高温重载地区沥青路面病害成因及维修方案研究

本文以广东某高速公路高陡坡沥青路面为例，根据实际情况对该路段沥青路面病害产生的原因进行分析，并针对该地区沥青路面的特点给出相应的维修方案。该路段位于构造侵蚀中低丘陵区，处于高温地带，且重载车量越多。随着经济的迅速发展，该高速公路交通量不断增大，超载车越来越多，导致该路段出现较多车辙、拥包等病害，影响了路面的正常运营。因此，应对该段路面进行检测对并其病害产生的原因进行综合分析，给出科学合理的养护对策，以延长路面的使用寿命和改善路面表面使用功能，提高公路的经济效益和社会效益。

2 检测结果

本文进行了该路面破损(PCI)检测、平整度(RQI)检测、车辙(RDI)检测、抗滑性能(SRI)检测、FWD弯沉检测等。

检测结果表明该路段慢车道病害较严重，车辙现象严重，且伴有较严重沉陷现象，磨光、泛油病害面积较大，部分路段出现不规则裂缝及龟裂现象。该路段出现较多车辙病害，严重部分车辙深度超过2cm。慢车道弯沉值明显大于超车道弯沉值;部分路段弯沉极值较大，超过200μm。

3 沥青路面病害产生的原因分析

该路段主要病害为车辙及坑槽，分析产生原因有以下几种：

3.1 纵坡的影响

该路段纵坡设计路段最大为4.5%，调查发现，车辙严重的路段均在陡坡路段。研究表明，纵坡对路面温度、路面剪应力、行车速度等均有较大的影响。载重汽车在高陡坡路段行驶时，会增大车轮与沥青路面之间的摩擦力，在摩擦力的作用下会使动能转变为热能，从而增高沥青路面的路表温度。尤其在夏季，沥青混合料的动稳定性随着温度的增高会迅速降低，从而导致路面产生车辙病害。

3.2 重载车的影响

承受重载、慢速交通要求沥青混凝土有较好的抗车辙能力，即车载越重、车速愈慢，要求沥青混凝土的抗车辙能力愈大。通过对该路段的车流量进行调查，发现该高速公路的交通构成中，重车及超重车比例相当高，而且超载严重，且行车速度缓慢。在本路线上行驶的货车有严重超载的达68%以上，而且超载以交通量占很大比重的双轴车和3轴车为主体，通常的超载率在50%以上。由于重车与超重作用的结果，使沥青混合料在荷载作用下的永久变形大大增，从而产生了车辙病害。由此可见，重载车量的行驶是该路段产生车辙的原因之一。

3.3 高温的影响

高温对车辙有明显的影响。随着温度的升高，沥青的粘度呈对数级下降，沥青混合料的抗压强度和抗剪强度快速下降。广州高温天气持续越长，夏季中午路面温度最高可达60~70℃。有时路面温度大于60℃的时间大于5个小时，远远大于重交沥青的软化点(一般为45~47℃)，因此，很容易导致车辙病害。

3.4 其它因素的影响

车辙的影响因素是多方面的，例如沥青混合料自身的因素影响，路面结构类型的影响，交通和气候条件的影响，施工过程的影响等等。

4 该沥青路面维修方案研究

根据以上的原因分析，本次维修设计确保原设计等级、线型不变，采用动态设计，铣刨原沥青面层，对路面基层进行检测，根据现场具体情况采用不同的设计方案，做到有的放矢。

方案1、对于基层较好路段，采用加铺7cm沥青稳定碎石ATB-25调平层，在此基础上重新铺筑沥青面层，结构形式为：7cmAC-25C改性沥青混凝土+6cmAC-20C特殊改性沥青混凝土+4cmSMA-13特殊改性沥青混凝土。

方案2、从抽芯检测结果可知，路面基层整体状况较好，在施工过程中如果发现局部基层结构受到破坏，则铣刨上基层20cm，采用27cm沥青稳定碎石ATB-25处理基层，在此基础上重新铺筑沥青面层，结构形式为：7cmAC-25C改性沥青混凝土+6cmAC-20C特殊改性沥青混凝土+4cmSMA-13特殊改性沥青玛蹄脂碎石混合料。

该方案与原设计方案相比具有以下优点：

1、增加了路面结构层厚度，增强了路面的承载能力，使路面的结构传荷能力增强，在一定程度上会减少反射裂缝的产生。

2、增加了基层的厚度，增强了基层的抗疲劳能力及抗车辙能力。当沥青面层温度过高时，大部分荷载会传给基层，由于广东地区属较炎热地区，因此，必须增强基层的承载能力，以保证路面结构的整体强度。

3、本次面层采用抗车辙能力及抗剪能力均较强的SMA沥青混凝土结构，有效加强了路面的抗磨耗能力及抗剪切能力，提出了路面的强度及抗车辙能力，使原路面病害得到有效解决。

4 结论

本文通过对广州市某高速公路沥青路面检测及维修设计的研究，得出以下结论：

1、沥青路面主要病害表现为龟裂、磨光、车辙及坑槽等，高温重载作用下车辙及坑槽尤其严重，纵坡较大路段更容易产生上述病害;

2、沥青路面抗车辙能力主要集中在中面层及下面层，因此若提出路面的抗车辙能力必须增加路面的中面层或下面层厚度;

3、SAM沥青混凝土结构可有效解决沥青路面车辙病害，并可提高纵坡作用下的路面抗剪切能力。

参考文献：

[1] 高速公路沥青路面早期破坏的原因分析焦保国《科技情报开发与经济》 2006/15

[2] 中国高速公路沥青路面养护康敬东《建筑机械》2006/09