沥青混凝土路面常见病害及养护施工技术研究

［摘 要］沥青混凝土路面是目前广泛使用的一种路面结构。在交通荷载、自然条件等多种因素的共同作用下，沥青混凝土路面出现了各种病害。由于使用年限较长，其病害也越来越严重，如果不对其进行修复，将会对其运行效益产生很大的影响。因此，本文就沥青混凝土路面的各类病害进行了论述。

［关键词］公路；沥青路面；典型病害；养护施工

［中图分类号］TU99 文献标志码：A

近几年，随着我国公路养护技术的不断进步，病害防治作为一项重要的工程项目得到了广泛的关注。目前，我国在沥青混凝土路面的养护方面，还没有专门针对其中一种或几种病害进行系统的研究。但是，病害通常是同时发生的，特别是一些常见的病害，其联系非常紧密。因此，如何判别病害类型，并对其养护技术展开全面分析已成为当务之急。

1 沥青混凝土路面病害分析

1.1 车辙及其成因分析

车辙是一种常见的病害。在这些因素中，压实度是一个重要的内部因子，直接影响着沥青路面的抗车辙能力。当密实度没有达到规定的时候，雨水或其他渠道带来的水分可以迅速地渗入沥青混凝土，而且大部分的水分滞留其中，很难下渗。在车辆荷载下，水分通过路表空隙渗入，对路表材料产生冲刷效应，导致路面稳定性变差，矿料将沿轮迹两侧发生隆起，从而产生车辙。

在外部因素上，温度、车辆荷载变化都会对沥青路面产生不利影响，导致路面结构的刚度系数偏小，流变特性不佳；大坡度路段是易产生车辙的高风险区域，重载汽车在高速行驶过程中，路面长期工作在高应力状态下，超出沥青路面的承载能力，车辙由此形成。图1反映了沥青混凝土车辙病害形成机理［1］。

1.2 裂缝及其成因分析

裂缝是沥青路面常见的破坏形式之一，其形貌可以分为三种：横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝。

按其形成机理，可将横向裂缝分为低温收缩裂缝、温度疲劳裂缝和反射式裂缝三种类型。一是低温收缩裂缝。温度较低时，沥青混凝土会出现较大的收缩拉应力，一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂。二是温度疲劳裂缝。环境中的温度对沥青进行周期性的、重复的作用，使其受到非均匀的受力而产生疲劳裂缝。三是反射式裂缝。反射式裂缝仅发生在半刚性基层上，由于半刚性材料的破坏作用于沥青层，造成裂缝的贯通。

纵向裂纹是由以下几种因素引起的：路面充填材料差、施工未压实及基础不稳定等。路基的纵向开裂主要是由路基填料的不均匀引起的，特别是在雨季时，两边的路堑沟中的水分下渗，会对黏性土的基础产生影响。在土体处于饱和的情况下，随着土体含水率的持续上升，整个地基的承载强度将明显下降，在车轮荷载的作用下，易产生纵裂现象。该类病害多发生在道路外部，随季节变化而发生，春季和冬季是其最易发生的时期，同时由于温度应力的持续变化，在长期的环境影响下，裂缝会逐渐扩大。

网裂是一种局部的沟下塌陷，其成因大致如下：由于半刚性基层中含有大量的素土，当湿度达到一定程度或超出路面的承载力时，就会引起局部易损部位的开裂；基础压实不足或承载力较差；在施工中，由于基层拌和料的不均匀或含水量达不到相应的标准，会造成整个路面的不一致，从而产生网络状裂纹［2］。

1.3 坑槽及其成因分析

坑槽是由于集料在沥青路面上脱落形成的点状凹坑，其成因有多种，如水损伤、冻融损伤、施工及交通荷载等。

一是水损伤。路面表层水分如得不到有效排除，将沿裂隙、空隙等向下渗透，渗透到路面结构层中。水对沥青和集料的粘结强度有较大影响。在反复行驶过程中，水不断地冲刷着集料表面的沥青，造成集料-沥青界面的剥离，形成坑槽；并在此过程中形成大量的水，加快路面的损伤。

二是冻融损伤。由于降雨入渗，地面长期处于湿润状态，湿度极易渗入沥青混凝土的孔隙。冬天，气温持续降低，当气温低于零度时，水会以固体状态凝结，并持续膨胀，影响沥青路面结构中的沥青和骨料的结合。随着温度的上升，固态冰逐渐融化，在车辆荷载作用下，水分会对沥青集料界面造成一定的冲刷，造成沥青路面结构的严重损伤。在长期的冻融作用下，沥青路面出现坑槽，多发生在脱空或压实度不足的地方。

三是施工因素。在工程实践中，若不均匀搅拌、沥青与骨料间的黏结性能将下降、细小骨料在行车荷载下易析出，都可能造成路面局部坑槽；随着混合料的搅拌温度升高，沥青的黏附性降低，自身的脆性增大，导致路面开裂。若拌和温度偏低，摊铺不均匀，压实效果不好，压实效果不好，还易出现坑槽［3］。

四是交通荷载。车辆荷载对水损害与冻融损伤的影响较大，对于坑槽扩展，车辆荷载是主要原因。对于已经出现了坑洞的沥青路面，在车轮的滚动下，会产生额外的冲击载荷，并将其传递到坑边和坑底，大量的碎石在坑中堆积，因而加快了坑槽的扩展。在一定的坑槽尺寸下，车辆最不利速度和最大附着力都存在一个区间；但在车速恒定的情况下，存在一个最大附着力，使得坑宽扩大。

1.4 其他病害及成因

一是波浪与拥包。路基填料劣质、汽车频繁启动与刹车以及刚性及半刚性基层与沥青混合料接触面应力大，面层厚度较薄是诱发此类病害的主要原因。

二是沉陷。路基沉降产生的原因是路基的稳定性被破坏并发生变形。超载是导致路基变形的主要原因，而水的渗入又会导致路基的变形。

三是松散。沥青混凝土表层骨料从表层剥落，并由表层向下层逐渐扩展，骨料与表层沥青间的黏附失去作用，这是导致混凝土剥落的根本原因。

四是泛油。沥青混合料从内到外流动，导致路面的沥青过剩。由于夏季气温高、降雨多，沥青混凝土路面易发生非稳态，高温使其流变性很强，易造成沥青表面渗流，进而造成泛油。

2 沥青路面养护技术分析

2.1 车辙类病害养护技术

一是微表处技术。通过对不同级配的碎石、砂子等材料，以高分子改性乳化沥青为主要原料，在动力条件下，通过添加水及外加剂，对其进行动态拌和。沥青封层是将沥青混合料在道路表面均匀铺设而成。微乳化沥青混合料具有既能充分利用老路又能对原有路面进行保护，还具有对交通扰动小、施工速度快的优点。微表处技术的施工是将乳状沥青拌和物，用配备有摊铺槽的微乳化沥青摊铺车辆，进行均匀摊铺。

二是地热再生技术。地热再生是一种将旧道路加热，回收废弃材料，加入再生剂拌和，再将新拌好的热拌沥青就地铺装、碾压，以恢复路面功能的方法。在道路密度高、交通流量大的情况下，地热再生因其废旧物料利用率高、环境友好、可一次性覆盖等优点而备受关注。地热再生技术的施工工艺是机械准备、再生剂的喷射、铺料、压实。在技术方面，采用现场热再生技术，可以实现连续化施工，旧物料利用率比一次成形方式高。从经济角度来看，如果对同一面积的旧沥青混凝土进行分层，并进行现场热再生、铣刨、铺筑，与采用常规方法处理相同面积的新材料相比，在成本上有明显优势。

三是超薄耐磨层修补工艺。超薄磨耗层是一种新型的路面养护方法，通过特殊的机械作用实现薄层的热拌和沥青混合料的铺设，能够在很短的时间内解决铺面损坏。

四是其他技术。比如，可以采用铣刨加铺工艺、乳化沥青稀浆法等工艺来解决道路问题。目前，铣刨机的研究与使用范围很广，从市政公路养护管理部门到公路养护管理部门，铣刨机已经成为一种普遍使用的设备。传统的铣刨加铺法造价高、耗时长，但是其对沥青路面的各种病害都能起到较强治理效果。采用乳化沥青稀浆法对车辙路面进行维修，要依据经济状况来确定，随着路面投入使用一段时期后，在一些路段上会产生大量的车辙，这些车辙深浅不一，因此采用传统的铣刨和重铺工艺所需的材料更多，成本也比较高。SBR改性乳化沥青作为一种新的道路修复材料，能有效地解决道路维修存在的问题，节约了道路的造价。其工艺流程：对有隆起处进行碾磨—用稀泥浆修补车辙—用轮碾机压实。

2.2 裂缝类病害养护技术

一是灌缝胶修补裂缝。新工艺、新材料应用于公路路面填缝，可提高其强度、承载力，延长其使用寿命。采用密封胶填缝工艺进行裂缝修复，该工艺与车辆的多次荷载交互作用，填缝效果显著。根据施工现场的实际情况，对施工现场进行切割，并采用高压气流对缝隙进行吹扫，清理缝隙内的杂物，在进行填缝前加热，以提高其与沥青的结合能力。将密封剂加热至所需温度，停止工作并进行保温，再用灌缝机将其填满。最后，将细砂填入密封的胶面，室温晾凉15分钟后，再撒上材料进行养护。

二是稀泥浆封层料填塞。随着通车年限的延长，未注浆修补沥青路面在荷载与荷载共同作用下产生开裂，且填料脱落、裂宽增大。对此，可采用稀浆修复。

三是雾封处理轻微裂纹。砂雾封层是一种用于路面预养护的新技术，它采用专用的施工车辆在沥青路面上喷射高渗透率的雾封层材料和砂子，以填补路面微裂缝、孔隙，增强沥青路面的耐滑性和耐久性。该技术可用于沥青路面中有轻、中细粒物质流失的道路，主要是对老沥青路面进行修补，对小裂缝进行修补。采用雾封后，需要测试其抗滑能力［4］。

2.3 坑槽类病害养护技术

一是填塞型坑槽修复工艺。填塞型坑槽修复技术适用于路面的临时性坑槽修复，维修周期短，施工简便。对坑槽进行修复的方法是先对坑槽进行清理，然后填充新的材料，进行碾压。填塞型坑槽修补是在特殊情况下采取的修复方式，其优点是工序简单、施工效率高，尤其是采用高品质的修补材料时，修复效果更佳。尽管气候和温度是决定填充法施工方法的依据，然而，填充材料的质量直接关系路面坑槽的使用年限。沥青混凝土路面主要采用密级配热拌、冷拌两种类型。

二是挖补式坑槽修补技术。在公路坑槽修补的过程中，挖补式陷坑是一种常用的处理方式，其作业程序如下：对不规则的沥青混凝土路面进行剖切，使其呈矩形；全面处理坑槽底部的病害；在坑穴底部及坑壁上洒一层粘层油（如热柏油、乳化柏油或泡沫柏油）；对破损的路面进行回填和碾压，对破损的路面进行修补，以达到提高养护年限的目的；在新旧沥青混凝土接缝处，均匀涂抹沥青类黏结剂（沥青再生剂、速凝乳化沥青等），构成面层。这种方法能更全面修复坑槽，能将路面表层的路用年限延长2～5年，所以，挖补式坑槽修复又称“坑槽永久修复”。

三是热烘法修复坑槽工艺。热烘法修补坑槽技术是利用沥青混凝土路面养护器内建有加热设备——红外线电加热设备，对坑槽部位进行加热，按需添加再生剂、新料，再碾压。它与沥青混凝土路面的工作原理相似，是一项小规模的热再生工艺。热烘式坑槽修复工艺具有原料回收、污染少、环保、节约成本等优点。另外，在修复表面的接缝问题上，采用热缝技术，可以很好地弥补修补面缝的不足。

这种方法需要对坑槽内的沥青进行加热，但是高温会导致沥青老化，影响其服务年限。因此，在加热设备中选择红外线加热。远红外加热是采用红外线照射物体，代替了直接粘贴于沥青路面的方法，这样可以使沥青的加热更加均匀，防止因受热太久而造成的深层沥青因高温而老化，也不会出现因着火、剥落等引起的不稳定现象。但是，红外辐射也有缺点，其加热深度非常有限，当沥青混凝土厚度比较大时，需要通过分层加热来实现，因此不适用于深坑的道路修复。

四是喷浆补坑工艺。这是一种高度自动化和机械化的技术，技术要求高、修复能力强，大致流程为：坑槽修补车喷射高压气流，清除坑槽中的杂物，使之干燥；修复车辆采用喷管喷射填充物。喷灌法的最大特色就是采用自动机械来修补坑槽，在操作上，现场工作人员少［5］。

由于在搅拌过程中掺入了高强度空气，因此在充填过程中，可以对路面进行压实。另外，维修车沥青隔热采用循环冷却水，利用汽车尾气余热供暖。经实验验证，该系统能在极端低温条件下自动运行。

3 结语

当前，公路养护管理从重建设轻养护向重养护转变，这表明，公路养护工作的重要性日益凸显。公路养护研究就是不断地学习和运用新的养护理念，探讨国内外先进养护方法与技术。这样才能突破传统的落后养护模式，更加凸显公路养护工作的价值。

参考文献

［1］朱成元. 沥青混凝土路面常见病害及养护施工技术研究［J］. 科学技术创新，2023（19）：101-104.

［2］申昆. 水泥混凝土路面常见病害及养护施工技术研究［J］. 科学技术创新，2023（19）：105-108.

［3］李志华. 高速公路沥青混凝土路面常见病害及养护技术研究［J］. 城市建筑，2019，16（27）：152-153.

［4］李世杰. 高速公路沥青混凝土路面常见病害及养护技术［J］. 工程技术研究，2019，4（17）：45-46.

［5］周欢，王长久. 高速公路沥青混凝土路面常见病害及养护技术［J］. 交通世界，2019（17）：77-78.

［作者简介］侯文军，男，山东威海人，威海润通公路工程有限公司，中级工程师，本科，研究方向：交通工程。