高速公路主要病害原因分析及處理措施

■劉 濤 ■江蘇省高速公路交通運輸執(zhí)法總隊連徐支隊，江蘇 徐州 221111

自上世紀(jì)九十年代以來，高速公路的建設(shè)和發(fā)展已成為我國確立的基本建設(shè)項目。在不斷地拓寬中國市場，促進(jìn)中國與世界的交往中，連接亞歐大陸的連霍高速公路(中國連云港至荷蘭鹿特丹)已經(jīng)成為我國對外經(jīng)濟(jì)建設(shè)開放的重要橋梁，并發(fā)揮著越來越重要的作用。連霍高速公路東連線——連云港東疏港高速公路自連云港老港區(qū)起始，通過隧道穿越后云臺山及炮臺頂，路線向南以路塹方式通過中云臺山后接入連徐高速公路。路線長度12．8km，全線設(shè)置2座隧道、5處互通式立交，而后云臺山隧道是目前我省線路最長、標(biāo)準(zhǔn)最高的雙向雙洞六車道公路隧道，隧道單洞凈寬12．5m，長3．745km。炮臺頂隧道為雙向雙洞六車道公路隧道，單洞凈寬12．5m，長0．848km。按照高速公路設(shè)計和建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，全線有完善的交通、安全、綠化設(shè)施及供配電、監(jiān)控、通信、照明、消防和通風(fēng)系統(tǒng)和管理機(jī)構(gòu)。

1 調(diào)查依據(jù)和內(nèi)容

連徐支隊受江蘇省高速公路管理局委托，對連徐高速公路履行著保護(hù)路產(chǎn)、維護(hù)路權(quán)的重要使命。肩負(fù)國家和法律所賦予的職責(zé)，保障國有資產(chǎn)處于健康良性的運行狀態(tài)。作為支隊質(zhì)監(jiān)部門和安全部門的人員，按照支隊安排筆者于2014年10月份對東疏港高速公路從路基外觀SCI、路面外觀PCI、及沿線設(shè)施TCL等三個方面進(jìn)行了常規(guī)性的檢查，同時根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行測評，計算出路面破損率DR，得出路面狀況指數(shù)(PCI)。各項指標(biāo)按上行方向(樁號從小往大方向)和下行方向(樁號從大往小方向)分別檢測并統(tǒng)計分析。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)中規(guī)定的損壞類型調(diào)查，得出路基技術(shù)狀況(SCI)和沿線設(shè)施技術(shù)狀況(TCI)。

因篇幅所限，本文僅對路面圖像載入文中，對破損狀況進(jìn)行分析、對病害產(chǎn)生的原因提出一些對策和措施。評價計算方法依據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)的規(guī)定:

DR:路面破損率，Ai:第i類路面損壞的面積;A:調(diào)查的路面面積;wi:第i類路面損壞的權(quán)重;a0:瀝青路面采用15．00;a1瀝青類路面采用0．412;i:考慮損壞(輕、中、重)的第i項路面損壞類型。iO:損壞類型總數(shù)，瀝青路面為19。

路面破損數(shù)據(jù)調(diào)查及統(tǒng)計結(jié)果如下:上行方向和下行方向路面損壞狀況指數(shù)PCI平均值分別為95．71和91．02。由于下行方向樁號為K8+700及K11+050路基不均勻沉降引起的路面沉陷變形，K10+700處路面大量波浪擁包及坑槽導(dǎo)致對于下行方向K8+000—K9+000段、K10+000段及K11+000—K12+000段評定為中級標(biāo)準(zhǔn)。本文選擇檢測過程所發(fā)現(xiàn)的裂縫、坑槽和擁包三種病害進(jìn)行原因分析、提出解決和處治的措施。

2 病害產(chǎn)生的原因及處治

2．1 裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施

從表面裂縫產(chǎn)生的形狀來看，主要有縱向裂縫、橫向裂縫及龜裂等多種形式。形成的原因往往既有車輛荷載的作用，又有溫度的原因所致。比較常見的裂縫形式主要有反射裂縫。這種路表面所產(chǎn)生裂縫的原因是由于基層產(chǎn)生裂縫后，在車輛荷載及溫度等各種復(fù)雜因素作用之后，逐漸影響到瀝青表面，因而路表面裂縫的形狀、位置與基層裂縫的形狀、位置基本相對應(yīng)。在半剛性基層區(qū)域，反射裂縫以橫向裂縫為常見(見圖1)，而對于柔性基層，裂縫形式就比較復(fù)雜，其形式也各種各樣，產(chǎn)生裂縫的類型主要取決于路面基層的基本情況。對于路段縱向裂縫寬度較大，已深至路基的，在處理過程中采用對縱縫壓注水泥漿，封閉固結(jié)土基的方法，以防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展。首先對面層進(jìn)行切縫處理，沿縱縫兩側(cè)切割出10-15cm寬的條形槽，深度為上面層，清理槽壁，用高溫火清理過的槽口，迅速沿著烤熱的槽口灌注加熱好的灌縫膠，整個過程要自下而上將膠體充分灌滿槽口，同時要排除填料過程中在下部所產(chǎn)生的氣泡，使每條裂縫的灌注保持連續(xù)不間斷地完成，最后碾壓成型。瀝青路面灌縫膠具有優(yōu)點是:能充分灌入裂縫與原路面粘結(jié)性好，低溫延伸性和彈性好，高溫穩(wěn)定性好、強度好、灌注后的外形美觀等。輕微小裂縫病害的處治由不同的季節(jié)和環(huán)境溫度而定。在夏季等高溫的天氣情況下，可采用噴灑瀝青撒料壓入法進(jìn)行處理，也可以進(jìn)行小面積封層處理;在低溫潮濕季節(jié)則可以采用陽離子乳化瀝青封層或采用相應(yīng)級配的乳化瀝青進(jìn)行細(xì)漿封層。

圖1

2．2 坑槽產(chǎn)生的原因及處理對策

坑槽也是瀝青路面常見的病害之一(見中圖)。通常情況下它是其他多種病害發(fā)展的“晚期”結(jié)果。產(chǎn)生的原因主要有以下四個方面:(1)對于道路出現(xiàn)的小面積裂縫和松散等病害如果不及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，經(jīng)過車輛荷載和雨水的多次作用之后，勢必在路面的結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)大的縫隙，使路面形成一個或多個坑洞，就會形成我們所看到的坑槽;(2)經(jīng)過車輛荷載的作用之后，路面的基層強度，路基的穩(wěn)定性不夠高，從而使面層產(chǎn)生裂縫，經(jīng)過雨水的浸泡，車輛荷載的作用，所產(chǎn)生的裂縫在不斷地向周圍擴(kuò)張，從而產(chǎn)生坑槽;(3)瀝青混合料的級配如果不符合要求，施工中物料得不到均勻的攪拌，或者所用的瀝青其份量不充足的時候，在攤鋪的過程中混合料就會出現(xiàn)局部離析，在行車作用下離析處的主骨料就會散失，長期伴隨著雨水的浸蝕，路面就會形成各種各樣的坑槽;(4)由于路面施工人員不能正確地按照施工工藝作業(yè)，沒有達(dá)到足夠的壓實度，路面施工接縫不良，造成瀝青路面出現(xiàn)車轍、龜裂、翻漿，松散、擁包、路面出現(xiàn)滲水等各種微型、小型病害，經(jīng)過長期雨水的浸蝕加之各種超限車輛、非法自行改裝超重車的作用，這些病害就會演化坑槽?？硬鄣木S修要針對不同的病害狀態(tài)采取不同的處理方法。通常分為面層坑槽維修和結(jié)構(gòu)性坑槽維修。

當(dāng)路面基層完好，僅面層有坑槽時，通常維修厚度在10CM以內(nèi)。如果是由于瀝青老化或表面溫度應(yīng)力變化而產(chǎn)生路面裂縫從而形成坑槽，或由于其他人為的因素造成路面產(chǎn)生坑槽;將坑槽按要求挖開后，如果發(fā)現(xiàn)槽底結(jié)構(gòu)仍能保持穩(wěn)定，而沒有出現(xiàn)龜裂或網(wǎng)裂的狀況，就可以涂刷粘層油，然后將瀝青混合料直接攤鋪即可;如果開挖坑槽后發(fā)現(xiàn)槽底結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所產(chǎn)生的龜裂、網(wǎng)裂的狀況比較輕，就可采用加鋪玻纖格柵后，再攤鋪瀝青混合料進(jìn)行處治。一般情況下在開挖的過程中大都按照“圓洞方補”的原則在坑槽處開槽，然后噴灑粘層油，攤鋪瀝青混合料，最后整平、壓實。

對于路面來講，當(dāng)原來路面結(jié)構(gòu)強度在高溫情況下，或者說基層、路基存在問題以及由于車輛荷載等各種外力作用形成的車轍、結(jié)構(gòu)性壓密，縱向裂縫、橫向裂縫等各種病害所產(chǎn)生的坑槽，就應(yīng)該運用結(jié)構(gòu)性維修方法。主要有以下三種處治措施。一是因原路面結(jié)構(gòu)強度不適應(yīng)現(xiàn)有的溫度、車輛荷載所致，對這種坑槽可采用涂刷粘層油后，直接攤鋪瀝青混合料的方法進(jìn)行處理;二是因路基壓實不夠，或基層存在問題造成路面縱橫裂縫引發(fā)的坑槽;第三當(dāng)基層裂縫的寬度超過3毫米的時候，先行裂縫灌漿再對灌過漿的坑槽粘鋪抗裂貼進(jìn)行處治。

2．3 擁包產(chǎn)生的原因及處治措施

基層原因所致。近年來大量不符合國家技術(shù)規(guī)范的重型車和超限車輛行駛于高速公路。路基勢必受到荷載的超限作用，使基層的結(jié)構(gòu)因應(yīng)力的超限作用發(fā)生畸變，在路面上產(chǎn)生嚴(yán)重的擁包(見右圖)，這也是造成基層損傷的主要原因之一。由于基層原因引起的問題，就要及時地對道路的基層進(jìn)行處理，先采用挖補辦法，待基層穩(wěn)定密實后，再重新進(jìn)行面層攤鋪處理。在施工過程中，不按照技術(shù)規(guī)范的要求執(zhí)行或不恰當(dāng)?shù)夭僮?，將瀝青漏灑在路面上形成的擁包，將擁包鏟平即可。對路面的基層結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，沒有受到破損，僅僅是因為面層瀝青用量過多或細(xì)集料堆積原因或者由于使用了較多的瀝青集中而產(chǎn)生的較嚴(yán)重?fù)戆?，或路面連續(xù)出現(xiàn)擁包并且所形成的面積較大，但從路面基層來看還屬于比較穩(wěn)定的，則可用機(jī)械或人工將擁包全部除去。掃凈碎屑、雜物及粉塵后用熱瀝青混合料重做面層。

3 結(jié)語

人們在享用高速公路交通舒適、便利和貨暢其流的同時，高速公路正遭受著各種病害的嚴(yán)重威脅。病害從一些小小的裂縫產(chǎn)生或形成坑槽或產(chǎn)生擁包等。這些問題如不及時地處置，勢必導(dǎo)致千里之堤潰于蟻穴。高速公路管理部門要加強巡查次數(shù)，及時地發(fā)現(xiàn)道路所產(chǎn)生的病害，對出現(xiàn)的癥狀要進(jìn)行具體的分析，提出切實可行的處理措施，做到對癥下藥。要不斷地加大養(yǎng)護(hù)投入，使養(yǎng)護(hù)資金得到充分地保證。同時政府部門要加大超限車輛治理的力度，嚴(yán)厲打擊超限、超載車輛行駛高速公路;對不符合國家技術(shù)監(jiān)督部門規(guī)定的超重車、自行改裝車采取綜合的打擊和治理措施，使非法改裝車輛得到徹底的遏制，從而確保高速公路真正給人們出行帶來高質(zhì)量服務(wù)的同時，能極大地降低養(yǎng)護(hù)和管理成本，有效地節(jié)約國家的資金、資源，使高速公路真正地成為綠色的通道。

［1］陳傳德．高速公路養(yǎng)護(hù)管理．北京:人民交通出版社，2005．

［2］公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)JTG H20-2007．北京人民交通出版社．

［3］張業(yè)茂．瀝青混合料車轍影響因素研究［J］．公路，2012(3)．

［4］陳旭軍．市政道路中瀝青混凝土路面施工技術(shù)與常見問題探討［J］．公路，2013(9)．