國省道干線公路瀝青路面病害識別與養護決策研究

漆文祥

摘 要：隨著我國經濟的快速發展和城鄉一體化進程的加速，國省道干線公路作為連接城市與城市、城市與鄉村的重要紐帶，直接關系區域經濟的發展和人民生活的便捷。瀝青路面作為國省道干線公路的主要鋪裝材料，因其良好的平整性，被廣泛應用于公路建設中。然而，瀝青路面在使用過程中會因環境因素和交通荷載的影響，出現裂縫、車轍、坑槽等各種病害，從而降低道路的使用性能，增加養護成本，甚至影響行車安全。本文主要論述國省道干線公路瀝青路面典型病害及其養護技術，為公路建設者提供有價值的參考。

關鍵詞：國省道干線公路 瀝青路面 病害識別與養護

1 引言

隨著信息技術的飛速發展，特別是人工智能、大數據、物聯網等技術在公路養護領域的應用，為傳統的公路養護工作提供了新的方法。利用這些先進技術對路面病害進行快速、準確的識別，結合路面性能評價與養護歷史數據，可以有效地制定出科學合理的養護策略，實現公路養護工作的精細化管理，進而提升公路服務水平，延長公路使用壽命，降低養護成本，為實現交通強國建設貢獻力量。

2 國省道干線公路瀝青路面病害養護的重要性

維護國省道干線公路瀝青路面的健康狀態對于確保交通流暢、提升經濟效益以及保障行車安全具有不可替代的作用。瀝青路面作為公路交通的承載層，隨時間演化會出現裂縫、坑槽、車轍等多種病害，這些病害若不及時進行科學養護，將加速路面損壞，影響公路的正常使用，進而對社會經濟發展和人民生活造成不利影響。因此，采取有效的養護措施，對于延長公路壽命、提升公路服務質量、降低維護成本具有重大意義。瀝青路面病害的及時養護，不僅能夠直接恢復路面的平整性和舒適度，還能夠間接提高交通安全性，減少因路面問題導致的交通事故。此外，通過定期科學地養護，可以有效防止病害的發展，為駕駛者提供更加安全、平穩的行車環境。從經濟角度來看，定期的路面養護雖然需要一定的前期投入，但與因忽視養護導致的大規模修復或重建相比，這種預防性養護顯然更為經濟。通過減少急劇惡化的路面病害和延長路面使用壽命，公路管理者可以有效地分配維護資金，實現資金的最優化使用。長期來看，這種方法不僅能夠節約大量維護成本，還能夠提高公路資產的價值，為社會經濟發展提供更加堅實的基礎設施支撐。進一步而言，科學的養護策略還包括對養護技術和材料的不斷革新與應用，利用最新科技成果來提高養護效率，例如使用高性能材料、采納環保施工方法等，可降低環境影響，增加公眾對公路養護工作的認可。通過這樣的循環優化，公路養護成為保障交通安全、促進經濟發展的重要手段。

3 國省道干線公路瀝青路面典型病害及成因

3.1 瀝青路面的裂縫病害及成因

瀝青路面裂縫病害的形成涉及多種復雜且相互作用的因素。交通荷載的重復作用是誘發瀝青路面裂縫的重要因素。車輛尤其是重型車輛的頻繁通行，在路面上產生重復的壓力，導致路面材料疲勞，最終形成疲勞裂縫。這些裂縫一旦形成，就會逐步擴展，損害路面的整體結構和功能。施工過程中的不當操作，如材料混合不均、鋪設厚度不一或壓實不足，均可導致路面在后期使用中出現性能下降，進而形成裂縫。不恰當的設計，如基礎支撐力不足或排水設計不當，導致路面受到不均勻的力學作用，這些條件都會加速路面裂縫的產生。另外還有環境因素，包括雨水、溫度和陽光的長期作用，對瀝青材料的老化也有顯著影響，老化的瀝青材料更易出現裂縫。

3.2 坑槽松散及其成因

坑槽松散現象在國省道干線公路瀝青路面中屢見不鮮?？硬鬯缮⒉粌H影響行車安全，降低道路使用壽命，還會增加養護成本，因此深入理解其成因對于制定有效的預防和維修策略具有重要意義。頻繁的降水和不良的排水條件導致水分滲透到路面結構中，特別是在凍融周期中，水分的凍結和融化破壞了瀝青路面的結構完整性，加速了材料的破損和松散。溫度的極端波動也會對瀝青材料的粘結性能產生負面影響，導致材料在熱脹冷縮過程中出現裂紋，為水分侵入提供了通道，進一步加劇了路面的松散。不當的施工方法，如不均勻的壓實、材料混合不當或使用低質量的瀝青混合料，都會降低路面的初期性能，使其更易于在后期使用中發生松散。此外，瀝青混合料的選擇和配比不當也會影響路面的耐久性，特別是當所選材料不能適應當地環境和交通條件時。不足的結構設計，如基礎承載力不足或者排水系統設計不當，會導致路面在負荷作用下過早失效。此外，路面材料的老化也會導致其物理和化學性質變化，降低粘結力和抗裂性，從而使路面發生坑槽松散。

3.3 車轍及其成因

交通負荷，尤其是重型車輛的頻繁通行，對瀝青路面造成持續的動態加載。這種加載，特別是在高溫條件下，會導致瀝青混合料發生塑性變形，隨著時間的積累，形成路面表面的車轍。重復的輪壓作用強化了這一變形過程，使得車轍問題在高溫季節尤為突出。環境因素，包括溫度波動和水分影響，也會導致車轍形成。高溫條件下瀝青混合料的粘結性減弱，使得路面更易于在交通荷載作用下發生形變。同時，水分的侵入會破壞瀝青與骨料之間的粘結，降低混合料的抗變形能力，進一步促進車轍的發展。選用的瀝青混合料如果在高溫下抗變形能力不足，或者骨料級配不當，都將直接影響路面的承載能力，加速車轍的產生。

3.4 水損壞及其成因

降水、排水不暢和地下水位的變化是導致水損壞的主要自然因素。降水直接作用于路面，如果排水措施不充分，水分將積聚在路面或基層，導致材料的水解和松散，從而削弱路基和路面結構的穩定性。在凍融周期中，積水的凍結和融化加速了路面結構的損壞，形成冰脹力，對路面造成破壞。此外，地下水位的升高也會通過滲透壓力作用于路基，破壞路面下方的結構完整性。前期設計不當，如排水系統設計不足或不恰當，將導致雨水無法有效排除，增加路面受水損壞的風險。施工過程基層和面層壓實不足、材料選擇不當或施工質量低下，也會降低路面抵抗水損壞的能力。

4 國省道干線公路瀝青路面典型病害的養護技術

4.1 瀝青路面裂縫的養護技術

在維護和延長國省道干線公路瀝青路面壽命的過程中，裂縫的養護技術發揮著至關重要的作用。技術的應用旨在最大限度地減少裂縫對路面結構完整性和行車安全的負面影響，通過一系列精細化管理和維護措施，確保路面性能的恢復。有效的裂縫養護技術涵蓋裂縫的識別、評估、處理方法和材料選擇，以及后續的監測和維護策略，體現科學管理與技術應用的深度融合。識別與評估是裂縫養護的首要步驟，通過采用高精度的檢測設備和技術，如激光掃描、紅外成像以及聲波反射技術，能夠準確地識別出路面的裂縫類型、長度、寬度和深度。這些信息對于確定最適合的養護方法和材料選擇至關重要。緊隨其后的是裂縫處理技術的選擇，這要基于裂縫的性質和路面的具體狀況來決定。裂縫填充、裂縫封裝和裂縫覆蓋是常見的養護技術。裂縫填充技術主要用于處理非活動裂縫，通過向裂縫中注入高彈性的填充材料，如改性瀝青、乳化瀝青或特殊的聚合物混合物，來防止水分和雜物的侵入，減緩裂縫的擴展。裂縫封裝技術則適用于活動裂縫，這一技術不僅填補了裂縫，還在路面上形成一層保護膜，以吸收交通負荷產生的應力，減少裂縫的進一步擴展。裂縫覆蓋技術，包括薄層覆蓋和微表處處理，通過在舊路面上施加一層新的瀝青混合料，既改善路面的整體性能，也有效掩蓋現有的裂縫。選擇合適的養護材料是實現裂縫養護成功的關鍵。材料的選擇需基于其與原有路面材料的兼容性、耐候性、粘結能力和應變恢復能力。隨著科技的進步，新型高性能養護材料不斷被開發出來，這些材料能夠提供更好的耐久性和適應性，從而延長路面的服務壽命。除了上述技術和材料的應用外，裂縫養護的成功還依賴于持續的監測和定期的評估。通過建立起一個全面的路面健康監測體系，配合先進的數據分析工具，可以實時監控路面狀況的變化，及時發現新的裂縫或已養護裂縫的變化情況，確保養護措施的有效性和及時性。

4.2 瀝青路面坑槽松散的養護技術

瀝青路面坑槽松散現象的根源可追溯至施工過程中的監控不嚴，以及原材料與施工質量的不符合標準要求，導致的后續一系列問題。正確處理使用吸水性集料的方法顯得尤為關鍵，這不僅涉及對瀝青用量的精確掌握，也包括對混合料體積特性計算的科學方法運用。在此過程中，吸收的瀝青量必須得到充分考量，確保瀝青混合料的最終性能能夠滿足道路使用的需求。對于瀝青混合料的最佳瀝青用量設定，采用美國瀝青協會推薦的集料有效比重方法，為養護技術提供了一種可靠的參考依據。此方法不僅針對低吸水性集料，在設定最佳瀝青用量時建議在設計值基礎上適度減少，以調整實際使用中的瀝青含量，同樣適用于高吸水率集料，建議在設計值基礎上適當增加，以確保瀝青混合料在施工與使用過程中的性能穩定。此外，瀝青路面坑槽松散養護技術的關鍵在于從源頭上提升材料與施工質量，通過精確控制瀝青與集料的比例及混合均勻性，優化混合料的設計與制備過程。在施工監控方面，應加強對施工過程的嚴格管理，確保壓實度和鋪裝厚度符合設計要求，從而最大限度地減少坑槽松散的風險。通過這些措施的實施，不僅能夠有效解決坑槽松散現象，還能夠提高瀝青路面的整體使用性能、延長其服務壽命。瀝青路面坑槽松散的養護技術要求高度重視材料選擇、混合料設計與施工過程的質量控制。通過科學的設計方法與施工技術，結合嚴格的現場施工管理，可以有效預防和克服坑槽松散問題，確保國省道干線公路瀝青路面的長期穩定與安全運營。

4.3 瀝青路面車轍的養護技術

在瀝青路面養護技術中，針對車轍病害的防治措施要求綜合運用材料選擇、施工技術以及后期修補方法的優化策略，以確保路面具有良好的使用性能。首先，材料的選擇對于提升瀝青混合料的高溫穩定性至關重要。采用優質重交通瀝青、礦粉和集料，可以顯著提高混合料的抗變形能力，從而減少車轍形成的可能性。此外，間斷型級配瀝青混凝土，如SMA結構，由于其獨特的物理特性，能夠有效增強路面的耐磨、抗滑、防水、抗裂及抗車轍性能，使其成為抗車轍養護技術中的重要組成部分。施工過程中的技術控制同樣發揮著重要作用。嚴格控制瀝青混合料的施工溫度，確保材料在適宜的溫度下鋪設和壓實，是防止車轍形成的關鍵一步。合理選擇壓實機具，并執行適當的碾壓程序，以達到預定的壓實度，不僅有助于提高路面的整體質量，也是預防車轍形成的有效措施。這不僅涉及選用適合路面工程特點的壓實設備，如振動壓路機、輪胎壓路機或是靜重壓路機，還包括根據瀝青混合料的類型、溫度以及鋪裝厚度等因素，制定出具體的碾壓次數和速度。執行適當的碾壓程序，能夠有效控制瀝青層的厚度和平整度，從而顯著提升路面的密實性、均勻性。對于已形成的車轍，采取適當的修補策略是恢復路面性能的必要手段。輕微車轍的處理可通過路面清理、灑水烘烤后，使用與原路面性能相匹配的拌合料進行填補和壓實。對于深度和面積較大的車轍，需要在車轍區域進行更為徹底的處理，包括挖槽、去除受損材料后，再采用新的拌合料進行路面的重新修補和壓實。這種方法不僅能夠有效恢復路面的平整性，還能提高受損區域的結構強度和耐久性。瀝青路面車轍的養護技術要求從材料選擇、施工控制到后期維修，形成一個全方位的處理策略。通過優化材料配置、嚴格施工標準及及時有效的修補方法，可以顯著減少車轍的形成，延長路面的使用壽命，從而保證道路交通的安全與暢通。

4.4 瀝青路面水損壞的養護技術

瀝青路面水損壞的養護技術聚焦于降低水分對路面結構的侵蝕作用，涵蓋了從排水系統的設計到施工材料選擇，以及路面結構的綜合優化。水損壞作為路面病害的一種常見形式，其防治工作的核心在于有效管理和控制路面及其基礎結構中的水分。實施有效的排水措施，如在石灰巖挖方路段設置路槽排水，不僅能夠避免基層的水浸潤，還能夠防止裂縫中水的侵入和擴散。此外，沿路肩布置的排水溝及填方路段的塑料管排水系統，為水分提供了快速的排出路徑，從而大大降低了水損壞的風險。針對降雨量較高的地區，路面的下封層設計和施工需要特別注意，旨在提升瀝青路面對水的阻隔能力，減少水分下滲，從而保護路面結構不受水損壞。這要求在材料選擇上偏向于那些具有良好水阻性能的材料，同時，在施工過程中確保封層的完整性和連續性，避免出現任何導致水滲透的缺陷。在整個養護技術的應用過程中，對路面排水系統的設計和實施應充分考慮地形、氣候等因素，確保排水系統能夠有效應對不同的環境條件。同時，通過對路面結構進行優化，如增加防水層或改善路面材料的排水性能，可以進一步提高路面對水損壞的抵抗力。瀝青路面水損壞的養護技術要求在設計、施工和材料選擇等多個環節采取綜合措施，通過有效的水管理和控制策略，以及路面結構的優化，確保路面具有足夠的耐久性和抵抗水損壞的能力。這種全面的養護策略不僅能夠顯著延長路面的使用壽命，還能夠保持其良好的使用性能，為道路使用者提供安全、舒適的行車環境。

5 結語

綜上所述，路面的持久穩定性與細致周全的設計、材料的精選、施工的精準以及后期的維護策略密不可分。通過對裂縫、坑槽松散、車轍與水損壞等典型病害的成因與養護技術的深入剖析，可以了解到每一種養護技術都不是孤立存在的。這些養護技術共同構建了一個堅固的道路養護體系。有效地養護不僅需要科學的方法，還需依賴于技術的進步。面對不斷變化的自然環境和日益增長的交通需求，持續優化養護策略，確保公路網絡的高效運行和長期穩定是道路建設者共同的目標和責任。

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