高速公路沥青路面破坏的成因与处理方案分析
何维
摘 ?要：沥青路面长期受行车荷载及自然因素影响，势必会产生早期病害，例如裂缝、坑槽、车辙等，若无法及时的处理，病害将持续扩展，从而出现大范围破坏，将对行车舒适性及安全造成严重影响。在沥青路面病害中，裂缝及坑槽危害大、频率高，其破坏成因及修补方案一直是路面养护技术研究的重点。为此，该文分析了常见沥青路面破坏类型及产生原因，并探讨了沥青路面裂缝及坑槽修补方法，最终决定选择灌缝法、冷凿热补施工工艺进行裂缝、坑槽修补，以期全面提高路面施工质量。
关键词：沥青路面;破坏成因;灌缝法
中图分类号：U416 ? ? 文献标志码：A
0 引言
自沪嘉高速公路（1988年）通车运营至今，当前我国高速公路总里程已超过了14万 km，跃居世界首位。近年来，随着国民经济增长速度的不断加快，我国已形成了基本完善的公路网，公路建设规模也在急速扩展。但随着交通量的迅速增长，我国早期修建的大多数公路工程已步入了大中修阶段，此类公路多以沥青路面为主，在行车荷载与自然因素长期作用下，多数路面已呈现出了不同程度的病害问题，例如裂缝、坑槽、车辙和沉陷等，在此类病害中，裂缝与坑槽最为常见，影响范围最大。若不重视此类危害，不及时处治，将会对路面使用性能及行车安全造成严重影响。为此，做好沥青路面病害防治工作显得尤为重要。
1 常见沥青路面破坏类型及产生原因
随着社会经济的快速发展，我国公路工程建设规模逐步扩大。沥青路面作为高等级公路常见路面类型，在新技术、新工艺、新材料不断涌现的今天，沥青路面使用性能也得以有效改善。与此同时，沥青路面养护修补技术水平也得到了快速提升，对常见沥青路面破坏类型的定义也发生了改变。综合考虑国内外相关研究，可将沥青路面破坏类型分为2类，即结构性破坏与功能性破坏，结构性破坏，将大幅降低沥青路面各层结构承载力，而功能性破坏将会对路面的正常使用造成严重影响，甚至给行车舒适性及安全带来严重威胁。当前，一般将坑槽、松散、沉陷和车辙等归纳到功能性破坏，而将龟裂、反射裂缝、纵横向裂缝等归纳到结构性破坏。
2 工程概况
某高速公路工程总长度为34.2 km，为双向6车道，通车运营多年后，因交通量不断增长，在行车荷载及自然因素的长期作用下，路面出现了不同程度的病害问题，例如裂缝、坑槽、车辙和沉陷等，经路面勘查可见，路面使用性能指数已出现下降趋势，为改善路面使用性能，必须针对路面破坏问题，采取处理方案进行修补施工。经实地勘察可见，沥青路面破坏形式中，出现最多的为裂缝、坑槽，此类病害的大量出现，将严重影响沥青路面的使用寿命，为更好地提升工程质量，必须结合现场实际情况，多方考虑各种因素，及时进行有效处理。为此，该文仅对裂缝及坑槽的修补进行分析。
2.1 裂缝处理方案
针对沥青路面裂缝修补多选择灌缝法，常用的开槽、贴缝2种方式，开槽是指通过开槽机在灌缝前将一道封料槽设于裂缝处。贴缝是指事故过程中灌缝沥青高出路面一些，达到“盖帽”作用，从而达到提高裂缝黏结力的作用，并避免雨水下渗。此类修补方法主要应用于纵、横向裂缝。传统的灌缝方法是直接将加热后的沥青灌入裂缝，简单、成本少，但无法灌入沥青路面内部，仅作用于表面，根本无法满足黏结力需求，将出现再次开裂的现象。为了保证施工质量，该文决定选择一种新型裂缝修补技术，高渗透液态灌缝修补技术。其技术原理为利用原材料、催化剂之间的化学反应填满裂缝，在反应过程中原材料可产生膨胀作用，从而灌满整个裂缝，满足灌缝效果。
2.2 坑槽处理方案
相比传统的沥青路面坑槽修补技术，冷凿热补工艺属于填挖式修补法，被称为“永久性”修补工艺，处理效果更好。这种施工工艺需要先按照修补范围将和行车方向平行或垂直的轮廓线划出，随后将路面破坏处挖除，并进行修补边缘的切割，最后根据挖填方式进行施工。在坑槽处理中，采用冷凿热补工艺，修补效果良好，可达到施工目的。
3 高速公路沥青路面破坏处理措施
随着市场经济的迅速发展，我国公路网功能日益完善。高速公路作为公路网的主要构成部分，在行车荷载及自然因素的长期作用下，极易引发沥青路面破坏问题，从而对路面使用性能、路基强度及稳定性造成严重影响。在交通量不断增长的今天，为了保证路面质量，必须结合工程现场实际情况，采取科学、有效的措施进行处理，只有这样才能更好地提升工程质量，该文针对本路段最常见的2种病害，即裂缝与坑槽，采取高渗透液体灌缝修补工艺及冷凿热补施工工艺进行修补，从而有效提升工程质量，改善路面使用性能。具体施工工艺如下。
3.1 高渗透液态灌缝修补施工工艺
该工程通车以来，基层混凝土面板裂缝以向上面层反射，裂缝宽度范围在2 mm～7 mm，且有大量纵、横裂缝产生于路面，对路面美感性、外觀质量影响较大。尤其是夏季多雨季节，通过裂缝雨水不断下渗，将对路基稳定性造成严重影响，从而危及行车安全。针对这种情况，该文决定选择高渗透液态灌缝法进行处理。
3.1.1 材料性能
该文选择灌缝料由2种高聚物混合形成，能够克服传统施工法的很多缺陷，在路面修复方面作用良好。将高渗透液态灌缝材料的2种高聚物成分设定为A组份（黑色液体）、B组份（淡黄色液体），按比例配置需样品检测，则其材料性能指标见表1。由此可见，在性能方面，高渗透液态材料性能良好，可作为灌缝修补材料。
3.1.2 施工流程
施工流程如下。1） 封闭工作面。施工现场整齐摆放各标志牌，保证施工安全。2）清缝。针对裂缝处可通过钢刷进行2～3遍涂刷，随后利用空压机将裂缝内杂物清理干净，保证缝内清洁。3）涂刷介面剂。清理干净裂缝之后，需要在裂缝处均匀地涂抹介面剂，从而增强灌缝料和路面之间的黏结力。4） 灌缝料配制。按比例向灌缝机内合理掺加A、B 2种材料，常温下，高渗透灌缝材料即可使用，无需加热导热油。5）灌缝。完成上述作业后，即可进行灌缝施工。要根据裂缝宽度，合理选择灌缝设备。若裂缝宽度在3 mm以内，直接选择灌缝喷枪即可，若裂缝宽度在3 mm以上，则选择注入棒即可。
3.2 冷凿热补施工工艺
3.2.1 清理坑槽
当沥青路面被破坏之后，坑槽内极易落入杂物，特别是在开槽时，需要将坑槽内的水分、杂物清理干净，从而保证修补材料与路面之间能够黏结充分，一般小颗粒杂物，如灰尘等可直接选择压缩空气、热空气吹干净即可，而块状杂物，则需人工清理。为保证坑槽干燥，需通过加热设备加热处理槽壁、地面部位。
3.2.2 涂抹黏结剂
开槽之后，坑槽底面、槽壁面极为平滑，当修补沥青混合料直接掺加之后，会大大降低新旧沥青路面的黏结力，为此，通常都会将一层黏结材料先喷洒到坑槽壁上，从而增强两者间的黏结性能。一般采用改性沥青、乳化沥青等材料作为黏结剂。
3.2.3 摊铺修补料
根据施工要求，可选择2种方式制备沥青路面修补混合料，其一，现场拌和，可有效做好用量控制工作，但配合比方面控制难度较大。其二，选择完成拌和的修补料，在保存、运输环节需做好加热、保温等工作，为此该文选择第二种方法。根据要求，再准备好修补沥青混合料，通过机械设备将其放入坑槽内，随后通过人工方式摊铺平整，但必须合理地控制混合料温度，不宜过低，避免压实度不足。
3.2.4 混合料碾压
在坑槽内加入一定量的沥青混合料进行均匀摊铺之后，需做好混合料碾压施工，保证混合料压实度满足设计要求，若无法充分压实坑槽，在车轍作用下，极易出现脱落、松散等问题，甚至产生二次破坏。为此，必须重视混合料碾压施工质量。要求按照“边缘—中间”的顺序进行坑槽碾压。
3.2.5 开放交通
完成修补坑槽施工之后，若坑槽附近散落有废料，需及时清理干净，并回收整理所有施工工具。待热拌沥青混合料冷却到一定程度之后，即50℃以下，即可开放交通。
4 结语
综上所述，自改革开放以后，我国交通运输事业得到了突飞猛进的发展，高速公路建设里程越来越长。但随之而来的还有路面病害问题。裂缝、坑槽作为沥青路面主要病害，一直以来都是国内外急需攻克的技术难题。裂缝及坑槽病害的产生，不利于路基路面稳定，更会影响行车舒适性及安全。在雨水、高温、冻融等自然因素长期作用下，又会造成水损坏，加剧结构破坏程度，严重影响公路通行能力及服务能力。为此，必须做好沥青路面病害防治工作。该文通过灌缝法、冷凿热补施工工艺进行裂缝、坑槽修补，可全面提高路面施工质量，推进我国公路建设事业持续、健康发展。
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