高速公路微表处病害形成原因分析及处治对策

边 帅

（甘肃省临夏公路事业发展中心，甘肃 临夏 731100）

0 引言

近年来，高速公路交通量日益增长，公路养护难度不断增加，对预防性养护技术提出更高要求。微表处养护施工技术在高速公路养护中广泛应用，对提高路面抗滑、防水性能，提升路面平整度，延长路面使用寿命起到了非常大的作用。但微表处实施后逐渐产生病害，影响通行质量。本文主要以G1816乌玛高速某段道路为例，对微表处病害的形成原因及处治措施进行浅析。

1 维修路段基本情况

1.1 基本情况

G1816乌玛高速公路康家崖至临夏段，是甘肃高速公路网的重要组成路段，是甘肃省南部重要的经济、旅游干线。该段高速修建于2010年，为双向4车道，设计时速80km/h，该路段包含隧道一座，桥梁52座。

1.2 自然地理概况

G1816 乌玛高速公路康家崖至临夏段地处陇西黄土高原的西南边缘、黄土高原与青藏高原的过渡地带。整个地势中部高，东西低，起点和政县海拔2143m，终点临夏市1890m，南阳山为本项目的最高点（2438m）。沿线地震动峰值加速度为0.15g（相当于基本地震烈度Ⅷ度地区）。路线所经地区属温带半干旱气候，年平均气温5.l~6.8℃；年平均降水量491.9~621.9mm。

2 道路结构及路况

2.1 原有路面结构状况

本G1816 乌玛高速公路康家崖至临夏段为双向四车道高速公路，路基横断面除隧道进出口采用分离式断面外，其他路段采用整体式断面。

（1）整体式断面：路基总宽24.5m，其中行车道宽3.75m×2m，中央分隔带宽2m，两侧路缘带宽0.5m，硬路肩2.5m，土路肩宽0.75m。

（2）分离式断面：每幅路基宽度为12.25m，行车道2m×3.75m，左侧硬路肩0.75m，右侧硬路肩宽2.5m（含路缘带宽0.5m），土路肩宽0.75m。

（3）路拱横坡：路缘带、行车道及硬路肩为2.0%，土路肩为3.0%。

（4）G1816 乌玛高速公路康家崖至临夏段（SK740+000~SK763+910段）路面结构：上面层：5cm AC-16中粒式密级配改性沥青混凝土；下面层：7cm AC-25粗粒式密级配沥青混凝土；基层：32cm水泥稳定砂砾；底基层：21cm水泥稳定砂砾。

2.2 路况指标

通过对G1816 乌玛高速SK740+000～SK763+910段上行线监测，该段养护维修路段路况指标数据见表1。由表1 数据分析可知，该路段PQI 指标平均值为92.96，评价等级为优。其中，PCI指标平均值为89.25，RQI指标平均值为91.67，RDI指标平均值为94.87，SRI指标平均值为88.38。根据检测情况来看，上行方向PQI、RQI、RDI、SRI指标为优，PCI指标为良，路面综合使用性能指数PQI为优。

表1 路况评定数据

3 微表处病害

3.1 微表处病害调查

通过对G1816 乌玛高速康临段路况现场调查及采用人工配合智能道路检测车调查方式采集数据，目前主要病害为纵、横向裂缝、微表处脱皮等病害。近年来，该路段通过实施微表处，延缓了道路病害的发展，为进一步提高道路整体技术状况，改善通行条件，需进一步分析微表处病害成因[1]，制定合理的处治方案。

该路段横向裂缝较均匀，平均10m 一道，纵向裂缝大部分为外侧行车道位置，路面病害如图1所示。

图1 路面病害示意图

3.2 微表处病害分析

通过实地调查及历年施工资料查询，对2019～2021年微表处脱皮病害进行分析。微表处施工情况见表2所示。

表2 微表处施工情况对照

3.3 病害产生的机理分析

3.3.1 纵缝产生原因

（1）荷载裂缝。该路段交通量大，在长期、重复的汽车荷载作用下，路面的承载能力逐渐下降，在直接承受汽车荷载的车轮碾压处形成许多平行小裂缝，并在后续车轮碾压下形成龟裂。

（2）反射裂缝。由于在微表处施工过程中，路面铣刨后未对路面裂缝采取灌缝措施，导致原有裂缝向上反射，形成新的裂缝。

3.3.2 横缝产生原因

（1）反射裂缝。微表处实施过程中，未对既有路面裂缝通过灌缝、裂缝贴等方式进行处治，微表处实施后，裂缝向上反射。

（2）温度裂缝。该地区早晚温差大，而沥青对温度非常敏感，是一种粘弹性材料，温度降低时，沥青混合料随温度逐渐变脆变硬，并逐渐收缩变形，当沥青混凝土的抗拉强度小于收缩拉应力时，沥青路面表层就会被拉裂。

3.3.3 微表处脱皮原因

（1）2019年，微表处基质沥青、改性剂、集料等原材料质量及配合比设计符合规范要求最下限，原材料质量要求过低；

（2）2019、2020 年旧路面病害处治不彻底导致出现病害数量较多。2021年微表处施工前精铣刨处理后，脱皮数量明显减少；

（3）微表处设计使用年限一般为2～3年，部分实施较早的微表处已经超期运营，致使其大面积脱落；

（4）冬季防滑所用融雪剂数量增多，融雪剂化学成分对路面造成腐蚀。

4 维修处治对策

4.1 处治方法选择

根据路面技术状况数据对该路段进行评价分析后可知，本次维修路段PQI 为92.96，PCI 为89.25，RQI 为91.67，确定对该微表处实施路段通过预防性养护[2]进行病害处治。对轻微裂缝路段通过灌缝、裂缝贴等方式进行处治；对严重脱皮、龟网裂路段铣刨后实施微表处，提高路面技术状况指数。

4.2 具体处治方案

（1）灌缝。纵、横向裂缝处理时首先对裂缝进行切割开槽之后，采用灌缝胶对裂缝进行封闭。

（2）实施微表处。对该段旧路面进行精铣刨1cm，铣刨后对路面采用灌缝胶进行灌缝，然后实施MS-Ⅲ型微表处，微表处使用BCR 型改性乳化沥青，添加SBR改性剂。

（3）标线恢复。路面维修后，依据《公路交通标志和标线设置规范》对高速公路交通标线的要求，恢复道路导向箭头以及隧道进口振动标线[3]。考虑到对行车道铺筑微表处时，会对铺筑两侧的行车道分界线和行车道边缘线造成污染，对其进行部分标线恢复。

（4）采用环保型融雪剂。在冬季防滑保畅过程中，选择使用符合国家标准的环保型融雪剂，降低对路面的腐蚀。

4.3 微表处控制要点

（1）严格控制微表处混合料配合比设计。不同的混合料对气温、外加水量、填料、外加剂等的敏感程度各不相同，必须事先委托具有资质的单位进行微表处配合比设计。施工前应严格试验段的铺筑验证，并对微表处配合比设计进行湿轮磨耗试验、负荷车轮粘附砂试验等验证。

（2）施工前的设备标定和材料检验，是必不可少的关键点。其中车辆出料量的标定和配比设置又是重中之重。施工前对使用设备要进行标定并做好记录。通过资料查询，砂当量指标对矿料黏土含量的变化情况反映不明显，但矿料的洁净度对微表处的抗水损及耐久性有非常大的影响，对微表处矿料必要时做亚甲蓝试验。胶乳改性剂的作用主要是改善沥青高温稳定性和低温延伸性，增进沥青与石料的裹附性，要严格控制胶乳改性剂质量。微表处的沥青含量显著影响使用性能和寿命，拌合前要通过蒸发残留物试验确定改性乳化沥青中沥青含量，施工现场要对车载油石比进行标定，从而保证微表处混合料沥青含量符合设计及规范要求。

（3）微表处施工前必须对原路面进行预处理。2021年微表处施工前下承层精铣刨拉毛、整平处理后，脱皮现象明显减少。因此，在微表处施工前必须对路面病害进行彻底处治，并采用精铣刨对路面进行铣刨，提高微表处质量[4]。

5 结束语

本文对G1816 乌玛高速公路康家崖至临夏段微表处使用情况进行跟踪观测，对其纵、横向裂缝、微表处脱皮等病害产生的机理进行分析，并针对性地制定处治方案：严格控制微表处混合料配合比设计、施工前的设备标定和材料检验以及对原路面进行预处理等。采取这些措施对微表处施工技术进行优化，提高了微表处的使用寿命，降低了养护成本。实践证明，微表处作为高速公路预防性养护的主要技术，做好微表处的跟踪观测、病害分析、处治方案选择是进一步提高微表处施工和养护质量的重要手段。