公路病害調(diào)查檢測及維修養(yǎng)護策略分析

石琦

（上海寶鋼新型建材科技有限公司，上海市201900）

公路病害調(diào)查檢測及維修養(yǎng)護策略分析

石琦

（上海寶鋼新型建材科技有限公司，上海市201900）

通過對上海郊區(qū)某段高速公路所作的調(diào)查與檢測，就其路面現(xiàn)狀和路面病害特點進行闡述。結(jié)合自然條件深入分析該路段的病害原因，并對所需采取的措施提出了針對性的養(yǎng)護策略。

路面現(xiàn)狀；病害原因；養(yǎng)護策略；上海市

0　前言

隨著近年來經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高速公路的建設(shè)技術(shù)和水平隨之提高，但是經(jīng)濟的發(fā)展也帶來了一些不利影響，比如車輛數(shù)目隨之增加且車輛荷載也不斷增大，特別是超載現(xiàn)象的普遍化，使得路況惡化速率明顯加快，路面破壞現(xiàn)象嚴(yán)重。為使高速公路保持良好的路況和一定的通車效率，需要投入大量的養(yǎng)護資金并及時評估路況進行路面養(yǎng)護。采取養(yǎng)護措施的合理性和科學(xué)性將直接影響到路面使用性能和使用壽命。如何根據(jù)高速公路所處具體環(huán)境制定科學(xué)并有針對性的養(yǎng)護維修方案己是一個重要課題。筆者根據(jù)上海郊區(qū)環(huán)線北段工程（滬寧高速公路-同濟路-雙城路）路面的具體特點，對路面病害展開了統(tǒng)計分析，并提出了提高路面維護狀況和降低路面病害發(fā)生的方案。這對于延長高速公路的使用壽命和路面質(zhì)量，促進經(jīng)濟發(fā)展有著一定的意義。

1　路面狀況調(diào)查

該項工程檢測路段位于江蘇省昆山市花橋鎮(zhèn)、上海市嘉定區(qū)和寶山區(qū)境內(nèi)，為全封閉式雙向6車道高速公路，主線長為38.78 km。其中部分路段路基采用粉煤灰以便增加密實度降低沉降，一般路段就直接采用土基，原狀土易沉降含水量高路段鋪設(shè)30 cm厚的礫石砂層。在以粉煤灰為填料的地段，鋪設(shè)無紡?fù)凉げ迹?50 g/m2）于礫石砂上。道路路面基層自上而下分別為20 cm水泥穩(wěn)定碎石、20 cm二灰碎石、20 cm摻雜了6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)石灰的石灰土，硬路肩路面基層分別為25 cm水泥穩(wěn)定碎石、20 cm摻雜了6%～8%質(zhì)量分?jǐn)?shù)石灰的石灰土，路面鋪設(shè)瀝青混凝土。

現(xiàn)場調(diào)查狀況分析，檢測路段地勢較低地形平坦且位于上海入?？?，位于北亞熱帶區(qū)。其地區(qū)氣候特點為降水充沛，四季分明，氣候濕潤春秋的、較短，冬夏較長，年平均氣溫16℃左右，年平均降水量為1200mm左右，降水集中在5至9月，就是人們經(jīng)常說的梅雨期，夏季或有臺風(fēng)。

大氣降水及長江水是檢測段內(nèi)充沛的地表水來源，且路段所處地勢較低，容易在雨季時形成雨澇且雨水不易排出；另外，路段中土層以低液限黏土.砂質(zhì)粉土及粉細砂為主，大部分為較厚軟土層，軟土層一般埋深在3m左右，厚度在4m～25m?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該路段土質(zhì)有侵蝕痕跡，表土層均為黃色.灰黃色粉質(zhì)黏土。路面病害調(diào)查及現(xiàn)場檢測的目的是進一步查明路面的詳細破損程度和破損數(shù)量，評價路面使用現(xiàn)狀，為有針對性地選擇路面改造方案提供技術(shù)依據(jù)。

2 既有路面典型病害分析

上海年平均降雨量在1 200 mm左右，路基路面在重型車輛的反復(fù)沖擊下加上水損害將導(dǎo)致各類病害產(chǎn)生。該項檢測常見的典型病害如下表1所列。

表1常見的典型病害一覽表

2.1裂縫類（見圖1）

2.1.1龜裂

由于空氣、溫度、陽光等因素對路面的氧化侵蝕，路面上的瀝青會發(fā)生老化，其中碳氫化合物分解、分子量降低會導(dǎo)致粘塑性降低或者丟失，從而在行車荷載的反復(fù)作用下出現(xiàn)松散掉粒、形成裂縫甚至大片網(wǎng)狀龜裂。龜裂是在重載車輛的反復(fù)碾壓下，由于路面設(shè)計強度不足、基層濕軟、雨水空氣侵蝕等原因，其形變不斷增大和撓度過大，瀝青料不斷從路面產(chǎn)脫落，再在明顯增加的車輛載荷的往復(fù)作用下形成疲勞裂縫。

圖1　裂縫類病害實景

2.1.2縱向裂縫

與道路中線方向大致相同的出現(xiàn)在行車道上的單根縱向長條裂縫。可能是由于雨水滲入地基，再加上施工搭接等工程質(zhì)量問題，在車輛作用下裂縫增大形成縱向裂縫。

2.1.3橫向裂縫

從圖1可以看出，其橫向裂縫已經(jīng)貫通整個路面，主要是由于溫度和濕度的不斷變化路面不斷收縮膨脹引起疲勞，地基或填土路堤縱向不均勻沉降，再加上車輛荷載的反復(fù)作用，瀝青路面開始產(chǎn)生裂縫。一開始大多出現(xiàn)在兩側(cè)，后發(fā)展為橫貫整個路面的橫縫。

2.2松散類（見圖2）

圖2　松散類病害實景

2.2.1坑槽前期——唧漿

上海地區(qū)因位于長江入?？?，雨水充沛、地下水位高、排水不暢等導(dǎo)致路基長時間含水量過高，特別是在梅雨季節(jié)中，基層經(jīng)水軟化并膨脹，再經(jīng)行車連續(xù)作用，一些細小的基層顆粒被擠出路面，出現(xiàn)彈軟、唧漿、松散等現(xiàn)象。隨著唧漿的出現(xiàn)逐漸發(fā)展網(wǎng)裂和槽坑。

2.2.2坑槽

當(dāng)水透過瀝青面層進入到底面層和基層中時，很可能因為排水不暢導(dǎo)致滯留其中，在車輛的的作用下，對水產(chǎn)生很大壓力進而沖刷基層細料形成灰漿?；覞{又因為行車的壓擠作用，溢出路面形成唧漿。部分灰漿和水在車輛過后又會流回路面以下，所以在車輛的反復(fù)作用下灰漿和水會反復(fù)沖刷裂縫，裂縫擴大形成新的裂縫并會出現(xiàn)下陷變形。當(dāng)唧出的較多灰漿路面下方空槽較大時，可能會生成坑槽。當(dāng)裂縫形成，水更容易滲透至路面下時，會導(dǎo)致侵蝕加劇，形成惡性循環(huán)，最終出現(xiàn)坑槽。一旦坑槽出現(xiàn)，車輛更加顛簸，對病害處產(chǎn)生更強的作用力，更快地重復(fù)上述周期，最終導(dǎo)致坑槽連片，整個路面都需要徹底修復(fù)。

2.2.3松散、脫皮

路面由于瀝青較少或者老化導(dǎo)致粘性降低■消失，在車輛的作用下路表面出現(xiàn)集料和小塊的混合料，一般在車輛經(jīng)常行駛的地方較多。

2.3變形類（見圖3）

圖3　變形類病害實景

2.3.1車轍

路面在車輪荷載的反復(fù)作用下，路面不可避免會產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層與基層的壓密、沉降，特別是高溫季節(jié)下瀝青面層較軟，更容易被壓實和形變，形成側(cè)向隆起形狀，路面會逐漸累積這種永久性變形。當(dāng)車轍達到一定深度，車轍槽內(nèi)極易積水并影響車速和易導(dǎo)致車輛不穩(wěn)漂滑。造成瀝青路面車轍的原因很多，可能是本身的內(nèi)在因素如瀝青材料差、瀝青混合料級配設(shè)計缺陷導(dǎo)致路面上瀝青高溫下易變形，還有就是施工時壓實度不足也可能導(dǎo)致出現(xiàn)下陷；從外因來說，車輛超載是產(chǎn)生車轍的主要誘導(dǎo)因素。上海地區(qū)夏季很多路面的最高溫度可達65℃～75 ℃之間，而這一溫度超過了設(shè)計施工技術(shù)規(guī)范的最高抗車轍溫度，是車轍產(chǎn)生的不可忽略的因素。再加上降水的充沛和集中，如梅雨季，也會對車轍的產(chǎn)生起到了推動作用。

2.3.2沉陷

由于路面滲水，造成基層局部軟弱強度下降，基層的整體強度收遭到破壞，從而發(fā)生了沉陷，這是一種結(jié)構(gòu)性豎向形變損壞。對于檢測路段的三渣基層，一旦產(chǎn)生裂縫，水就會順著裂縫進入基層當(dāng)中，導(dǎo)致基層更加松散，引發(fā)龜裂與沉陷。還有可能就是施工質(zhì)量問題導(dǎo)致基層天生就處于整體強度不足的狀態(tài)下，再加上水的侵蝕和車輛的作用，導(dǎo)致沉降的發(fā)生。

2.4鉆孔取芯

在郊區(qū)環(huán)線北段路面進行病害鉆孔取芯查看，外圈K189+550處的結(jié)構(gòu)層厚是由瀝青面層130mm和三渣基層380mm構(gòu)成，可以發(fā)現(xiàn)面層重度龜裂，病害處基層碎裂未結(jié)成板塊。外圈K198+000處的結(jié)構(gòu)層厚是由瀝青修補層115mm+原瀝青面層70mm+三渣基層205mm組成，在修補、沉陷、裂縫處鉆芯后看到三渣基層芯樣松散碎裂未結(jié)成板塊且伴有裂縫。給內(nèi)外圈鐵力路地道的道路面層病害鉆芯查看，路面積水及滲水部位集中在節(jié)段施工縫部位，未見地道底板混凝土有損壞。

再結(jié)合路面的結(jié)構(gòu)強度，行駛質(zhì)量，抗滑性能測試后得出結(jié)論，郊區(qū)環(huán)線北段路面部分路段應(yīng)采取大修補強措施以提高其承載能力。

3　病害治理措施

對于縱、橫裂縫，縫寬較小的不作處理，當(dāng)寬度達到3mm以上，需要先清潔裂縫，再用空氣吹凈灰土后，可以直接將瀝青灌入封堵。如縫寬在5mm以上，則需要銑刨上層與中層，將不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層徹底挖除，并用壓縮空氣吹凈后，再用半剛性材料如瀝青混合料處理基層后再鋪設(shè)瀝青層。

對唧漿、坑槽、松散脫皮這類病害就采用銑刨修補。必須銑刨路面深達基層，需要清除基層松軟部分，然后清除所有松動部分和雜物，基層可以采用瀝青混合料或者銑刨料再生后填補。

車轍處需要對車轍和交通量關(guān)系進行分析是否由于路面強度過低造成。若僅輕微變形可通過控制車輛的行駛路徑使車轍恢復(fù)平整，如果車轍過深可以將瀝青混合料填入槽內(nèi)碾壓攤平。對沉陷處，如果填土密實度不夠，可以進行壓實處理；對密度較小、含水率高的軟基或者黏性涂層，可以采取換土法，應(yīng)選用強度高、透水性好的材料，如碎石土等。

4 小結(jié)

對上海市郊區(qū)環(huán)線北段工程（滬寧高速公路-同濟路-雙城路）路面道路存在的病害現(xiàn)狀進行統(tǒng)計，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩硭臈l件對病害產(chǎn)生的原因進行分析，提出相應(yīng)的維護策略，對維護道路，增加瀝青路面的使用壽命有著一定的意義。

河北發(fā)布2015年交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資計劃

2014年，河北省交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完成投資909.5億元，再次取得新成績。新增通車?yán)锍?69 km，全省高速公路通車總里程達到5 888 km，躍居全國第2位，僅次于廣東省。2015年河北省進一步推進交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，全省交通固定資產(chǎn)投資計劃完成1 020億元，增長12%。

2015年，河北省高速公路計劃投資407億元，新增通車?yán)锍?50 km，到年底總里程達到6 238 km。加快在建項目建設(shè)，確保京昆石太北線、張承等5條段建成通車；抓緊擬開工項目前期工作，確保曲港、津石等10條段638 km開工建設(shè)；加快太行山高速開工建設(shè)步伐，做好北京新機場南出口高速等前期工作，大力實施京張-張承申奧迎賓大道改造工程。

同時，加快干線公路升級改造。普通干線公路計劃投資135億元，新改建2 200 km。重點建設(shè)對接京津的G335、G509等國道和松蘭公路、京蔣公路等省道，提升技術(shù)等級。

在港口建設(shè)方面，今年計劃投資160億元，新增生產(chǎn)性泊位7個，設(shè)計通過能力6 275萬t，總通過能力達到10億t。推進秦皇島港西港搬遷改造工程、唐山港京唐港區(qū)、曹妃甸港區(qū)煤炭、散雜貨等碼頭建設(shè)，確保唐山港京唐港區(qū)36#～40#泊位、黃驊港綜合港區(qū)鋼鐵物流通用散雜貨碼頭工程2個項目建成投產(chǎn)。

2015年河北省民航計劃投資95億元，將做好北京新機場建設(shè)服務(wù)工作，爭取承德機場建成通航，力爭邢臺機場開工建設(shè)，完成首都機場集團對河北機場集團的托管工作。

此外，河北省場站建設(shè)今年計劃投資30億元，建成邯鄲客運中心站、滄州好日子現(xiàn)代物流中心等；地方鐵路計劃投資30億元，推進唐曹、水曹鐵路建設(shè)；綠美廊道改造將提升高速公路272 km、普通干線公路880 km。

U418

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1009-7716（2015）05-0144-03

2015-02-03

石琦（1980-），男，上海人，工程師，從事建筑材料及道路路檢等方面的檢測和研究工作。