高速公路路面病害成因及養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施

武宏濤

山西呂梁環(huán)城高速公路管理有限責(zé)任公司 山西呂梁 033000

1 高速公路路面病害養(yǎng)護(hù)的必要性

路面屬于高速公路最為關(guān)鍵的組成部分，承擔(dān)著車輛運(yùn)行的作用，且路面的質(zhì)量水平不但影響著公路的使用壽命，且影響著行車的安全性。且調(diào)查研究顯示，在高速公路行車事故中，多數(shù)事故問題均由路面病害問題引起，對(duì)此相關(guān)部門必須重視路面的養(yǎng)護(hù)工作[1]。

高速公路行車速度較快，若路面不平或存在較大的坑洼則很容易引發(fā)交通事故問題。而在治理期間若沒有采取正確的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，則不但會(huì)影響公路的通行情況，且還會(huì)增大路面的維修成本。為了有效解決路面病害問題，相關(guān)部門必須認(rèn)真分析路面病害成因，并采取有效的養(yǎng)護(hù)治理措施，從而減少路面病害問題的發(fā)生幾率，保證行車的安全性與舒適性。由此看出，強(qiáng)化高速公路路面病害的養(yǎng)護(hù)工作具備十分重要的作用[2]。

2 高速公路路面病害成因分析

2.1 裂縫成因

首先是橫向裂縫，主要指的是垂直于路面軸線方向的裂縫，其主要因?yàn)榛鶎硬牧鲜湛s而形成，或者因外界溫度發(fā)生驟變而出現(xiàn)收縮開裂。當(dāng)瀝青層底面承受拉力超過(guò)瀝青面抗拉強(qiáng)度時(shí)，其底部便會(huì)隨著溫度的變化而出現(xiàn)拉裂問題，并向上擴(kuò)展至路面形成裂縫。同時(shí)，瀝青材料對(duì)溫度變化較為敏感，當(dāng)溫度突然下降時(shí)，瀝青混合料會(huì)變硬變脆而出現(xiàn)收縮變形問題，收縮應(yīng)力超過(guò)瀝青混凝土材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面便會(huì)被拉裂，隨著時(shí)間的推移，便會(huì)向下發(fā)展形成裂縫。其次是縱向裂縫，主要指的是裂縫與路面軸相互平行的縫隙。其可能由于沒有處理好瀝青路面的兩幅接茬部位，以致在荷載作用下形成縱向縫隙。同時(shí)，路基施工中存在壓實(shí)不均勻問題，在長(zhǎng)期的荷載作用下，路基便會(huì)被壓實(shí)而引起不均勻沉降問題，從而引起縱向裂縫。再次是龜裂，主要指的是路面形成的縱橫交叉的裂縫，因路面基層強(qiáng)度不足引起。施工過(guò)程中，若路基存在變形、下沉等問題時(shí)則會(huì)降低其穩(wěn)定性，從而引起裂縫，而在車輪碾壓之后，便會(huì)出現(xiàn)多條平行、縱向的縫隙，最終形成網(wǎng)狀的裂縫[3]。最后是反射裂縫，主要指的是路基裂縫反射至面層形成的裂縫。此種裂縫主要指的是在鋪筑完基層后，沒有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做好路面的養(yǎng)護(hù)工作，致使路基長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，從而在水分與降溫聯(lián)合作用下出現(xiàn)開裂問題。當(dāng)基層出現(xiàn)裂縫后，其會(huì)逐漸反射至面層表面，最終在路面形成反射裂縫，且此種裂縫在位置方面具備上下相似的特點(diǎn)。

2.2 水損成因

水損害主要指的是水分通過(guò)某種途徑滲入至路面結(jié)構(gòu)中，從而使路面在使用早期便出現(xiàn)損害。一般而言，高速公路路面水損害問題可以分為以下幾種類型，一是坑槽，深度在2厘米以上；二是麻面，當(dāng)路面存在較大的空隙時(shí)，水分會(huì)由空隙滲入至路面，并以水膜的形式停留在基層頂面，從而降低了瀝青與材料之間的粘合力，形成麻面；三是掉皮，當(dāng)雨水滲入至面層結(jié)構(gòu)中后，面層與基層之間的粘合力會(huì)下降，且頻發(fā)的剎車會(huì)形成剪切力，從而導(dǎo)致基層與面層分離，出現(xiàn)掉皮問題；四是擠漿，水分在滲入面層后大多停留于基層頂面上，長(zhǎng)時(shí)間的浸泡會(huì)導(dǎo)致基層材料形成泥漿，而在車輛荷載作用力下，泥漿便會(huì)由縫隙中冒出。具體而言，水損害主要由瀝青乳化、孔隙水壓等原因引起[4-5]。

2.3 車轍成因

車轍屬于高速公路路面中最為常見的病害問題，且一般分為磨耗型、失穩(wěn)型以及結(jié)構(gòu)型三種，出現(xiàn)車轍問題主要由車輛荷載、原材料、混合料以及環(huán)境溫度等因素引起。高速公路上的車流量較大，且車輛處于不間斷通行狀態(tài)，無(wú)法避免車轍問題。由此，當(dāng)路面出現(xiàn)輕微的車轍問題時(shí)便應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，杜絕其不斷擴(kuò)大。

3 高速公路路面病害養(yǎng)護(hù)技術(shù)

3.1 裂縫的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

混凝土裂縫主要指的是混凝土材料在一定溫度與濕度條件下發(fā)生硬化導(dǎo)致體積變形問題，混凝土中不同材料會(huì)產(chǎn)生不一樣的變形，以致材料之間產(chǎn)生初始應(yīng)力，導(dǎo)致骨料與水泥之間出現(xiàn)細(xì)微的開裂問題。在養(yǎng)護(hù)治理裂縫方面，應(yīng)采取以下幾種方法。

首先是擴(kuò)縫灌漿法，當(dāng)水泥混凝土路面存在寬度小于3mm且邊緣沒有碎裂的輕微裂縫時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)縫灌漿法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。而當(dāng)水泥混凝土路面存在寬度小于3mm但周圍存在碎裂輕微裂縫時(shí)，應(yīng)在將裂縫擴(kuò)大之后進(jìn)行清縫，在進(jìn)行灌縫養(yǎng)護(hù)。其次是條帶罩面法，此種養(yǎng)護(hù)方法主要修補(bǔ)貫穿混凝土面板大于3mm且小于15mm的中等裂縫。只要在混凝土裂縫20cm處，鋸出兩條深度為5至10cm的切縫，鑿除此范圍內(nèi)的混凝土，之后沿著裂縫兩側(cè)15cm，每隔50cm鉆深度為7cm的釘。同時(shí)利用空氣壓縮機(jī)沖洗干凈裂縫，并涂刷均勻的泥漿。在釘孔內(nèi)填滿砂漿后，插入除銹的鈀釘進(jìn)行安裝，最后澆筑早強(qiáng)型混凝土，并進(jìn)行振搗、壓實(shí)以及抹平工作[6]。最后是全深度補(bǔ)塊方法，一般用于養(yǎng)護(hù)寬度大于15mm的嚴(yán)重裂縫，且全深度補(bǔ)塊也可以分為集料嵌鎖法、刨挖法等方法。在使用全深度補(bǔ)塊中任何一種方法前應(yīng)利用切割機(jī)對(duì)需要修補(bǔ)的位置進(jìn)行全深度切割，完成兩側(cè)的鑿毛工作。同時(shí)，在清除舊混凝土的過(guò)程中要注意保護(hù)相鄰的面板，不能傷及基層，且還應(yīng)當(dāng)日挖除當(dāng)日澆筑，對(duì)于無(wú)法當(dāng)天澆筑的，應(yīng)臨時(shí)設(shè)置相關(guān)的交通安全標(biāo)志[7-8]。

3.2 板塊脫空的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

水泥混凝土底板唧泥會(huì)導(dǎo)致底板脫空問題，且應(yīng)利用長(zhǎng)桿彎沉儀測(cè)定脫空的位置與程度。當(dāng)彎沉值大于0.2mm時(shí)則可以確定為底板脫空問題，但測(cè)量過(guò)程中，彎沉儀與支座不能置于相鄰的兩塊板上。在處理板塊脫空問題時(shí)應(yīng)按照如下方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，期間采用瀝青、水泥漿、水泥砂漿以及粉煤灰漿等材料。一方面可以采用水泥砂漿灌注法，利用壓力為1.5MPa-2.0MPa的灌漿壓力泵進(jìn)行處理。且在脫空量較大的地方進(jìn)行灌漿，當(dāng)相鄰板塊接縫處出現(xiàn)冒漿問題時(shí)應(yīng)停止泵送，直至砂漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到3MPa時(shí)在開放交通。另一方面可以采用瀝青灌注法，加熱融化瀝青材料，且將灌注壓力保持在200至400kPa之間，壓滿半分鐘后在拔出噴嘴，但在灌注高溫瀝青過(guò)程中必須做好安全防護(hù)措施。

3.3 唧泥的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

在防治唧泥問題時(shí)可以采用板底壓漿、加深加寬邊溝排除積水、及時(shí)修補(bǔ)接縫以及增設(shè)盲溝降低地下水位等養(yǎng)護(hù)措施。一方面應(yīng)在路面外側(cè)路肩位置設(shè)置橫向滲溝，且設(shè)置時(shí)應(yīng)根據(jù)路線縱坡，將滲溝與路面邊緣夾角保持在50至90度之間。同時(shí)，滲溝與邊溝也應(yīng)保持相通，并保持滲溝出水口高于邊溝水面，避免溝水倒灌問題。且還應(yīng)在滲溝沿路交界處包裹土工織物，填筑碎石、粗砂等透水性較強(qiáng)的材料。施工期間，滲溝應(yīng)保持150至250毫米的寬度，且還應(yīng)結(jié)合板塊長(zhǎng)度、邊溝排水情況等因素設(shè)置滲溝間距。另一方面，當(dāng)路肩較寬時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向滲溝，并保持橫向滲溝與排水管的相通性[9]。在施工期間，應(yīng)利用多孔塑料制作滲溝，并根據(jù)埋置深度以及管荷載力設(shè)置管壁厚度。之后在多孔塑料管周圍包裹土工織物，并回填粗砂等透水材料，在設(shè)置完成所有的排水設(shè)施后在恢復(fù)路肩。

3.4 錯(cuò)臺(tái)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

對(duì)于路面錯(cuò)臺(tái)問題應(yīng)采用板底灌漿抬高法、機(jī)械磨平法以及人工鑿平法進(jìn)行防治。首先是板底灌漿抬高法，此方法適用于基礎(chǔ)過(guò)軟引發(fā)的錯(cuò)臺(tái)問題，且施工方法類似與板底脫空灌漿方法。主要根據(jù)錯(cuò)臺(tái)位置確定灌注孔位置，之后由錯(cuò)臺(tái)最低處進(jìn)行灌漿，直至板底灌漿密實(shí)，灌漿板與相鄰板塊平順為止。其次是機(jī)械磨平法，由錯(cuò)臺(tái)最高處開始向四周擴(kuò)展板塊，并進(jìn)行機(jī)械磨平。且期間利用直尺進(jìn)行找平，直至相鄰板塊齊平為止。同時(shí)，在磨平之后還應(yīng)及時(shí)清除接縫內(nèi)的雜物，并及時(shí)補(bǔ)灌接縫。最后是人工鑿平法，此種方法適用于錯(cuò)臺(tái)高出部分，利用瀝青水泥混凝土進(jìn)行防治。

3.5 沉陷的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

一方面應(yīng)做好排水工作，利用加深、加寬邊溝、設(shè)置排水溝等方法做好路面路基的穩(wěn)定工作，且在設(shè)置排水溝時(shí)應(yīng)參照唧泥的養(yǎng)護(hù)方法。另一方面應(yīng)采用板塊灌漿頂升方法，利用水準(zhǔn)儀測(cè)量板塊的下沉量，在繪制沉陷平面圖后計(jì)算控制點(diǎn)的頂升量。同時(shí)利用灌注機(jī)械設(shè)備根據(jù)標(biāo)注的灌注孔位置進(jìn)行灌注。在完成每個(gè)孔的灌注工作后，還應(yīng)利用木楔堵塞，直至完成壓漿后在拔出。當(dāng)壓漿材料抗壓強(qiáng)度達(dá)到6MPa時(shí)才可以開放交通，并對(duì)頂升范圍內(nèi)的板塊接縫重新灌注材料。

3.6 拱起的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

對(duì)于路面拱起問題最重要的是做好接縫的養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)清除縫內(nèi)的雜物。首先，對(duì)于路面板塊出現(xiàn)拱起但板塊沒有碎裂時(shí)，應(yīng)在拱起部位的接縫兩側(cè)全斷面切割兩條切縫，且兩條縫隙應(yīng)保持80至100mm的距離。之后利用水泥混凝土或?yàn)r青混合材料進(jìn)行修補(bǔ)，直至達(dá)到通車要求后在開放交通。其次，對(duì)于板塊拱起且出現(xiàn)碎裂問題的情況，應(yīng)切割碎裂部分，并清除干凈，之后利用水泥混凝土或者瀝青材料進(jìn)行修補(bǔ)，直至滿足要求后在開放交通。最后，對(duì)于拱起板塊裂成破碎板的情況，應(yīng)清除干凈破碎部分，并重新澆筑，直至恢復(fù)原狀[10]。同時(shí)，脹縫設(shè)置不當(dāng)也會(huì)引起板塊拱起問題，此時(shí)應(yīng)增設(shè)脹縫，并檢查相鄰接縫，若存在損壞問題還應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灌接縫材料。

4 結(jié)語(yǔ)

作為各個(gè)省市的交通樞紐，高速公路關(guān)系著交通運(yùn)輸質(zhì)量，也影響了路面行車的安全性與舒適性。對(duì)此，應(yīng)針對(duì)路面結(jié)構(gòu)中存在的各種病害成因進(jìn)行深入分析，以降低路面病害問題的發(fā)生幾率，提高路面行車的安全性，在降低公路養(yǎng)護(hù)成本的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)其使用年限。