經(jīng)緯

關(guān)鍵詞： 瀝青路面 公路工程 早期破壞 措施分析

中圖分類號： TU753 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）15-0126-04

近年來，我國愈發(fā)重視高等級公路建設(shè)工程，高等級公路瀝青路面設(shè)計、施工和檢測技術(shù)愈發(fā)先進，公路施工工藝和建設(shè)質(zhì)量水平日漸提升，公路路面耐久性能也得以大幅度提高。但在公路投入使用后，受多重因素影響，瀝青路面仍然存在早期破壞問題，嚴重影響了路面使用?；诖?，施工單位要加大對公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象的研究力度，采取有效舉措，解決這一難題，進而從整體上優(yōu)化瀝青路面性能，延長其使用周期。

1 影響公路瀝青路面質(zhì)量的因素

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計影響

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)與否直接關(guān)系公路瀝青路面病害的形成，因此，路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題不容忽視。在公路瀝青路面設(shè)計實踐中，部分設(shè)計人員存在盲目設(shè)計行為，并未結(jié)合工程所處區(qū)域氣候和交通條件，立足工程具體情況，對路面結(jié)構(gòu)科學(xué)加以設(shè)計和匹配，此種情況下，導(dǎo)致公路竣工投入應(yīng)用后，瀝青路面結(jié)構(gòu)難以契合行車要求，出現(xiàn)早期破壞。

1.2 材料質(zhì)量影響

公路瀝青路面瀝青混合料成分具有多樣化特點，主要由礦粉、瀝青和粗細集料等構(gòu)成，為保障瀝青混合料的質(zhì)量，須對不同施工材料的配合比合理進行設(shè)計[1]。同時，施工單位也要關(guān)注各項材料的質(zhì)量，落實質(zhì)量管控工作，避免因材料配比不合理和材料質(zhì)量問題誘發(fā)路面病害。

1.3 施工操作影響

在瀝青路面各項施工操作中，施工單位所選擇的施工技術(shù)與工藝也會直接影響瀝青路面質(zhì)量，故施工單位要科學(xué)落實路基處理工作，強化路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免其在后續(xù)階段出現(xiàn)沉降問題。同時，施工單位也要結(jié)合公路工程具體施工進展，落實各項施工安排，如氣候條件較為惡劣，則要考慮氣候?qū)κ┕げ僮鞯挠绊?，適當(dāng)延后瀝青攤鋪作業(yè)時間。

1.4 養(yǎng)護操作影響

在公路瀝青路面竣工、公路正式投入應(yīng)用后，施工單位還要對公路路面加以養(yǎng)護，防止瀝青路面出現(xiàn)早期破壞問題。通過施工單位高效、科學(xué)的養(yǎng)護工作，瀝青路面早期破壞發(fā)生風(fēng)險顯著降低。

2 公路瀝青路面早期破壞成因分析

公路工程瀝青路面早期破壞可分為裂縫、沉陷、車轍、網(wǎng)裂、松散等，本環(huán)節(jié)對其成因一一予以剖析。

2.1 裂縫成因

公路瀝青路面裂縫又可分為橫向裂縫和縱向裂縫兩種。從橫向裂縫形成來看，主要由如下4 個方面因素引起[2]：一是施工人員在瀝青攤鋪階段，對施工縫未加以科學(xué)處理，則瀝青路面在投入應(yīng)用后即有很大風(fēng)險誘發(fā)橫向裂縫；二是施工階段施工人員碾壓操作不科學(xué)，也會致使公路瀝青路面表面出現(xiàn)細微裂縫；三是因施工人員在瀝青攤鋪操作時未考慮天氣因素，也會導(dǎo)致瀝青表層受溫度影響，出現(xiàn)收縮問題，產(chǎn)生裂縫，即施工人員在進行攤鋪作業(yè)時，受溫度影響，瀝青表層會對應(yīng)收縮，在收縮應(yīng)力大于路面結(jié)構(gòu)抗拉應(yīng)力情況下，即會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)裂縫；四是地基沉降在一定程度上也會導(dǎo)致公路瀝青路面出現(xiàn)橫向裂縫[3]。從縱向裂縫形成來看，主要由如下因素引起：一是施工人員在攤鋪瀝青混合料時，如對縱向接縫位置處理不當(dāng)，壓實度難以契合相關(guān)要求，即會產(chǎn)生縱向裂縫；二是地質(zhì)條件影響，部分位于丘陵低洼處的公路路段，因長期受河水沖刷，地基含水量會顯著增加，如施工人員未對其進行特別處理，或未對回填材料加以控制，即會導(dǎo)致路面縱向開裂；三是新舊路拓寬交接問題，為滿足我國日漸增長的交通需求，施工單位會對舊路進行加寬，相比于新路而言，舊路路面密實度更高，且新舊路基泊松比、回彈模量存在差異，故二者荷載傳遞并不一致，在新舊路交接處，沉降差別會直接導(dǎo)致接縫處路面縱向開裂。

2.2 沉陷成因

在荷載壓力較大的瀝青路面路段中，沉陷問題較為多見，因路面長期受行車荷載影響，致使地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降。同時，路面基層局部破壞、原材料拌和不均勻和原材料變異性大也是導(dǎo)致公路瀝青路面出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象的重要原因。

2.3 車轍成因

公路瀝青路面在投入應(yīng)用后，如瀝青路面質(zhì)量不理想，在行車反復(fù)荷載作用下，就可能形成帶狀凹槽，即為車轍。從車轍問題出現(xiàn)成因來看，與瀝青混凝土級配穩(wěn)定性聯(lián)系顯著。當(dāng)然，如公路基層、面層壓實力度不理想，路面在反復(fù)行車荷載下，結(jié)構(gòu)也會隨之變形。另外，因設(shè)計單位缺乏具體考量，部分新建公路在正式運行后，并未嚴格限制車輛載重，當(dāng)車輛載重過高超出公路承載力后，車轍問題出現(xiàn)風(fēng)險也會明顯增加。

2.4 網(wǎng)裂成因

瀝青路面公路在運行階段，如結(jié)構(gòu)強度和底層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，則在外力作用下，路面很容易出現(xiàn)縱橫交錯的裂縫，即為網(wǎng)裂[4]。同時，在公路瀝青路面使用年限過久缺乏養(yǎng)護的情況下，公路老化也會形成網(wǎng)狀裂縫。

2.5 松散成因

在瀝青混合料黏結(jié)度差、混合料中礦料過多瀝青材料過少的情況下，公路瀝青路面整體黏結(jié)度即會受到影響，即會造成路面松散問題。另外，在公路瀝青路面水損壞情況嚴重下，也會誘發(fā)這一問題。

3 公路工程瀝青路面早期破壞問題處理措施

3.1 科學(xué)設(shè)計路面結(jié)構(gòu)

公路工程施工單位在設(shè)計瀝青路面結(jié)構(gòu)時，要摒棄以往階段性、單一的設(shè)計方式，立足工程實際情況，綜合考慮工程區(qū)域內(nèi)氣候條件、環(huán)境因素和地質(zhì)情況等，確定合理的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。具體而言，施工單位應(yīng)遵循如下幾點原則。

（1）應(yīng)確保路面各層結(jié)構(gòu)類型契合公路等級、區(qū)域自然環(huán)境和交通量等條件要求，科學(xué)提升基層材料強度，強化基層材料穩(wěn)定性。

（2）應(yīng)對各結(jié)構(gòu)層功能和使用要求予以考量，確保路面結(jié)構(gòu)適應(yīng)行車荷載作用。通常情況下，公路的瀝青路面面層發(fā)揮著結(jié)構(gòu)性、功能性作用，故施工單位在選擇材料時，要關(guān)注材料的耐久性、抗滑性和密實性等，科學(xué)落實瀝青混合料配合比設(shè)計工作。在此基礎(chǔ)上，細致分析公路瀝青路面表面層、中、下面層和下面層功能，確保表面層平整密實、穩(wěn)定耐久、抗老化、抗低溫性能良好；中、下面層密水性、抗剪強度和抗剝離性良好；下面層抗疲勞性能良好[5]。另外，施工單位也要關(guān)注基層作用，在行車數(shù)量少、荷載壓力弱的路段，應(yīng)用碎石柔性基層；對于行車數(shù)量多、但重載車輛少的路段，應(yīng)用半剛性基層；在行車數(shù)量和重載車輛皆多的路段，可應(yīng)用半剛性基層，科學(xué)改進結(jié)構(gòu)關(guān)系，進而從整體上強化結(jié)構(gòu)受力性能。

（3）施工單位應(yīng)保障瀝青路面各結(jié)構(gòu)層厚度合理，確保其與公路等級、區(qū)域氣候水溫條件和交通量等相匹配。同時，為確保施工操作有序開展，還應(yīng)對路面結(jié)構(gòu)層次和材料變化予以控制。一般而言，公路瀝青路面面層厚度普遍在12～18 cm 的區(qū)間內(nèi)，一級公路瀝青面層厚度則在10～18 cm 的區(qū)間內(nèi)，二級及以下公路瀝青路面面層厚度則要結(jié)合交通量情況和設(shè)計規(guī)范內(nèi)容予以確定。

（4）施工單位要綜合考慮各種自然因素作用，保障瀝青路面的穩(wěn)定性。在不同氣候地區(qū)進行瀝青面層設(shè)計工作時，施工單位要有所側(cè)重：高溫地區(qū)要應(yīng)用高溫性能理想的骨架嵌擠型密級配瀝青混凝土；潮濕多雨地區(qū)則要應(yīng)用密實防水的瀝青混合料。

3.2 嚴格把控材料質(zhì)量

一方面，施工單位要保證原材料選用的合理性和科學(xué)性，在選擇瀝青材料時，要關(guān)注材料的抗老化性能和黏度情況。在具體公路路面施工階段，也可結(jié)合工程具體特點和路面施工要求，于瀝青材料內(nèi)添加適量的特定改性劑，以強化瀝青材料使用性能。同時，施工單位在選擇集料時，應(yīng)關(guān)注骨料的硬度和耐磨性，關(guān)注骨料含水量，對含水量嚴格進行控制。例如：骨料酸性值過大，也可于其內(nèi)添加適量的石灰粉，保障骨料抗剝落性能，確保原材料合理應(yīng)用于瀝青路面施工實踐中。

另一方面，施工單位要對混合料進行科學(xué)配比?？v觀以往階段下公路瀝青路面施工實踐可以發(fā)現(xiàn)，檢測人員在設(shè)計混合料配比時，難以同時保障混合料高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性。基于此，檢測人員在進行瀝青混合料配比設(shè)計工作階段，要以公路工程所處區(qū)域氣候條件為參照，結(jié)合公路工程具體行車需求，平衡公路瀝青路面表層特性和耐久性二者關(guān)系，確定最優(yōu)的配比方式。當(dāng)然，如有需要，也可應(yīng)用改性瀝青材料，強化公路瀝青路面使用性能。

3.3 強化路面施工管控

第一，在基層施工技術(shù)方面，施工人員要對粗細骨料粒徑和骨料含水量予以控制，應(yīng)用科學(xué)有效的碾壓方式，強化基層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提升基層結(jié)構(gòu)強度。同時，為提升路面基層、表層間的黏結(jié)度，施工人員可從提升基層頂面粗糙度著手，從整體上強化路面基層結(jié)構(gòu)質(zhì)量。第二，在進行透層油和黏層油攤鋪操作時，施工人員要明確基層結(jié)構(gòu)情況，如基層結(jié)構(gòu)為水泥穩(wěn)定類型，則可選擇乳化瀝青進行透層油攤鋪。在攤鋪前期施工人員要對路面表層加以清潔和處理，在具體攤鋪階段，施工人員也要對瀝青灑布車的速度和攤鋪量予以控制，始終保持車輛勻速行駛，避免車輛經(jīng)過之處出現(xiàn)留白等問題[6]。第三，在面層攤鋪施工方面，施工人員需對混合料溫度予以控制，以施工方案為參照，確定攤鋪距離。通常情況下，須確?；旌狭蠝囟仍?45～175 ℃的區(qū)間內(nèi)。在具體攤鋪操作期間，應(yīng)確保混合料攤鋪厚度均勻，應(yīng)用專業(yè)的配套壓實設(shè)備，對混合料進行碾壓，并將設(shè)備行進速度控制在2 m/min。同時，要關(guān)注混合料空隙度，根據(jù)混合料空隙度大小，確定具體的碾壓次數(shù)。最后，須對接縫位置情況予以關(guān)注，如接縫位置出現(xiàn)重疊情況，則可對其進行人工處理，確保接縫處緊密性良好。

3.4 構(gòu)建公路養(yǎng)護機制

在公路瀝青路面竣工后，施工單位要秉持動態(tài)化觀念，科學(xué)監(jiān)管瀝青路面運行情況，構(gòu)建公路養(yǎng)護機制，強化公路養(yǎng)護力度，提高公路工程施工效果。具體而言，需從如下幾方面著手。

一是成立專業(yè)的養(yǎng)護隊伍，落實公路日常管理，采取有效技術(shù)手段，確保公路強度和通車狀態(tài)良好。以《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50-2017）為依據(jù)，可知不同等級公路瀝青路面強度標準存在差異，故施工單位要結(jié)合公路具體等級，確定公路養(yǎng)護強度，以此保障公路瀝青路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量。表1 為不同等級公路瀝青路面強度標準情況。

二是施工單位要結(jié)合公路所處位置氣候條件和公路具體狀況，針對性制訂早期養(yǎng)護方案，公路瀝青路面早期養(yǎng)護方法可分為霧封層、微表處理、薄層罩面和稀漿封層4 種。（1）霧封層：該項技術(shù)指的是施工人員可在公路瀝青路面均勻噴灑改性乳化瀝青等，填補瀝青路面縫隙，于第一時間內(nèi)粘結(jié)路面松散集料，修復(fù)老化瀝青路面。（2）微表處理：該項技術(shù)指的是施工人員按照一定的比例，將水、集料和改性乳化瀝青等加以混合，均勻攤鋪于公路瀝青路面，待其冷卻后形成可養(yǎng)護路面的封層。微表處理技術(shù)施工效率高、節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢強，且應(yīng)用成本較低。（3）薄層罩面：該項技術(shù)指的是施工人員將熱瀝青物料均勻攤鋪于公路道路面層，并嚴格把控攤鋪厚度，預(yù)防公路工程整體性能下降，提升公路抗滑性能。但該項技術(shù)成本相對較高。（4）稀漿封層：該項技術(shù)可有效恢復(fù)公路瀝青路面平整度和抗滑性，可有效解決輕微車轍問題，在優(yōu)化公路性能、延長公路使用周期方面有著理想的價值。

4 結(jié)語

總而言之，在我國經(jīng)濟建設(shè)階段，公路扮演著重要的角色，在推動我國社會發(fā)展方面作用顯著。目前，瀝青材料憑借著其所具有的優(yōu)越價值，得以在公路路面廣泛應(yīng)用，但在公路瀝青路面應(yīng)用早期，受多重因素影響，很容易導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)不同類型的病害。因此，為保障公路瀝青路面施工和運行質(zhì)量，施工單位有必要對瀝青路面早期破壞成因予以分析，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建有效處理措施，解決公路瀝青路面早期破壞問題，提升公路瀝青路面施工質(zhì)量，進而從根本上推動我國公路建設(shè)事業(yè)長遠進步。