求的材料不符合要求，也有可能是道路的压实度不符合标准的施工要求。针对这种情况，根据沥青混凝土路面车辙的日常养护工作，对沥青面层进行研究，并加强管理，以保证路基的压实率和强度满足施工要求。在现场实际车辙病害的养护维修过程中，首先要做的工作是将原有路面表层碾压，然后对路基进行压实，通过挤压作业使路基的挤压程度达到标准要求，使路基的承载力达到规范要求后，再重新铺筑路基。在这里要特别注意，在完成路基的铺筑工作时，还必须保证整个路基的平整度都符合要求。

3.2 裂缝养护

沥青路面裂缝已成为沥青路面病害问题中一个非常普遍的问题，也属于目前道路病害问题中的一种高概率问题。在进行路面裂缝病害日常养护过程中，有关人员还必须认真分析目前沥青混凝土路面裂缝的类型，并根据路面裂缝的类型选择合适的养护方法和处理措施。一般来说，在处理路面裂缝方面存在问题时，大多采用浇筑裂缝的方法来解决。在养护过程中，首先要对裂缝进行彻底、细致的处理，清除和处理内部产生的杂质和其他材料，然后对沥青材料进行加热，再将处理过的沥青填充到路面的裂缝中。在路面裂缝填筑过程中，应特别注意填筑与路面方向平行的所有路面裂缝，其主要目的是提高填筑路面的均匀性。一般而言，这种养护方法更适合于低温季节，这主要是因为低温能使加热沥青填料在最短时间内凝结，而且使用方便、简单，对工艺的要求也降低了，这是目前处理路面裂缝的一种常用方法[3]。

3.3 变形养护

3.3.1 坑槽。对于日常维护公路坑洞来说，首先要做好坑洞的防水工程，尤其是在雨天，最好确保雨水不会流入坑洞。在路面坑槽的处理中，有必要对坑槽的大小和深度进行分析，判断坑槽下的基层结构是否受到破坏，如果路面基层受到严重破坏，应根据破坏程度对基层进行修复。针对基坑养护处理，首先对原有路基结构采用15cm以下的铣刨处理，在一般情况下路基结构厚度小于15cm，然后采用改性沥青水泥（约5cm厚）和密实沥青稳定碎石（约10cm厚）对基坑进行修复，修复长度约为4.0～4.2m，根据路基病害的实际情况，修复长度应进行调整，必须特别注意维修坑槽，保持时效，防止坑槽加深或扩大，不利于维修工作顺利完成。

图2 坑槽填补修护

3.3.2 沉陷。为了解决路面沉降和收缩的问题，通常采用水泥砂浆垫层，如沥青碎石水泥和碎石，然后在原有高层的基础上逐渐恢复路面高度，使路面达到一定的平整度要求，从而保证车辆能顺利通行。在养护过程中，要定期检测填挖路口的线路，及时修复，防止病害的严重程度对交通运输造成危害[4]。

3.4 材料养护

通过对近年来沥青混凝土路面日常养护和预防性管理的分析可以清楚地发现，在路面养护工作中只进行了很小一部分的养护管理，而没有实际利用路面进行大面积养护。因此，在进行路面病害的日常养护和预防管理时，应首先重视路面施工材料及其耐高温性能，这主要是因为温度对沥青混凝土路面的性能有很大的影响。根据以上结论，为了充分发挥路面在实践中的应用能力，有必要采取措施提高沥青混凝土路面工程所需建筑材料的耐高温性能，因此，在建筑材料管理过程中，要确保选用的建筑材料的强度满足国家工程建设规范的要求，特别是在沥青混凝土路面病害维修中使用的建筑材料，要更加小心。

3.5 完善养护系统

逐步完善现行公路路面日常养护技术标准规定和养护指标，严格执行规定的规定，提高路面养护决策的科学合理水平，体现交通运输行业主管部门养护管理工作的规范化和针对性；积极推动新材料、新技术、新产品的研究开发，推广应用，积极采用现有较先进的公路养护计算机管理系统，实现公路病害的动态管理和综合治理；通过多种方法对公路路面、路基、桥梁、隧道结构进行反复测试，对其中可能发生的病害进行研究分析，收集各种调查资料并录入，为今后的养护管理工作提供依据；建立现代化的路面日常养护信息管理系统，主要用于总结所在地区路面养护管理的成功经验，通过总结经验，不断提高运输行业主管部门对公路路面养护管理的水平，具有积极的应用意义；在搞好路面日常养护管理过程中，应加强路面的预防性养护和管理，明确预防性养护和管理对路面正常使用的重要性，根据路面应用的实际情况，制定预防性养护的实施方案，同时积极吸收和应用较先进的预防性养护科技方法，以尽量减少病害的发生和遏制效果的病害发展；各级路面养护部门应加强路面养护管理的专业化、科学化，逐步从原有的粗放养护管理模式过渡到现行的精细养护管理模式。同时，要通过各种激励措施，进一步提高公共道路养护管理人员的意识和积极性，为区域交通事业的发展做出更大贡献[5]。

4 结束语

综上所述，从道路整体交通性能的角度来看，路面的日常养护质量直接关系到路面的正常使用功能，需要对路面养护管理给予更多的关注。目前国家已经出台了许多政策措施，总体上取得了良好的效果，但还有许多问题有待改进。因此，有必要研究更多有利于路面养护的技术，以便于更好地为道路交通的发展服务。