高速公路病害及日常養(yǎng)護(hù)探討

鞠鳳森 姚 巍

(1:吉林省高速公路管理局，長春 136000;2:長春市希望建設(shè)項(xiàng)目管理咨詢有限公司，長春 130012)

我國自改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，運(yùn)輸市場日益繁榮，公路運(yùn)輸正向著高速度、大噸位方向發(fā)展，從而也要求公路建設(shè)向高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)方向發(fā)展.高速公路建設(shè)中，所采用的路面類型分為剛性路面和柔性路面，即水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面兩類.其中，瀝青路面相對于水泥混凝土路面而言，其以表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修方便、適宜分期修建等特點(diǎn)，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的使用［1］.

我國地處世界最大的歐亞大陸板塊的東部，是季候風(fēng)氣候最典型、最強(qiáng)烈的大陸.按照瀝青材料路用性能氣候分區(qū)，地處2-2區(qū)，即夏熱冬寒區(qū)，其夏季最高氣溫可達(dá)40℃，冬季最低氣溫可達(dá)-40℃.這種氣候?qū)r青路面的使用具有極其不利的影響.

1 高速公路概況

京哈高速是“九五”期間國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，全長658 km，總投資近200億元，該高速公路起自北京市東四環(huán)路，經(jīng)河北省廊坊、天津?qū)氎?、河北省唐山、北戴河、秦皇島、山海關(guān)、遼寧省錦州、盤錦、鞍山，終點(diǎn)至沈陽市過境繞城高速公路.高速公路全線為6車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為120 km.它是中國“兩縱兩橫及3條重要路段”國道主干線路網(wǎng)規(guī)劃中建成的第一條路，也是國家規(guī)劃的“五縱七橫”國道主干線中優(yōu)先實(shí)施的“兩縱兩橫及3條重要路段”的組成部分.

長余高速公路是京哈高速公路的一部分，于2002年9月通車.它是吉林省第一條省際高速公路，全線廣泛應(yīng)用了新技術(shù)和新材料，概算投資為43.23億元，總長161 km，是吉林省最長的一條高速公路.

2 高速公路運(yùn)營中病害調(diào)查及其危害

瀝青混合料不屬于純彈性體，也就是說，當(dāng)荷載水平、荷載作用時(shí)間及其工作溫度發(fā)生變化的時(shí)候，瀝青混合料在其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系也會呈現(xiàn)不同的變化，有時(shí)為彈性性質(zhì)，有時(shí)呈現(xiàn)出粘塑性性質(zhì)，而在大多數(shù)情況下，幾乎同時(shí)呈現(xiàn)上述性質(zhì).正是由于瀝青混合料的上述性質(zhì)，使瀝青路面在夏季高溫時(shí)易于變軟.經(jīng)調(diào)查顯示，長余高速局部路段夏季高溫時(shí)出現(xiàn)車轍、波浪、推移、擁包等病害;在冬季低溫時(shí)其變形能力降低，會出現(xiàn)橫向裂縫，嚴(yán)重影響其路用性能，并降低使用壽命.

2.1 裂縫的產(chǎn)生及其危害

瀝青路面在低溫時(shí)由于瀝青材料的勁度模量增大，故其強(qiáng)度也增大，但此時(shí)，其變形能力卻降低.氣溫下降，特別是在溫度短時(shí)間大幅下降時(shí)，瀝青路面會出現(xiàn)低溫縮裂.該開裂可分為兩類:

(1)溫度下降而造成路面表面的開裂. 這種開裂形式主要是因?yàn)闉r青混合料因溫度降低而產(chǎn)生收縮，因此，開裂往往是由面層的表面開始，而逐漸向下發(fā)展為貫穿裂縫(在芯樣上可以看出來);

(2)路基或基層收縮與冰凍共同作用而產(chǎn)生的裂縫［2］. 這種裂縫是因?yàn)榘雱傂曰鶎釉谑虻蜏亻_裂并傳遞到瀝青面層而產(chǎn)生的.低溫產(chǎn)生的裂縫大多是橫向的.路面通車初期所產(chǎn)生的裂縫的間距一般較寬.但隨著運(yùn)營時(shí)間的增長，裂縫數(shù)量增加，間距變小，若雨水由裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，則會更加惡化路面的工作狀況.

2.2 車轍的產(chǎn)生及危害

車轍是路面結(jié)構(gòu)及土基在行車荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)構(gòu)層中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形，車轍是高級瀝青路面的主要破壞型式.瀝青混凝土的熱穩(wěn)性主要表現(xiàn)在夏季路面是否在車輛荷載的作用下逐漸形成車轍.處于45℃以上環(huán)境中的瀝青路面受交通荷載的作用最易造成較大的車轍.

不少公路通車不久就開始出現(xiàn)路面早期破壞，其中，以車轍為代表的瀝青路面的流動變形成為最常見的瀝青路面損壞現(xiàn)象之一.與路面開裂、水損害相比，車轍的危害性最大，而且維修最為困難、成本較大，已成為公路養(yǎng)護(hù)工作的重中之重.

2.3 波浪、推移、擁包

若瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)或?yàn)r青混合料拌和過程中所產(chǎn)生的混合料空隙率過小，瀝青用量偏多或?yàn)r青稠度偏稀時(shí)，在夏季高溫的條件下，就會出現(xiàn)瀝青與礦料間的粘結(jié)力不足的情況，加之行車荷載反復(fù)碾壓，尤其是重型交通荷載(甚至是超載車輛)，所產(chǎn)生的水平力，超過了該種情況下瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度，瀝青路面表面就會出現(xiàn)上述變形.

2.4 水損害

瀝青路面成形后，在運(yùn)行過程中，不可避免地要受到地面水(大氣降水;江、河、湖中和水;各種天然溝渠中的水)及地下水的影響.瀝青路面的強(qiáng)度主要來源瀝青材料的粘結(jié)力及礦質(zhì)集料的內(nèi)摩阻.瀝青膜裹覆集料使松散的集料成為一體，從而承擔(dān)行車荷載所產(chǎn)生的各種應(yīng)力.在瀝青路面受水的作用時(shí)，集料具有明顯的親水性(尤其是酸性集料)，從而會導(dǎo)致瀝青材料從集料上剝落下來，而溫度的升高會加劇這一破壞［3］.在這種前提下，瀝青材料礦質(zhì)集料間的粘結(jié)強(qiáng)度會部分或大部分損失，從而形成水損害，其主要表現(xiàn)如松散、坑槽等.

上述瀝青路面的病害雖不屬于結(jié)構(gòu)性破壞，但隨著病害進(jìn)程的發(fā)展，會越來越嚴(yán)重地影響瀝青路面使用性能，令司乘人員感到不適，對車輛造成損害，增加油耗.當(dāng)出現(xiàn)惡劣天氣時(shí)，甚至?xí)T發(fā)嚴(yán)重的交通事故，造成大量的生命財(cái)產(chǎn)損失.所以，高速公路的日常養(yǎng)護(hù)對于延長其使用壽命，提高其服務(wù)水平起著不可替代的作用.

3 高速公路日常養(yǎng)護(hù)措施的綜合運(yùn)用

日常養(yǎng)護(hù)是指對高速公路及其附屬設(shè)施進(jìn)行經(jīng)常性、及時(shí)性、周期性和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與維修工作，使高速公路及其附屬設(shè)施保持完好狀態(tài)，確保其使用功能與服務(wù)水平.

日常養(yǎng)護(hù)分為日常保養(yǎng)和小型維修.日常保養(yǎng)的主要內(nèi)容包括:清掃保潔、除雪防滑、路基養(yǎng)護(hù)、橋梁與涵洞養(yǎng)護(hù)、交通設(shè)施保養(yǎng)、綠化維護(hù)和公路巡邏與檢查;小型維修的主要內(nèi)容包括:路基、路面、橋涵、沿線設(shè)施等的小型維修［4］.

筆者在長余高速公路養(yǎng)護(hù)分公司工作期間，長余高速已投入運(yùn)營超過5年，盡管設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)均非常精細(xì)，期間一直進(jìn)行細(xì)致的日常保養(yǎng)工作，但由于所處的自然環(huán)境和地理?xiàng)l件的原因，公路路面橫向裂縫間距較小，局地出現(xiàn)網(wǎng)裂.為了很好地完成養(yǎng)護(hù)工作，我們主要完成了以下工作:

(1)以長余管理處處長為該項(xiàng)目業(yè)主代表，實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，由項(xiàng)目總工程師負(fù)責(zé)認(rèn)真執(zhí)行公路養(yǎng)護(hù)方針政策與有關(guān)規(guī)定，按計(jì)劃全面完成養(yǎng)護(hù)工作任務(wù);

(2)組織技術(shù)力量按照養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范，適時(shí)組織高速公路日常養(yǎng)護(hù)工程，并組織項(xiàng)目部人員編制年、季、月生產(chǎn)計(jì)劃;

(3)及時(shí)而詳細(xì)的掌握所轄路段具體情況和病害情況，認(rèn)真組織路況調(diào)查、橋梁調(diào)查，并進(jìn)行病害評價(jià);

(4)積極落實(shí)日常養(yǎng)護(hù)計(jì)劃執(zhí)行情況，并組織自檢及考評;

(5)熟知各種養(yǎng)護(hù)設(shè)備功能及用途，并使之處于良好狀態(tài);

(6)遇有雨、雪等惡劣天氣，積極采取得力措施，保證高速公路安全通行;

(7)做好高速公路巡查，日常養(yǎng)護(hù)自檢工作;

(8)做好路基、排水設(shè)施、路面破損、橋涵等構(gòu)造物的調(diào)查工作，對損壞情況提出初步的處理對策和建議;

(9)維修的初步方案確定后，負(fù)責(zé)編制小型維修工程施工方案;

(10)組織日常維護(hù)、小型維修工程的實(shí)施，負(fù)責(zé)現(xiàn)場管理，保證路況完好;

(11)做好日常養(yǎng)護(hù)資料的歸檔工作.

4 結(jié)語

筆者在長余高速公路工作期間，組織并參與了該路段的日常養(yǎng)護(hù)工作.工作實(shí)踐證明，高速公路初期投資大，事關(guān)國計(jì)民生，不僅需要認(rèn)真規(guī)劃、精心設(shè)計(jì)、精心施工，更需要進(jìn)行不間斷的認(rèn)真而合理的養(yǎng)護(hù).只有這樣，才能使其發(fā)揮最好的服務(wù)水平.而一個(gè)成熟的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用則會更好地提高工作質(zhì)量和效率.

［1］戰(zhàn)高峰.公路路基路面工程［M］.北京:人民交通出版社，2007:204-207.

［2］李雨濃，張喜發(fā)，張冬青.季凍區(qū)公路路基細(xì)粒土凍脹性分類研究［J］.公路交通科技，2007(12):50-53.

［3］SUNIL KUMAR.PERFORMANCE EVALUATION OF A FLY ASH STABILZEDASPHALT PAVEMENT［M］.B.E.，Bangalore University，2000:34-44.

［4］張豐焰，史 強(qiáng)，王元慶.公路養(yǎng)護(hù)工程分類方法［J］.長安大學(xué)學(xué)報(bào).2008(12):39-42.