国省道干线公路沥青路面病害识别与养护决策研究

漆文祥

摘 要：随着我国经济的快速发展和城乡一体化进程的加速，国省道干线公路作为连接城市与城市、城市与乡村的重要纽带，直接关系区域经济的发展和人民生活的便捷。沥青路面作为国省道干线公路的主要铺装材料，因其良好的平整性，被广泛应用于公路建设中。然而，沥青路面在使用过程中会因环境因素和交通荷载的影响，出现裂缝、车辙、坑槽等各种病害，从而降低道路的使用性能，增加养护成本，甚至影响行车安全。本文主要论述国省道干线公路沥青路面典型病害及其养护技术，为公路建设者提供有价值的参考。

关键词：国省道干线公路 沥青路面 病害识别与养护

1 引言

随着信息技术的飞速发展，特别是人工智能、大数据、物联网等技术在公路养护领域的应用，为传统的公路养护工作提供了新的方法。利用这些先进技术对路面病害进行快速、准确的识别，结合路面性能评价与养护历史数据，可以有效地制定出科学合理的养护策略，实现公路养护工作的精细化管理，进而提升公路服务水平，延长公路使用寿命，降低养护成本，为实现交通强国建设贡献力量。

2 国省道干线公路沥青路面病害养护的重要性

维护国省道干线公路沥青路面的健康状态对于确保交通流畅、提升经济效益以及保障行车安全具有不可替代的作用。沥青路面作为公路交通的承载层，随时间演化会出现裂缝、坑槽、车辙等多种病害，这些病害若不及时进行科学养护，将加速路面损坏，影响公路的正常使用，进而对社会经济发展和人民生活造成不利影响。因此，采取有效的养护措施，对于延长公路寿命、提升公路服务质量、降低维护成本具有重大意义。沥青路面病害的及时养护，不仅能够直接恢复路面的平整性和舒适度，还能够间接提高交通安全性，减少因路面问题导致的交通事故。此外，通过定期科学地养护，可以有效防止病害的发展，为驾驶者提供更加安全、平稳的行车环境。从经济角度来看，定期的路面养护虽然需要一定的前期投入，但与因忽视养护导致的大规模修复或重建相比，这种预防性养护显然更为经济。通过减少急剧恶化的路面病害和延长路面使用寿命，公路管理者可以有效地分配维护资金，实现资金的最优化使用。长期来看，这种方法不仅能够节约大量维护成本，还能够提高公路资产的价值，为社会经济发展提供更加坚实的基础设施支撑。进一步而言，科学的养护策略还包括对养护技术和材料的不断革新与应用，利用最新科技成果来提高养护效率，例如使用高性能材料、采纳环保施工方法等，可降低环境影响，增加公众对公路养护工作的认可。通过这样的循环优化，公路养护成为保障交通安全、促进经济发展的重要手段。

3 国省道干线公路沥青路面典型病害及成因

3.1 沥青路面的裂缝病害及成因

沥青路面裂缝病害的形成涉及多种复杂且相互作用的因素。交通荷载的重复作用是诱发沥青路面裂缝的重要因素。车辆尤其是重型车辆的频繁通行，在路面上产生重复的压力，导致路面材料疲劳，最终形成疲劳裂缝。这些裂缝一旦形成，就会逐步扩展，损害路面的整体结构和功能。施工过程中的不当操作，如材料混合不均、铺设厚度不一或压实不足，均可导致路面在后期使用中出现性能下降，进而形成裂缝。不恰当的设计，如基础支撑力不足或排水设计不当，导致路面受到不均匀的力学作用，这些条件都会加速路面裂缝的产生。另外还有环境因素，包括雨水、温度和阳光的长期作用，对沥青材料的老化也有显著影响，老化的沥青材料更易出现裂缝。

3.2 坑槽松散及其成因

坑槽松散现象在国省道干线公路沥青路面中屡见不鲜。坑槽松散不仅影响行车安全，降低道路使用寿命，还会增加养护成本，因此深入理解其成因对于制定有效的预防和维修策略具有重要意义。频繁的降水和不良的排水条件导致水分渗透到路面结构中，特别是在冻融周期中，水分的冻结和融化破坏了沥青路面的结构完整性，加速了材料的破损和松散。温度的极端波动也会对沥青材料的粘结性能产生负面影响，导致材料在热胀冷缩过程中出现裂纹，为水分侵入提供了通道，进一步加剧了路面的松散。不当的施工方法，如不均匀的压实、材料混合不當或使用低质量的沥青混合料，都会降低路面的初期性能，使其更易于在后期使用中发生松散。此外，沥青混合料的选择和配比不当也会影响路面的耐久性，特别是当所选材料不能适应当地环境和交通条件时。不足的结构设计，如基础承载力不足或者排水系统设计不当，会导致路面在负荷作用下过早失效。此外，路面材料的老化也会导致其物理和化学性质变化，降低粘结力和抗裂性，从而使路面发生坑槽松散。

3.3 车辙及其成因

交通负荷，尤其是重型车辆的频繁通行，对沥青路面造成持续的动态加载。这种加载，特别是在高温条件下，会导致沥青混合料发生塑性变形，随着时间的积累，形成路面表面的车辙。重复的轮压作用强化了这一变形过程，使得车辙问题在高温季节尤为突出。环境因素，包括温度波动和水分影响，也会导致车辙形成。高温条件下沥青混合料的粘结性减弱，使得路面更易于在交通荷载作用下发生形变。同时，水分的侵入会破坏沥青与骨料之间的粘结，降低混合料的抗变形能力，进一步促进车辙的发展。选用的沥青混合料如果在高温下抗变形能力不足，或者骨料级配不当，都将直接影响路面的承载能力，加速车辙的产生。

3.4 水损坏及其成因

降水、排水不畅和地下水位的变化是导致水损坏的主要自然因素。降水直接作用于路面，如果排水措施不充分，水分将积聚在路面或基层，导致材料的水解和松散，从而削弱路基和路面结构的稳定性。在冻融周期中，积水的冻结和融化加速了路面结构的损坏，形成冰胀力，对路面造成破坏。此外，地下水位的升高也会通过渗透压力作用于路基，破坏路面下方的结构完整性。前期设计不当，如排水系统设计不足或不恰当，将导致雨水无法有效排除，增加路面受水损坏的风险。施工过程基层和面层压实不足、材料选择不当或施工质量低下，也会降低路面抵抗水损坏的能力。

4 国省道干线公路沥青路面典型病害的养护技术

4.1 沥青路面裂缝的养护技术

在维护和延长国省道干线公路沥青路面寿命的过程中，裂缝的养护技术发挥着至关重要的作用。技术的应用旨在最大限度地减少裂缝对路面结构完整性和行车安全的负面影响，通过一系列精细化管理和维护措施，确保路面性能的恢复。有效的裂缝养护技术涵盖裂缝的识别、评估、处理方法和材料选择，以及后续的监测和维护策略，体现科学管理与技术应用的深度融合。识别与评估是裂缝养护的首要步骤，通过采用高精度的检测设备和技术，如激光扫描、红外成像以及声波反射技术，能够准确地识别出路面的裂缝类型、长度、宽度和深度。这些信息对于确定最适合的养护方法和材料选择至关重要。紧随其后的是裂缝处理技术的选择，这要基于裂缝的性质和路面的具体状况来决定。裂缝填充、裂缝封装和裂缝覆盖是常见的养护技术。裂缝填充技术主要用于处理非活动裂缝，通过向裂缝中注入高弹性的填充材料，如改性沥青、乳化沥青或特殊的聚合物混合物，来防止水分和杂物的侵入，减缓裂缝的扩展。裂缝封装技术则适用于活动裂缝，这一技术不仅填补了裂缝，还在路面上形成一层保护膜，以吸收交通负荷产生的应力，减少裂缝的进一步扩展。裂缝覆盖技术，包括薄层覆盖和微表处处理，通过在旧路面上施加一层新的沥青混合料，既改善路面的整体性能，也有效掩盖现有的裂缝。选择合适的养护材料是实现裂缝养护成功的关键。材料的选择需基于其与原有路面材料的兼容性、耐候性、粘结能力和应变恢复能力。随着科技的进步，新型高性能养护材料不断被开发出来，这些材料能够提供更好的耐久性和适应性，从而延长路面的服务寿命。除了上述技术和材料的应用外，裂缝养护的成功还依赖于持续的监测和定期的评估。通过建立起一个全面的路面健康监测体系，配合先进的数据分析工具，可以实时监控路面状况的变化，及时发现新的裂缝或已养护裂缝的变化情况，确保养护措施的有效性和及时性。

4.2 沥青路面坑槽松散的养护技术

沥青路面坑槽松散现象的根源可追溯至施工过程中的监控不严，以及原材料与施工质量的不符合标准要求，导致的后续一系列问题。正确处理使用吸水性集料的方法显得尤为关键，这不仅涉及对沥青用量的精确掌握，也包括对混合料体积特性计算的科学方法运用。在此过程中，吸收的沥青量必须得到充分考量，确保沥青混合料的最终性能能够满足道路使用的需求。对于沥青混合料的最佳沥青用量设定，采用美国沥青协会推荐的集料有效比重方法，为养护技术提供了一种可靠的参考依据。此方法不仅针对低吸水性集料，在设定最佳沥青用量时建议在设计值基础上适度减少，以调整实际使用中的沥青含量，同样适用于高吸水率集料，建议在设计值基础上适当增加，以确保沥青混合料在施工与使用过程中的性能稳定。此外，沥青路面坑槽松散养护技术的关键在于从源头上提升材料与施工质量，通过精确控制沥青与集料的比例及混合均匀性，优化混合料的设计与制备过程。在施工监控方面，应加强对施工过程的严格管理，确保压实度和铺装厚度符合设计要求，从而最大限度地减少坑槽松散的风险。通过这些措施的实施，不仅能够有效解决坑槽松散现象，还能够提高沥青路面的整体使用性能、延长其服务寿命。沥青路面坑槽松散的养护技术要求高度重视材料选择、混合料设计与施工过程的质量控制。通过科学的设计方法与施工技术，结合严格的现场施工管理，可以有效预防和克服坑槽松散问题，确保国省道干线公路沥青路面的长期稳定与安全运营。

4.3 沥青路面车辙的养护技术

在沥青路面养护技术中，针对车辙病害的防治措施要求综合运用材料选择、施工技术以及后期修补方法的优化策略，以确保路面具有良好的使用性能。首先，材料的选择对于提升沥青混合料的高温稳定性至关重要。采用优质重交通沥青、矿粉和集料，可以显著提高混合料的抗变形能力，从而减少车辙形成的可能性。此外，间断型级配沥青混凝土，如SMA结构，由于其独特的物理特性，能够有效增强路面的耐磨、抗滑、防水、抗裂及抗车辙性能，使其成为抗车辙养护技术中的重要组成部分。施工过程中的技术控制同样发挥着重要作用。严格控制沥青混合料的施工温度，确保材料在适宜的温度下铺设和压实，是防止车辙形成的关键一步。合理选择压实机具，并执行适当的碾压程序，以达到预定的压实度，不仅有助于提高路面的整体质量，也是预防车辙形成的有效措施。这不仅涉及选用适合路面工程特点的压实设备，如振动压路机、轮胎压路机或是静重压路机，还包括根据沥青混合料的类型、温度以及铺装厚度等因素，制定出具体的碾压次数和速度。执行适当的碾压程序，能够有效控制沥青层的厚度和平整度，从而显著提升路面的密实性、均匀性。对于已形成的车辙，采取适当的修补策略是恢复路面性能的必要手段。轻微车辙的处理可通过路面清理、洒水烘烤后，使用与原路面性能相匹配的拌合料进行填补和压实。对于深度和面积较大的车辙，需要在车辙区域进行更为彻底的处理，包括挖槽、去除受损材料后，再采用新的拌合料进行路面的重新修补和压实。这种方法不仅能够有效恢复路面的平整性，还能提高受损区域的结构强度和耐久性。沥青路面车辙的养护技术要求从材料选择、施工控制到后期维修，形成一个全方位的处理策略。通过优化材料配置、严格施工标准及及时有效的修补方法，可以显著减少车辙的形成，延长路面的使用寿命，从而保证道路交通的安全与畅通。

4.4 沥青路面水损坏的养护技术

沥青路面水损坏的养护技术聚焦于降低水分对路面结构的侵蚀作用，涵盖了从排水系统的设计到施工材料选择，以及路面结构的综合优化。水损坏作为路面病害的一种常见形式，其防治工作的核心在于有效管理和控制路面及其基础结构中的水分。实施有效的排水措施，如在石灰岩挖方路段设置路槽排水，不仅能够避免基层的水浸润，还能够防止裂缝中水的侵入和扩散。此外，沿路肩布置的排水沟及填方路段的塑料管排水系统，为水分提供了快速的排出路径，从而大大降低了水损坏的风险。针对降雨量较高的地区，路面的下封层设计和施工需要特别注意，旨在提升沥青路面对水的阻隔能力，减少水分下渗，从而保护路面结构不受水损坏。这要求在材料选择上偏向于那些具有良好水阻性能的材料，同时，在施工过程中确保封层的完整性和连续性，避免出现任何导致水渗透的缺陷。在整个养护技术的应用过程中，对路面排水系统的设计和实施应充分考虑地形、气候等因素，确保排水系统能够有效应对不同的环境条件。同时，通过对路面结构进行优化，如增加防水层或改善路面材料的排水性能，可以进一步提高路面对水损坏的抵抗力。沥青路面水损坏的养护技术要求在设计、施工和材料选择等多个环节采取综合措施，通过有效的水管理和控制策略，以及路面结构的优化，确保路面具有足够的耐久性和抵抗水损坏的能力。这种全面的养护策略不仅能够显著延长路面的使用寿命，还能够保持其良好的使用性能，为道路使用者提供安全、舒适的行车环境。

5 結语

综上所述，路面的持久稳定性与细致周全的设计、材料的精选、施工的精准以及后期的维护策略密不可分。通过对裂缝、坑槽松散、车辙与水损坏等典型病害的成因与养护技术的深入剖析，可以了解到每一种养护技术都不是孤立存在的。这些养护技术共同构建了一个坚固的道路养护体系。有效地养护不仅需要科学的方法，还需依赖于技术的进步。面对不断变化的自然环境和日益增长的交通需求，持续优化养护策略，确保公路网络的高效运行和长期稳定是道路建设者共同的目标和责任。

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