高速公路沥青路面大修技术探索

摘要:为探讨高速公路沥青路面大修的关键技术，采用工程实例结合理论实践的方法，立足高速公路沥青路面的现状，分析了高速公路沥青路面大修时关键技术的应用要点以及应用效果。分析结果表明，高速公路沥青路面投入使用后，会同时受到地质、气候条件、车辆荷载等因素的影响，从而出现病害，影响车辆行驶的安全性、舒适性以及高速公路的使用寿命。如果出现的病害比较严重，就需要进行大修处理，以恢复高速公路沥青路面原有的性能，合理应用大修关键技术，有助于提升高速公路路面结构性能和沥青路面的质量，降低对车辆通行造成的不良影响。

(资料图片仅供参考)

关键词:高速公路;沥青路面;裂缝、坑槽;沉陷

在我国社会经济持续发展的大环境下，高速公路的数量越来越多，为我国道路交通事业的发展做出了巨大贡献。目前我国高速公路施工建设中多采取沥青路面，和混凝土路面相比，沥青路面具有施工速度快、强度高、耐磨性、抗滑性强通行舒适等优势。但受到地质水文条件、气候条件、车辆车轮碾压等多种因素的影响，沥青路面容易出现裂缝、坑槽、路面沉陷、车辙、泛油等病害，影响车辆行驶的安全性。若病害比较严重，需要及时开展大修施工，以恢复高速公路沥青路面原有的性能，延长高速公路的使用寿命，获得更大的经济效益和社会效益，基于此开展高速公路沥青路面大修的关键技术分析研究就显得尤为必要。

1工程概述

G30连霍高速公路古永段全长112.911km，设计行车速度为100km/h，始建于2002年，其中武威过境段于2006年建成通车，部分路段已运营19年之久，随着我国经济高速增长，交通量逐年增大，大型车辆比例大幅增加，路面纵横向裂缝、轮迹带疲劳裂缝、块裂及坑槽修补等病害呈发展趋势，路面性能急骤下降，损坏程度大幅增加，仅靠预防性养护和局部修补已不能满足高速公路安全、舒适的运营环境要求，故需对病害集中路段进行大修处治，以提高路面综合使用性能，延长路面使用寿命，降低全寿命周期养护投入。

2高速公路沥青路面现状分析

为探究该路段病害成因，在2021年高速公路养护部门对该路段病害成因进行了调查。现场调查结果表明，该路段存在很多病害，如裂缝、唧浆、坑槽、车辙、路面沉陷等。其中主要病害有三种，包括:裂缝、路面沉陷、车辙，这三种病害的具体情况如下。

2.1裂缝

裂缝是高速公路沥青路面常见的一种病害，就此路段而言，行车道路面存在较多纵横向裂缝、甚至龟裂现象。其中横向裂缝是高速公路沥青路面早期的损坏现象。其成因和温度变化、施工、设计等有直接关系。纵向裂缝主要出现在高速公路沥青路面距离路边缘3～5m的行车道中，主要成因是行车荷载过大引起的疲劳裂缝为主等。龟裂多出现在高速公路沥青路面的局部区域内，龟裂状的交错裂缝，通常伴有唧浆、坑槽、沉陷等。主要成因是路面结构在重复荷载作用下产生的疲劳损坏和水损坏。

2.2路面沉陷

路面沉陷也是该高速公路沥青路面主要病害之一，主要表现为沥青路面局部出现了凹陷。引起路面凹陷的主要原因是路基或者路面受到自然条件的影响，或者汽车重复荷载的作用下出现了不同程度的下陷。或者路基施工中未按照设计标准进行充分压实，通车后在车辆荷载的作用下发生了大面积沉降。路面沉陷有时会贯穿整个路面，引起高速公路沥青路面结构性破坏，需要进行大修才能彻底处理［1］。

2.3车辙

车辙也是高速公路沥青路面常见的一种病害，主要表现形式为在沥青路面上出现了狭长形凹槽，常见的沥青路面车辙有三种，包括:结构型车辙、失稳型车辙以及磨损型车辙。引起的车辙病害的主要原因体现在两个方面，其一是外因，其二是内因。其中外因包括渠化交通和荷载作用次数的增加;内因主要是沥青混合料高温稳定性和抗塑性变形的能力比较差，在车辆荷载的作用下，就会引起高速公路沥青路面产生横向的剪切变形。车辙也是本路段主要病害之一，需要大修才能达到有效处理。

3高速公路沥青路面大修关键技术

就该工程而言，裂缝、坑槽;路面沉陷;车辙是最为主要的病害，也是引起路面性能下降的主要原因，而且这三种病害的范围比较大，小范围的处治维修难以有效处理这些病害，通过专家论证分析，需要对该路段进行大修处理。

3.1裂缝大修关键技术

裂缝的种类不同，适用的大修技术也不相同，因此，在进行大修处理裂缝中需要结合裂缝走向和程度的不同，采取合适的大修技术。

3.1.1横向裂缝大修技术

在进行横向裂缝大修时原则上先进行铣刨处理，在高速公路沥青路面罩面处理前，需要先用高分子抗裂贴对裂缝进行处治。就该工程而言，对横向裂缝在日常维护保养中已经进行了灌缝处理，但部分经过处理的横向裂缝后续又出现开裂、且裂缝数量较多、较宽。针对这一问题，在进行抗裂贴铺设前，先采用改性乳化沥青或改性乳化沥青砂灌缝，并在超车道铣刨4cm后贴30cm抗裂贴，在行车道铣刨至基层顶面贴48cm抗裂贴进行处治。铺设的长度可按照实际横向裂缝的长度进行确定，并适度加温粘贴。但由于裂缝并不是竖直的、规则的，因此在铺设抗裂贴时必然会存在相互重叠问题，为提升高速公路沥青路面的铺筑质量，抗裂贴重叠长度应控制在50～150mm之间，而且重叠层数不能超过两层。抗裂贴铺设完成后，采用脚轮压路机进行滚压，以保证铺设好的抗裂贴能够全部覆盖横向裂缝，不产生滑移。全部铺设完成后，需要尽快开展面层沥青混合料摊铺，最长的间隔时间不宜超过24h，并做好保护和交通管制，避免施工车辆或者施工人员在已经铺设抗裂贴的位置行驶和踩踏［2］。

3.1.2纵向裂缝大修关键技术

本工程行车道沥青路面纵向裂缝基本贯通，而且有继续扩大的趋势，属于严重的纵向裂缝，需要进行大修处理。因此该工程采取行车道全断面全沥青面层铣刨、铣刨宽度为3.9m，深度15cm，铣刨时纵向不设置台阶，但横向上面层底面需要设置不小于20cm的搭接台阶。铣刨完成后，通过空压机将下承层和槽壁中的杂物、浮浆等吹扫干净。进行灌缝处治并粘贴48cm宽抗裂贴，并在下承层顶面喷洒一层改性透层油，喷洒量为1L/m2～1.5L/m2。然后在其上铺洒1cm改性橡胶沥青下封层，而后铺筑11cmATB－25改性沥青中下面层。最后在其中面层顶面喷洒一层改性粘层油，喷洒量为0.3L/m2～0.6L/m2，再进行4cm上面层铺筑，上面层采用改性沥青SMA－13沥青混合料铺筑，回填到和高速公路沥青路面一样的标高后用乳化沥青进行规范封边处理。

3.1.3龟裂大修关键技术

龟裂是对高速公路沥青路面造成影响比较严重的一种裂缝病害，在进行龟裂大修中，需要严格遵循“圆洞方补，斜洞正补、小洞大补、浅洞深补”的原则，并在制定龟裂大修技术方案前需要先进行现场取芯试验，按照芯样的实际情况，合理确定需要进行大修的范围，然后进行铣刨，就该工程而言，在龟裂的同时伴有沉陷、唧浆等问题，为提升大修处理效果，在保证最小机械处治尺寸的前提下，至少需要铣刨15cm至基层顶面。在铣刨过程中纵向不设置台阶，横向设置不小于50cm的台阶。如基层破损则铣刨到稳定部分，再进行基层处治，并在基层处治后的四边粘贴48cm宽的抗裂贴，以保证处治效果。

3.2路面沉陷大修关键技术

在路面沉陷大修中需要结合路基沉陷的严重程度以及结构强度，采取有针对性的大修方案，本工程路面沉陷的成因、类型比较复杂，路面沉陷的程度也不相同，在进行大修中采取了以下关键技术取得了良好效果［3］。

3.2.1路面沉陷中下面层大修技术

此种大修技术主要应用于路基强度能够满足要求，但沥青路面结构因设计或者施工不当引起了不均匀沉陷，病害出现在沥青混凝土结构层的面层上。在具体大修处理中，需要清除掉发生损坏的沥青混凝土结构层，清除各种杂物和浮浆之后，洒布一层改性乳化沥青粘层，再铺筑上相应厚度的改性沥青ATB－25+4cmSMA13，具体的施工示意图如图1所示。

3.2.2整体铣刨大修技术

如果沥青路面沉陷比较严重，沥青结构层发生了严重的破坏，路面的强度难以满足高速公路上车辆通行要求时，需要将沥青结构层全部清除干净。在铣刨沥青结构层时，30m2以内的路段需要在下面层的顶部设置50cm的错台，超过30m2时沥青路面结构层的铣刨宽度相同。铣刨完成后用高压吹风机对工作面进行清理，洒布一层改性乳化沥青透层，改性乳化沥青的用量为1kg/m2～1.5kg/m2。在改性乳化沥青透层上面，依次铺筑两层改性沥青ATB－25，沥青结构层之间还需要洒布上一层改性乳化沥青粘层［4］。如果高速公路沥青基层上存在小面积损坏，可采用改性沥青ATB－30混合料进行处治，但要保证处治深度和原基层的厚度相同。

3.2.3铣刨整个层面、基层、底基层大修技术

如果沉陷部位出现在高速公路沥青路面路基之上，需要设计专门的路基专项处治技术方案，需要铣刨全部沥青结构层、基层、底基层等，进行平整、清洁、干燥处理之后，先铺设强度为2.5MPa厚度为30cm的水利稳定碎石底基层;接着铺设强度为4.0MPa厚度和为20cm的水泥稳定级配碎石基层，并在其上洒布一层乳化沥青透层，乳化沥青的用量为1kg/m2～1.5kg/m2;最后分层摊铺厚度为11cm的改性沥青ATB－25，沥青结构层之间需要洒布一层改性乳化沥青粘层，本工程采取的大修技术施工示意图如图2所示。

3.3车辙大修关键技术

针对车辙病害在进行大修处理中，需要结合车辙的实际情况，以及道路线形选择适宜的大修技术。本工程车辙多发路段多为上下坡和匝道分流口附近，为保证车辙大修效果，车辙部位铣刨完成后，采取了如表1所示加铺罩面结构组合施工技术。在进行沥青混合料摊铺中需要严格遵循连续稳定摊铺的原则，以提升高速公路沥青路面车辙病害大修之后的平整度，摊铺机的速度需要结合拌和站产量、运输距离、摊铺厚度等进行有效调整，尽量做到缓慢、均匀、连续摊铺。摊铺工作要尽量在当日高温时段进行，当公路沥青路面表面温度低于15℃时不宜摊铺，如遇下雨天也要立即停止摊铺，清除未压实成型的混合料。摊铺完成后及时压实，压路机要缓慢、均匀的碾压，碾压速度按照初压、复压、终压以及压路机的种类进行合理确定。尤其ATB25初压采取双钢轮振动压路机机械进行碾压，复压要紧跟初压进行，应采取胶轮压路机进行碾压，如果出现粘轮问题，不能喷洒油水混合物，可喷洒少量清水［5］。在整个碾压过程中，为防止沥青混合料发生推挤拥包的问题，驱动轮应面向摊铺机，且碾压的路线和方向不能发生突然改变，压路机的启动和停止缓慢进行，不能在碾压中急刹车、急转弯，压路机折回时避免在同一横断面上。

4结语

综上所述，结合工程实例，分析了高速公路沥青路面大修的关键技术，分析结果表明，通常情况下高速公路沥青路面的设计使用寿命为15年，但很多高速公路难以达到这一标准，在投入使用2～3年后，就会因为环境、设计、施工、车辆荷载等出现病害。尤其是近年来，我国物流交通事业快速发展，重载车辆不断增多，进一步缩短了沥青路面的使用寿命，致使沥青路面过早就出现了病害，降低了路面质量，也不易保证车辆行驶的安全性。解决这一问题的关键在于，加强对高速公路沥青路面的养护和检修，发现病害及时处理，针对不同病害的成因和种类，采取有针对性的大修技术，以提升高速公路车辆通行的安全性、舒适性，促使我国高速公路事业持续健康的发展。

参考文献:

［1］马春蕊.高速公路桥梁常见病害分析及维修养护对策［J］．交通世界，2016(Z2):30－31.

［2］韩炜贤.高速公路沥青路面大修技术研究［J］．交通世界，2021(13):45－46.

［3］郑利.高速公路沥青路面大修技术［J］．建筑技术开发，2019，46(17):130－131.

［4］韩文珍.高速公路沥青路面大修养护关键技术研究［J］．山西建筑，2019，45(12):112－113.

［5］康创.高速公路沥青路面大修检测项目概述［J］．科技视界，2018(33):143－144.

作者:郭成军 单位:武威公路事业发展中心