沥青路面层间病害及防治措施分析

摘要：为减少沥青路面病害，对沥青路面层间病害中常见的层间剪切、路面分层、基层损坏等问题进行了总结，并提出了相应的防治措施，包括开展沥青路面层间剪切实验，做好透层、封层、黏层施工，从而有效减少沥青路面层间病害的出现，提高沥青路面的使用寿命。

关键词：沥青路面；层间病害；处理技术

0 引言 

沥青路面在我国的公路体系中应用普遍且性能优良。优质的沥青路面不仅与道路材料性能相关，还与各材料的配比和施工工艺密切相关。因此，在沥青路面施工中，要求施工人员做好沥青路面面层病害控制，研究各面层材料性能，进而确保道路行车安全。

1 沥青路面的层间病害类型

1.1 层间剪切

层间剪切病害主要出现在车辆启动或制动处、纵坡较大的坡道处及合成坡度较大的内侧弯道处。上述位置高发层间剪切病害的原因主要是沥青路面层间处理能力不足，沥青层在黏结性能方面存在较大问题，当行驶车辆向路面施加水平力或垂直力时，沥青路面层间剪应力加大，最终导致道路变形。

1.2 路面分层

路面分层病害是指路面各面层出现分离现象或层间完全失去黏结力。出现该情况的因素主要为：施工现场存在交叉作业，施工人员未注意沥青层的清洁保护，使其遭受污染。由于分层施工各层间存在较大的压实度，进而在分层处出现薄弱层，当有水渗入时，该层最先受到破坏，各层黏结性出现下降。

1.3 基层损坏

基层损坏是由于路面中的半刚性基层材料出现损坏，而一旦该材料质量得不到保障，在降雨天气，水分进入损坏层，导致基层黏性下降，面层底部脱空，待外界施加的弯拉应力超过基层面板的最大载荷时，路面性能受损，需要加以维修。

2 沥青路面层间防治措施

2.1 开展沥青路面层间剪切实验

为掌握沥青路面层间病害的程度，方便采取有效的防治措施，需要对其进行路面层间剪切实验。沥青路面层间剪切实验多使用现场取芯或实验室成型的直径100mm 或150mm 的圆柱体试件。大多数欧洲国家采用直剪实验仪进行沥青路面层间剪切实验，借助马歇尔实验仪进行静力加载，如 Leutner 实验仪、LPDS 实验等。在这些实验中，试模、试件尺寸、变形速率均有所不同。一些国家和研究机构在直剪实验中采用动力加载。英国直剪实验通常施加频率为2Hz的正弦剪切荷载；德国德累斯顿工业大学研发了能够实现动力加载的 Leutner 剪切实验，正弦荷载频率为1～15Hz，幅值0.005～0.1mm；Romanoshi动态斜剪实验加载的周期为0.2s，其中力脉冲持续的时间为0.05s。

沥青路面层间剪切实验温度通常设置在20～25℃之间。在一些科研项目中温度设置在 10～40℃之间[5-7]，但该设置对日常的层间质量评价并不合适，在高温状况下，不同路面层间状况之间的差异将很难区分。此外，高温会增加试件在放入试模等过程中提前发生破坏的可能性。实验的简便性十分重要，采用夹具装置固定试件的仪器比需要使用胶水将试件与试模黏结的仪器操作更方便，可直接安装在通用实验仪加载的仪器比需要单独实验装置的仪器更有优势。试件准备时间长，实验仪器复杂，实验结果影响因素多的实验不适用于日常的层间质量评定。当对不同类型的剪切实验仪的实验结果进行表征、分析、比较时，现有的研究同样未达成统一的意见。研究者对温度和变形速率的影响达成较为一致的意见，分析时可进行一些转换计算，但对法向应力、黏结层、层间界面平整度等因素在不同实验中的影响仍存在较大争议。

现有仪器中试模上部和下部之间剪切缝隙的宽度设置大多缺乏合理性，需要进一步研究。剪切缝隙宽度过大将产生弯矩，过小将增加试件制作及安放的难度[7]。沥青路面层间剪切实验宜在 20℃左右的常温下进行，高温实验条件下不同层间状况之间的差异将难以区分，同时高温会增加试件安放过程中提前发生破坏的可能性。施加法向力可以更真实地模拟路面结构的实际受力状态和剪切破坏模式，研究表明，法向力对实验结果有显著影响，但法向力大小的确定需要进一步研究。

2.2 做好透层、封层、黏层施工

2.2.1 透层

由于沥青路面是层状结构，各层施工应用的材料存在差异。透层渗透性强、密度大，需要参照道路规范标准，合理设定渗透深度，一般将该值设为（9±3）mm。施工过程中，为规避黏结度不足的情况，可使用改性乳化沥青提高层间黏结度。但在使用乳化沥青时，应控制好乳化速度，改善结构层黏结度。在开展透层处治作业时，为加强透层的渗透性，待水泥稳定碎石基层作业结束后的12h内，完成透层作业，且渗透固结必须在面层铺筑开始前结束。针对透层沥青的洒布作业，施工团队要安排专业的车辆进行洒布，以控制洒布量，加强喷洒均匀性，维持洒布材料温度。喷洒时应严格按照试洒得出的最合适沥青用量均匀喷洒。此外，在天气出现降雨、大风或气温比较低时，应停止喷洒工作。当出现洒布流淌情况时，工作人员应快速清理，以维持洒布的均匀性。如果在透层沥青还没有彻底干燥时遇到特殊情况，必须保持道路通畅，此时，在路面上撒布适量的石屑，能够最大程度地减少对路面的损害。

2.2.2 封层

透层作业完成且无油膜时，质检人员审查合格后，即可进入下封层作业。封层的沥青喷洒工作由洒布车完成，具体喷洒量视车辆实际试洒而定。沥青洒布车工作一定时间后，即可开始洒布石料，石料具体用量视试验路段而定。作业人员注意清洁基层表面，使基层的顶面集料颗粒适当暴露出来。喷洒热沥青和集料洒布时，必须做到均匀适量，且覆盖面积为50%，发挥下封层在混凝土层和基层的黏结作用。在铺筑沥青混凝土下面层前，应将浮动的集料扫除，下封层对下面层施工富余度不宜过高（一般比下面层施工提前2d的工作量），加大对下封层的保护；待集料洒布结束，使用轻型轮胎压路机作用在下封层，切不能压碎集料，若集料黏在压路机轮胎上，可在缺位处补齐集料。

2.2.3 黏层

沥青路面层间处治中，由于沥青易受温度影响，因此，当外界处于高温天气时，沥青内部性能发生改变，黏性下降。对此，施工人员可选择加入改性剂的方式增强路面层间黏结度。乳化剂也可增强层间黏结性，该试剂适用于路面各层产生轻微裂化的情况下，乳化剂作用下会使层间产生沥青膜，从而确保后续作业的顺利开展，增强路面的稳定性。

黏层施工时选择沥青洒布车进行作业，以科学控制洒布量和温度，加强喷洒均匀性。在路缘石、雨水进水口、检查井等局部，应用刷子人工涂刷，并及时清理工作面，用水冲刷后，需等到水分蒸发完全后方可洒布沥青。黏层油的喷洒状态为雾状，不可堆积。洒布车一般从中央分隔带一侧开始洒布，调头后再洒布相邻一侧，尽量做到不重叠、不漏洒。对洒布不足处应开展补洒，过量则刮掉。对车辆无法洒布的位置，可选择人工完成。黏层油洒布结束后，禁止无关车辆、人员通行；气温低于10℃或下雨时，不得喷洒黏层沥青；黏层沥青宜在当天洒布，待乳液破乳、水分蒸发后，铺筑上层沥青层。

3 结语

沥青路面工程中，必须做好层间处治技术的施工管理，熟练掌握各层沥青、黏层油的喷洒工作，以加强路面层间黏结度，维持整体路面结构稳定性，增加载荷能力，进而提高公路的使用寿命。