高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策

范永福

（红河州公路路政管理支队，云南 蒙自 661100）

0 引言

近年来，国家经济发展迅猛，随着“内通外联”的现代化交通体系的构建，使公路网络布局得到不断完善，以推动公路工程的发展进入“快车道”，由于车辆的增加和人们安全意识的提高，为保障国家基础设施的建设，高速公路的沥青路面的使用年限备受全社会的广泛关注。沥青混凝土具有良好的适应性和行驶舒适性，在公路工程中扮演着至关重要的角色。然而，沥青路面在长期使用中经常出现裂缝、塌陷、车辙等问题。如果不了解具体情况，及时制定改进措施，完善建设方案的话，就会造成无法弥补的后果。基于此，本文首先对沥青路面的早期损坏问题进行研究分析，然后提出有针对性的养护措施，以期提高沥青路面的使用年限，保障人民群众的切实利益。

1 高速公路大修工程概况

1.1 项目概述及主要指标

本项目为高速公路全线维修工程，施工里程145km，双向四车道，设计计算行车速度60km/h。路基宽度为20.5～22.5m，中央分隔带宽度为1.5m，内侧路缘带宽度为2×0.5m/0.25m，行车道宽度为2×2×3.5m，硬路肩宽度为2×2.5m/1.5m，土路肩宽度为2×0.5m。行车道及硬路肩路拱横坡为2%，土路肩横坡为4%。

1.2 自然地理条件

路线所经区域地处低纬度亚热带高原型湿润季风气候区，在大气环流与错综复杂的地形条件下，气候类型多样，具有独特的高原型立体气候特征。四季不甚分明，但干、雨季节区分较为显著，每年5—10 月为雨季，降雨量占全年降雨量的80%以上，其中连续降雨强度大的时段主要集中于6—8 月，且具有时空地域分布极不均匀的特点。

1.3 路面维修原则

对路面进行调查和检测是分析路面使用性能、评价路面承载力、形成维修设计方案的依据，本项目采用沿线踏勘、无损检测、钻芯、交通分析等多种检测与评价方法。本次维修设计的维修原则如下：①以恢复和保持道路的良好服务水平、延长路面的使用寿命为主，在确保设计方案的合理性和可行性的前提下，通过优化方案，尽量降低工程造价。②根据路面检测数据及现场调查，确定维修路段及维修设计方案。③根据病害原因及程度优化维修设计方案，控制投资规模；在不超投资计划的前提下适当提高维修标准。

1.4 路面结构

原路面结构：上面层为4cm 细粒式改性沥青混凝土（AK-13A）；中面层为5cm 中粒式沥青混凝土（AC-20I）；下面层为粗粒式沥青混凝土（AC-20I）；水泥混凝土稳定基层厚度25～30cm；15cm 厚级配碎石底基层。

路面结构大修后，局部路面结构改为：沥青路面上层为4cm SBS 改性沥青混合料AC-13C 或微表处路面，其中4cm SBS 改性SMA-13 用于车辙严重路段；中面层为5cm SBS 改性沥青混合料sma20 或AC-20C；下层6cmac-25c；水泥混凝土稳定基层厚度为25～30cm；沥青混凝土路面的结构不会改变。设计参考期为10年。

1.5 建设规模、性质及技术指标

（1）建设规模：高速公路全线维修长度145km，上面层维修1445880m2；中面层维修803292m2；下面层维修431579m2；水稳层修补157886m2；微表面处理471420m2；修复了97 座桥梁。预算金额：40479 万元。

（2）主要材料的实际消耗量：石油沥青3172t；改性沥青10154t；乳化沥青134t；砾石319083t；沥青混凝土5646t。

1.6 高速公路目前存在的问题

目前主要存在以下问题：

①超车道部分路段有单条裂缝，采用热沥青罐缝后铺筑微表处后，出现局部裂缝反射。②上面层表面泛黄。③纵向接缝处不紧密、平顺。④微表处表面托痕、坑点。⑤行车道沥青表面不密实，存在离析现象。⑥超车道微表处横接缝不密实，存在离析现象。⑦沥青面层有纵向裂缝。⑧超车道微表处有坑槽。⑨路面局部污染。⑩超车道边缘线有刮痕、网裂。超车道边缘线有污染。行车道路面坑槽。行车道路面表面离析。行车道路面有油丁和行车道路面有油疤。行车道微表处破损，行车道微表处面料明显散失。行车道新老结合处有错台。行车道路面车辙。微表处拉槽、破损。边缘线被泥沙污染和边缘线局部被沥青污染。行车道、超车道有网裂。

1.7 维修方案

1.7.1 针对铣刨沥清上面层的铺设

将铣刨面清理干净，对中面层上轻微裂缝采用70号热沥青灌缝后，设置SBS 改性沥青预拌碎石封层，采用4cm 厚细粒式改性沥清混合料AC-13C 摊铺回填碾压密实顺接原路标高。

1.7.2 针对铣刨沥清上、中面层的铺设

将铣刨面清理干净，对下面层上轻微裂缝采用70号热沥青灌缝后，中面层下SBS 改性沥青封层，摊铺5cm厚沥清混合料AC-20C 沥青层，并碾压密实后设置PCR乳化沥青作为粘层，最后采用4cm 厚细粒式改性沥清混合料AC-13C 摊铺回填碾压密实顺接原路标高。

1.7.3 针对铣刨沥清上、中、下面层的铺设

将铣刨面清理干净，对基层上轻微裂缝采用70 号热沥青灌缝后，在基层上洒布PC-2 乳化沥青透层后，摊铺6cm 厚沥清混合料AC-20C 沥青层，并碾压密实后设置PCR 乳化沥青作为粘层，然后摊铺5cm 厚沥清混合料AC-20C 沥青层，并碾压密实后设置PCR 乳化沥青作为粘层，最后采用4cm 厚细粒式改性沥清混合料AC-13C 摊铺回填碾压密实顺接原路标高。

1.8 沥清混合料的设计和技术指标

1.8.1 沥清混合料的矿料级配

沥青混合料的良好级配是保证结构层功能、便于施工、不容易离析的基本要求，各结构层连续施工，连结为一个整体，发挥各沥青结构层中的最佳效能。沥青混合料级配不合理时，造成施工困难，成型不稳定，无法发挥沥青结构层的基本功能，影响路面使用性能和寿命。根据规范要求，施工采用的各沥青混合料级配应根据材料情况由现场实验获得。需要注意的是工程设计级配范围仅作为选择级配曲线的依据，不作为评定施工级配是否合格的依据，级配的选择根据原材料的相关性质确定，级配范围根据工程实际所采用的矿料可能进行进一步的调整。

1.8.2 沥清混合料配合比设计及技术要求

沥青混合料配合比设计采用马歇尔试验配合比设计方法，在配合比设计的基础上进行沥青混合料高温抗车辙性试验、水稳定性检验、低温抗裂性检验和渗水试验，并满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的技术要求。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程应加强跟踪监测，严格控制进场材料的质量，如发现沥青混合料的矿料级配及其他技术指标不符合要求，应及时调整配合比，必要时重新进行配合比设计。

2 沥青路面早期损坏的原因

沥青路面损坏的原因有很多，比如交通荷载和自然环境因素。但到目前为止，还没有一个标准的定义，但业内总结出两种普遍的表现形式：①公路路面随着使用年限的延长在两三年后或多或少会受到损坏。例如，网格裂缝，车辙、坑洼等是常见的早期损坏现象。造成这种现象的根本原因是施工质量问题，重点是采购不合格材料和施工管理不到位。②在高速公路建设中，对路面的使用寿命有明确的要求，不符合要求的损坏也属于早期损坏。一般来说，道路的寿命约为15 年，有些设计甚至长达20 年。如果使用七八年后，未进行全面的维护，就会产生裂缝、沉降、浸油、表面抗滑不足等情况，这也应归因于沥青路面早期损坏。

3 选择沥青混凝土作为路面材料的原因

3.1 重量大、较稳固

沥青混凝土因自身重量较大、比较稳固，而且安装的操作简单便捷、可操作性强，适合承载质量比较大的物体。

3.2 沥青混凝土的经济效益高

虽然国家大力倡导绿色工程，推广清洁型环保技术，但是当我们进行公路工程建设的时候，因技术层面的原因，仍会产生一定量的工业垃圾。这时候，我们可以利用大量的工业垃圾制造沥青混凝土，实施资源的回收利用，提高资源的利用率，提升企业的经济效益。同时，因为沥青混凝土材料的组织材料来源丰富、多种多样，并且可以与其他材料复合使用，增强材料自身的特性，提升强度和稳定性，大大的提升了工程的质量，所以沥青混凝土材料的价格不高，经济性好，适用于大多数公路工程。

3.3 易加工，可操作性强

由于沥青混凝土材料易加工变形成各种形状、各种尺寸大小的构件，在对高速公路的路面进行铺设时，施工单位可用于沥青混凝土加工的时间短暂，使得安装的时间大大缩短，可以明显缩短工程工期，提高工程质量，提升施工效率。

4 造成沥青路面早期损坏的主要原因

对于一些较为落后的地区，公路工程项目虽然微小，但受益的人民群众庞大，是一项广受全社会关注的热点工程。加之其所需的政府投资数目较少，对所需的技术水平要求较低，即使是技术落后，经济欠发达的偏远的地区，依然可以满足公路工程所需，一跃成为社会重点关注的“民生”话题。由于公路工程的施工管理水平是高速公路建设质量的前提和基础，所以针对高速公路施工管理存在的问题制定实际的解决方案是提升公路工程质量的关键举措之一。

4.1 在沥青混凝土路面质量管理中存在问题的原因

近年来，我国公路建设规模和进程不断扩大，技术水平不断提高，质量管理较前几年有了很大提高，但仍存在一些影响公路建设总体水平的问题。①施工难度大，工期短。我国公路建设任务较重，涉及建设单位较多，地形地质条件比较复杂，在一定程度上增加了施工难度。工程建设中存在许多不确定因素，增加了质量管理的难度，对工程投资和管理提出了新的要求。②公路工程设计变化多，施工不稳定因素多。公路工程的施工设计更为重要，设计变更复杂且不可预测[1]。

4.2 沥青混凝土路面质量管理存在的问题

4.2.1 质量管理模式固定且单一

目前，公路工程行业的大多数模式都是基于承包方式。施工方是整个建设项目组织的关键，劳务输出模式所占比例最大。然而，在这种模式下，工程建设的质量和效果并不是很理想。目前，在我国公路工程建设中，除技术含量高、需要采用新材料的施工技术外，大部分施工作业由施工队完成，公路工程所需的机械设备和施工材料由对应企业提供。

4.2.2 质量管理工作尚未完善

在公路工程建设的过程中，我们不够重视沥青混凝土路面的质量管理，大多仍采用粗放式的管理模式，这对公路工程建设相关人员的意识和综合素质要求很高。然而，公路工程建设涉及人员较多，综合素质参差不齐。基于此，粗放式的管理模式不适合公路工程质量管理。对于专业化、系统化的公路工程，采用集约化管理模式更为合适。粗放型管理模式在规范人员行为过程中的作用不够明显，难以发挥良好的管理作用。此外，施工方对公路工程质量管理缺乏重视也是目前存在的大问题。在公路工程建设过程中，各种问题导致管理混乱，施工数据的松弛严重延误了施工进度，甚至对工程的安全和质量造成了不可弥补的危险。

5 提升沥青混凝土路面施工技术的控制重点

5.1 控制原材料的选择

沥青混凝土路面质量的控制重点是控制混凝土的原材料。材料供应商的选择是关键要素之一，选择信誉好、能力强的厂家作为原材料供应商，按时、定期采购原材料，可有效保证公路工程对原材料的需求以及施工期原材料的稳定供应。如何选用原材料，应根据工程实际需求，严格检测沥青混凝土的化学组成、矿物成分和颗粒大小，以达到施工的目的。在使用集料时，应按照精良、实惠的标准获取当地材料，使其在质量和数量上达到建设单位的施工目的。细骨料在施工中的应用，如果因为其孔隙率和细度模数无法满足施工要求，将会直接影响沥青混凝土路面的质量，减少其使用年限。通过施工单位的反复实践，当进行沥青混凝土路面施工的时候，应该采用不含碱性的集料，以确保沥青混凝土的凝结强度。除此之外，必须结合沥青混凝土的相关特性，选择适合的沥青混凝土外加剂。

5.2 控制原材料的运输

在原材料运输过程中，如果运输道路拥挤堵塞，出现恶劣天气及运输人员的错误操作，这样将会直接影响原材料质量。为确保原材料在运输过程中保存完好，可在沥青混凝土进行搅拌的时候，加入一定化学试剂，以减缓沥青混凝土的凝结时间。同时，建议采用搅拌桶进行搅拌，使沥青混凝土在运输过程中保持原有结构，避免沥青混凝土过早产生凝结，影响后期的使用[2]。

6 结语

公路工程本身具有非常高的专业性，要求工程人员需要具备相关的专业素养。综上所述，对高速公路沥青路面早期损坏进行有效防治，即可以延长高速公路性能的同时又可以保证车辆和驾乘人员的安全。对于目前高速公路沥青路面早期损坏，应重点严格控制施工环节，加强后续管理维护，显得尤为重要。