高速公路沥青路面坑槽病害养护

韩俊峰

（北京城建华威公路工程有限公司，北京 100026）

随着经济的快速发展，人们的出行需求加大，特别是高速公路车流量不断增多。在高速公路工程建设与运营期间，道路结构质量始终是施工和养护的重点。但因受路面荷载力、路面环境、沥青材料性能、施工技术等因素影响，沥青路面高速公路的坑槽问题较为突出，不但会减弱道路的承载能力，而且影响行车安全，因此，必须明确坑槽形成原因，并采取有效的治理措施，以提高沥青路面高速公路的通行安全性。以下结合具体实践，探讨了高速公路沥青路面坑槽产生的原因及防治对策。

1 沥青路面坑槽类型及产生原因

1.1 沥青路面坑槽的类型

坑槽是指因路面骨料剥落而产生的点式凹状结构，是高速公路沥青路面的常见病害，且通常成片出现。结合沥青路面养护技术规范得知，坑槽属于松散类病害。若按照坑槽发生的位置划分，可分为3 类，具体特征及影响见表1。

表1 坑槽类型及其特征和影响

若按坑槽形成的原因划分，分为以下3 类：一是压实不足型坑槽。其形成原因有两个方面：一方面，施工时，混合料温度较高，使得沥青老化严重，增加了沥青的脆性，黏结力减弱，压实度性能变差，各个材料间的连接效果变差，在车辆荷载作用下，出现坑槽；另一方面，因施工环节混合料温度较低，且未均匀摊铺，导致路面压实度不够，出现坑槽。二是厚度不均匀型坑槽。主要是因下部结构标高尺寸不合理，导致上部沥青材料厚度不均匀，未满足设计规范和标准，加上车辆行驶会带走部分材料，进而出现路面坑槽问题。三是水损害型坑槽。主要是因水分以水膜或水汽的方式进入沥青和骨料内部，降低了沥青混合料的黏结能力，在车辆反复碾压下，沥青材料与骨料分离，进而出现坑槽。通常这一类型的坑槽是从底部开始形成的，一旦有水分进入沥青路面结构，且长期存于基层结构中，会增大下部材料的孔隙，随着内部水分越来越多，就会出现较为严重的水损害型坑槽。

1.2 沥青路面坑槽产生的原因

（1）路基因素。路基强度直接决定高速公路的使用安全性和稳定性，若在路基施工时，软基处理不当、压实度不均匀、路堤边坡不稳定、排水设施不当等，会导致实际强度与标准值间有偏差，后续使用时出现坑槽等病害。另外，受到混合料级配的影响，路面厚度不均匀、局部厚度过小、基层坚固性差、面层骨料黏结性弱、骨料离析，也会导致坑槽形成。

（2）施工因素。沥青路面施工时，如果混合料不均匀，沥青含量少，矿物骨料不能有效黏结，会产生坑槽。另外，施工时温度过低，混合物温度迅速下降，致密性不足；或者在施工过程中由于混合物的混合温度过高，沥青过早老化而变脆，都会产生坑槽。

（3）荷载因素。车辆的重量和作用会对路面产生冲击力。当车辆经过坑槽或不平整路面时，会产生较大的冲击力，进一步损害路面，使坑槽更加严重。另外，当车辆超载或行驶速度过快时，会对路面产生更大的压力，可能导致路面产生坑槽。

（4）环境因素。沥青路面长期暴露在自然环境中，容易受到温度变化的影响，特别是高温和低温的交替作用下，路面材料会热胀冷缩，导致路面产生裂缝。同时，如果路面下的地表水或雨水渗入沥青层与路面结构中的沥青发生反应，可能导致路面变松、变软，形成坑槽。另外，气候变化、季节交替、自然灾害等因素都会对沥青路面产生一定的影响，加剧裂缝和坑槽的产生。

（5）材料因素。沥青路面施工过程中，如果沥青混合料没有搅拌均匀，会导致沥青混合料中存在孔隙和孔洞，这些孔洞在压实过程中会被压缩，使得沥青路面容易产生坑槽。同时，如果沥青含量不足，会对矿粉颗粒缺乏粘结力，无法形成稳定的结构，从而使得路面容易产生坑槽。另外，如果施工材料不合格，如使用劣质沥青、矿粉等材料，会导致路面的耐久性和稳定性不足，容易产生坑槽。

（6）养护因素。高速公路通车运行期间，养护工作必不可少。然而，实际管理中存在重施工、轻养护的现象。由于管理单位没有定期养护和检修，随着损伤和病害累积，最终导致公路的整体性能降低。

2 高速公路沥青路面坑槽的防治对策

2.1 路面坑槽的预防

2.1.1 优化结构设计

应充分考虑车流量要素，对沥青路面结构进行优化设计。在具体优化设计中，首先，应结合高速公路等级要求，保证沥青表层材料厚度均匀，提升路面的刚度和硬度，并做好排水设计工作。为此，需设置沥青碎石纤维层作为防水层，再加铺3 层沥青面层。其次，在优化结构设计过程中，要注重分析地质地基特点，在对原路面进行治理改造时，需合理确定面层厚度，评价结构强度，控制路面路线高程，把控面层的抗拉强度、温缩系数等指标，以改善原路面板块固结状况。

2.1.2 控制原材料质量

按照上述分类标准，根据第1.1节中船舶领域统计模型，分别对4类目标船周围最近船舶相对其运动的轨迹最近距离时刻的相对位置分布进行统计，得到图7。

为预防路面坑槽问题，在具体施工和养护中，高速公路施工部门应重视原材料的质量控制。第一，公路基层施工材料宜选择干缩性、温缩性小、并有较强抗冲刷能力的半刚性材料。第二，选择面层材料时，应尽可能选择松弛性好的沥青材料，或者结合实际施工需要，在沥青中加入特定的聚合物，使沥青混合料在高低温环境下有良好的稳定性。第三，为提高沥青混合料的抗剥落性，在选择骨料时，应保证其耐磨性、粘附性，并确保其含水量低。第四，应保证沥青混合料级配符合稳定性、耐久性、抗疲劳性要求。

2.1.3 强化日常养护

对于高速公路管理部门，必须有足够的资金投入，安排专业的养护管理人员，以有效落实公路养护工作，从而通过有效的养护工作延长道路使用寿命。

2.2 路面坑槽处理

发现路面坑槽后，应立即采取必要的修补措施。在坑槽形成的初期阶段，面积较小、深度较浅，此时进行处理难度小、成本低，能避免坑槽进一步扩大。如不及时处理，坑槽会逐渐扩大，深度增加，处理难度和成本也随之增加。沥青路面坑槽的修复材料主要包括热塑性沥青、热熔性沥青、改性沥青和白色涂料等。这些材料具有不同的特性和适用范围，需要根据坑槽的具体情况和气候条件进行选择。首先，修复时，可根据坑槽的大小和深度，使用切割机或凿子进行开槽，以确保槽底平整。同时，清除槽内的碎屑和杂物，保证槽内干净。其次，在槽底和修复材料之间涂一层粘层，以提高修复材料的粘附性，再将修复材料均匀铺设在槽内，以确保材料密实，并与路面平齐。再次，使用压路机或平板夯将修复材料压实，以提高路面的平整度和耐用性。最后，修整修复后的路面，应确保路面平整、美观。

3 工程案例分析

3.1 工程概况

某高速公路的路面为沥青混凝土路面，设计为4车道，车道宽度为3.75m，设计时速为100km/h。该公路通车运行时间是2013 年，在公路养护中发现，3 000m 路段范围内出现多处坑槽，降低了路面的承载力，影响了行车安全性和舒适性。为了杜绝交通事故隐患，保护行车人员的生命安全，管理部门决定进行治理。

3.2 路面坑槽成因分析

（1）交通量。自该高速公路投入运营后，交通量呈快速上升趋势，平均年增长率是28.74%。同时，随着收费标准的提高，超载大型货车数量越来越多，加大了沥青路面变形破坏的可能性。

（2）原材料。该高速公路早期修建时，采用的材料为轻质酸性石料，其特征是粘附性低、沥青裹覆能力差，容易出现脱落问题，进而引发路面坑槽。

（3）气温。该高速公路所处地理位置年平均温度较高，夏季可达40℃，加上汽车尾气排放，会进一步提高路面温度，从而增加路面变形的可能性。部分路段会因温度过高而出现沥青混合料离析问题，导致路面坑槽。

（4）降雨。该高速公路所处地理位置有大规模降雨情况，在车辆荷载作用下，雨水会渗入并冲击到沥青与骨料之间，导致沥青与骨料发生剥离，形成凹坑。

（5）养护。用于路面养护的专用设备较少，难以保证沥青路面的施工质量，也无法保证路面的承载力符合标准要求。

3.3 治理方案

结合该高速公路的实际情况，分析路面坑槽形成原因后，决定采用热再生修补技术进行处置，施工技术要点如下：

（1）路面加热。选择加热设备，对有病害的路面进行加热，使用高强度辐射加热墙，遵循“圆洞方补、斜洞正补”的原则。同时，根据坑槽的实际情况，调整加热板的高度，以保证加热效果。

（2）路面耙松。对有病害的路面进行耙松、切边，将路面温度加热到140 ℃以上，当沥青软化后，去除路面上的旧沥青混合料，尤其要去除大粒径材料，然后烘焦旧沥青混合料，同时喷洒乳化沥青，实现旧料再生。喷洒乳化沥青可形成一层粘结层，方便新、旧沥青混合料紧密贴合。

（3）路面铺浆。要选择性能优异的沥青材料进行面层处理，确保延度、针入度等指标符合设计要求。如果沥青材料性能一般，可以使用外加剂或聚合物来改善沥青性能，防止出现坑槽等病害。在面层和底层之间加铺防裂层，或设置低黏度的沥青混凝土层，以吸收公路路面应力，达到排水效果。本次修补中，在病害部位开槽成型后，清理灰尘、积水、杂物，然后倒入修补材料。为了保证施工质量，从人员、环境、材料、技术等方面进行控制，严格落实管理制度和岗位责任制。

3.4 养护措施

高速公路沥青路面使用过程中容易受到自然因素、车辆载荷等因素影响，出现裂缝、车辙、磨损等问题。为了保持路面状态良好，延长路面的使用寿命，需要采取一系列养护措施。在实际养护过程中，可以根据具体情况选择合适的养护措施进行组合。

第一，裂缝填缝技术。这一技术是高速公路沥青路面裂缝养护技术。常见的裂缝填缝技术包括热补、冷补和硅胶等。其中，热补是通过使用热熔沥青或其他热熔材料填补和修护裂缝处。该方法操作简便、成本较低，但易受环境温度影响，适用于裂缝较少的路面。冷补是使用乳化沥青、水泥砂浆等冷态材料进行填补的方法，适用于裂缝较多或无法进行热补的路面。冷补材料具有较好的粘附性和耐久性，但需要专业的施工设备和操作技能。填补裂缝时，硅胶材料的黏结强度和防水性能较强，适用于裂缝较大或需要长期维护的路面。硅胶填缝施工简便，但成本较高。

第二，微表处技术。这一技术是高速公路沥青路面预防性养护技术。该技术是按照一定比例混合搅拌具有一定级配的骨料、乳化沥青、水和添加剂，形成一种特殊的沥青混合料，然后使用专业设备摊铺和磨平路面。微表处技术可以显著提高路面的耐磨性、防水性和抗滑性，同时可以改善路面的平整度和外观。微表处技术的优点是施工速度快、开放交通时间短、使用寿命长等，适用于对路面性能要求较高的场合。

第三，局部养护。局部养护是高速公路沥青路面损坏部位的修复和加固措施。常见的局部养护方法包括热油循环、更换损坏部件等。热油循环是通过加热沥青，使其熔化后循环流动，以修复损坏部位的裂缝和坑槽等。该方法操作简便、成本较低，但需要注意控制加热温度和时间，避免对路面造成损害。对于损坏严重的部件，如路缘石、排水设施等，需要进行更换或修复。在更换过程中要注意新部件的选材和质量，以确保其与原有路面协调一致，同时，要注意施工安全和质量。

4 结语

综上所述，高速公路工程在实际运营中，随着使用时间延长，受环境、荷载、施工质量等因素影响，很容易出现坑槽等病害。本文以沥青混凝土路面为例，介绍了路面坑槽的类型和产生原因，然后从优化结构设计、控制原材料质量、加强日常养护等方面，阐述了裂缝问题的防治对策，并结合具体实例，分析、探讨高速公路路面坑槽的治理措施和养护措施，旨在为高速公路的养护管理提供借鉴，提高路面安全性、稳定性，保障司机和乘客的人身安全。