高速公路病害及養(yǎng)護(hù)維修施工研究

苗麗

（甘肅省酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心高速公路養(yǎng)護(hù)所，甘肅酒泉735000）

0 引言

高速公路建設(shè)完成后，后續(xù)工作就是要及時(shí)對高速公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般情況下，一條高速公路可以使用長達(dá)十年甚至二十年，需要定期進(jìn)行維護(hù)和養(yǎng)護(hù)，這是一件耗時(shí)漫長的大工程。高速公路養(yǎng)護(hù)的對象不僅包括路面上出現(xiàn)的坑槽，還有周邊設(shè)施。如果路面不平或周邊設(shè)施出現(xiàn)損壞，需要及時(shí)維修或更換。只有高速公路養(yǎng)護(hù)得到位，才能保證高速公路的安全使用。

1 高速公路路面養(yǎng)護(hù)維修的重要意義

高速公路路面的維修分為主動(dòng)性維護(hù)和被動(dòng)性維護(hù)。主動(dòng)性維護(hù)是指在高速公路的長期運(yùn)營過程中，有計(jì)劃地制定一套完整的、預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)方案。被動(dòng)性維護(hù)是指當(dāng)高速公路在運(yùn)營過程中產(chǎn)生了病害問題時(shí)，針對問題采取延遲性的維修和養(yǎng)護(hù)行為。因?yàn)楸粍?dòng)性養(yǎng)護(hù)是在病害發(fā)生后采取措施，已經(jīng)對高速公路造成了損害，難以延長高速公路的使用壽命。因此，必須提高養(yǎng)護(hù)行為的主動(dòng)性，控制各種可能引起高速公路病害的因素。高速公路狀況良好，不僅要保證運(yùn)營水平，還要保證安全指標(biāo)。在病害發(fā)生前，制定計(jì)劃進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，雖需投入一定成本，但能夠保證在合理的時(shí)間對高速公路進(jìn)行維護(hù)。從長期發(fā)展來看，主動(dòng)性維護(hù)的資金投入低于被動(dòng)性維護(hù)的資金投入[1]。主動(dòng)性維護(hù)不僅可以提高高速公路的經(jīng)濟(jì)效益，還可以提高社會(huì)效益。因此，主動(dòng)性維護(hù)在高速公路的交通服務(wù)水平、安全保障以及經(jīng)濟(jì)效益等方面具有非常重要的意義，必須引起相關(guān)部門的重視。

如今，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益推進(jìn)，高速公路網(wǎng)絡(luò)開始全面覆蓋。高速公路施工通常以瀝青路面的形式進(jìn)行，許多高速公路路面由于長期使用，需要科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)，提高高速公路的整體質(zhì)量?？茖W(xué)的瀝青路面養(yǎng)護(hù)修復(fù)施工，可以延長高速公路的使用壽命，使其運(yùn)行更加安全穩(wěn)定，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的順利實(shí)現(xiàn)。根據(jù)目前我國高速公路運(yùn)營管理情況，養(yǎng)護(hù)工作分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和矯正性養(yǎng)護(hù)。對于損壞嚴(yán)重、安全性不高的路面，應(yīng)進(jìn)行矯正性養(yǎng)護(hù)，以免對高速公路造成更嚴(yán)重的損壞，影響安全性，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生[2]。

2 高速公路養(yǎng)護(hù)維修的施工實(shí)施現(xiàn)狀

2.1 缺少定期維護(hù)

高速公路缺乏定期的養(yǎng)護(hù)和維修，在后續(xù)加固工作中，相關(guān)問題沒有得到有效解決，影響了高速公路的質(zhì)量，縮短了高速公路的使用壽命。目前高速公路工程分布廣泛，數(shù)量眾多，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作難以有效開展。養(yǎng)護(hù)工作需要大量的資金投入和人力投入，導(dǎo)致許多企業(yè)敷衍了事，缺乏科學(xué)有效的技術(shù)方法，不斷出現(xiàn)施工問題，影響項(xiàng)目的實(shí)用性。同時(shí)，工程缺乏相應(yīng)的安全管理，如沒有設(shè)置安全指示標(biāo)志，護(hù)欄的質(zhì)量沒有進(jìn)一步加強(qiáng)，大大降低高速公路運(yùn)輸?shù)陌踩禂?shù)，影響高速公路的正常運(yùn)行[3]。

2.2 高速公路鋪裝的堅(jiān)固程度不足

高速公路關(guān)鍵部位的施工重點(diǎn)與其他地面施工項(xiàng)目大致相同，即地基施工。同時(shí)，地基的施工也直接影響路面的整體質(zhì)量。目前，高速公路的質(zhì)量問題通常是鋪裝損壞或路面裂縫，主要原因是路面鋪裝壓實(shí)不足或路面防水質(zhì)量的問題。在近年來的發(fā)展過程中，各種大型車輛越來越多，特別是超載車輛屢禁不止，對路面的壓力損傷也越來越大。因此，在路面鋪裝過程中，應(yīng)采用精細(xì)化管理的施工方法，保證路面鋪裝的效率和質(zhì)量，延長高速公路的使用壽命，降低后續(xù)的維護(hù)成本和檢查壓力[4]。

3 高速公路瀝青路面病害的類型及成因

3.1 裂縫

裂縫病害有縱向裂縫、橫向裂縫和網(wǎng)裂?？v向裂縫主要是地基承載能力的差別出現(xiàn)不均勻沉降，路基施工壓實(shí)不均勻，混合料攤鋪時(shí)縱向施工搭接質(zhì)量不好以及水的滲透破壞造成的。橫向裂縫是在基層成型過程中，因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫，或是基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。網(wǎng)裂，又稱龜裂，是相互交錯(cuò)的疲勞裂縫，形成一系列多邊形小塊組成的網(wǎng)狀開裂，初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫，而后，在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向連接縫，形成縫網(wǎng)。網(wǎng)裂主要是由于路面的整體強(qiáng)度不足而引起的。

3.2 坑槽

坑槽的形成主要是因?yàn)樗畵p害。雨水滲入后，停留在基層表面上；在行車荷載反復(fù)作用下動(dòng)水沖刷半剛性基層的細(xì)料并逐漸形成灰漿，使瀝青面層與基層脫開；灰漿被行車荷載擠壓，通過面層裂縫或面層混合料中的空隙唧到表面。在產(chǎn)生唧漿的位置，瀝青面層產(chǎn)生網(wǎng)裂，接著一些碎裂的小塊面層或基層材料被車輪帶走，而逐步形成坑洞，并不斷地?cái)U(kuò)大，最后形成坑槽。

3.3 車轍和推移

車轍和推移主要是因?yàn)榛鶎拥氖┕べ|(zhì)量不高，瀝青面層高溫穩(wěn)定性差，反復(fù)受行車荷載的影響，路面產(chǎn)生永久性變形，積累形成的帶狀凹槽。車轍和推移降低了路面的平整度，當(dāng)車轍達(dá)到一定深度時(shí)，由于轍槽內(nèi)積水，極易發(fā)生汽車飄滑而導(dǎo)致交通事故。

3.4 沉陷

沉陷分為局部沉陷和大面積沉陷。局部沉陷是因?yàn)榛鶎泳植砍尚尾蛔?，?qiáng)度不夠。大面積沉陷是路基不均勻沉降或局部滑移造成的。

4 高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)及維修的技術(shù)分析

在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)過程中，首先要明確路面病害的類型，找出病害的原因，然后結(jié)合路面的具體病害程度，選擇科學(xué)合理的方法和手段進(jìn)行高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)。對于高速公路瀝青路面的維修，應(yīng)該全面考慮和分析高速公路瀝青路面的病害，如裂縫、坑槽、松散和不均勻沉降等，結(jié)合高速公路的實(shí)際操作和區(qū)域氣候環(huán)境，積極探索最佳的解決方案。在進(jìn)行高速公路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)時(shí)，要始終堅(jiān)持“預(yù)防第一、養(yǎng)護(hù)第二”的原則，從多方面開展高速公路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)工作[5]。

4.1 高速公路瀝青路面裂縫的養(yǎng)護(hù)維修工藝

根據(jù)高速公路路面的裂縫類型，選擇合適的養(yǎng)護(hù)維修方法。對于冷縮引起的橫向裂縫，如開裂寬度超過6mm，應(yīng)采用熱瀝青材料或乳化瀝青進(jìn)行填充密封。一般情況下選擇使用乳化瀝青混合材料進(jìn)行封堵的效果較好。當(dāng)高速公路路面出現(xiàn)縫隙時(shí)，要及時(shí)對道路進(jìn)行維修處理，對縫隙處采取灌縫等措施，防止?jié)B漏到基層，對道路造成更大的損害?，F(xiàn)行的灌縫技術(shù)主要有開槽和不開槽兩種，前者指的是將縫隙進(jìn)行進(jìn)一步的切割擴(kuò)張，然后再注射灌縫液等，而后者一般是將瀝青灌入縫隙處，再進(jìn)行平整化處理。

4.2 高速公路瀝青路面坑槽的養(yǎng)護(hù)維修工藝

高速公路瀝青路面坑槽養(yǎng)護(hù)維修的方法有很多種，一般常用的有熱補(bǔ)法、噴涂法和熱再生法。對于大多數(shù)坑槽，在養(yǎng)護(hù)維修過程中，需要考慮高速公路密集的交通量。一般是將坑槽清理干凈之后，將瀝青混合材料填入坑槽中，而不是將坑內(nèi)所有松散的路面全部清理干凈。采用這種養(yǎng)護(hù)措施，對高速公路的正常運(yùn)行影響最小。

在坑槽修復(fù)中應(yīng)用最為常見的方法就是熱補(bǔ)法。修補(bǔ)材料一般是高性能普通瀝青材料或改性瀝青材料，經(jīng)高溫?cái)嚢韬笮纬傻幕旌喜牧?。?yīng)用上述材料對坑槽進(jìn)行修復(fù)之后，因?yàn)闊釣r青材料不能完全和坑槽黏合在一起，因此修補(bǔ)完畢后，還應(yīng)該注意做好壓實(shí)工作，保證修補(bǔ)部位和原來路面保持基本一致的高度。

4.3 高速公路瀝青路面車轍和沉降的養(yǎng)護(hù)維修工藝

車轍將嚴(yán)重威脅高速公路的正常運(yùn)行。因此，車轍維護(hù)工作必須做好。對于深度為10～15mm 的車轍，一般采用熱再生方法對其進(jìn)行處理，然后再覆蓋一層新的瀝青。對于高速公路瀝青路面的不均勻沉降現(xiàn)象，施工前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，以保證施工的質(zhì)量。施工前一定要進(jìn)行全面的調(diào)查分析，結(jié)合地質(zhì)條件設(shè)計(jì)合理的施工方案，保證路基的施工質(zhì)量，避免不均勻沉降。

4.4 瀝青路面密實(shí)度的養(yǎng)護(hù)維修工藝

瀝青路面施工工藝比較復(fù)雜，對施工人員的技術(shù)和施工設(shè)備的完善程度要求都很高。施工人員不僅要有良好的專業(yè)技能，還要有強(qiáng)烈的責(zé)任感，要冷靜分析，積極應(yīng)對各種情況。施工設(shè)備不僅要有良好的性能，還需要有較好的運(yùn)行維護(hù)機(jī)制，以減少不同設(shè)備造成的儀表誤差。

瀝青路面的密實(shí)度主要取決于鋪筑材料和壓路機(jī)設(shè)備。施工前，準(zhǔn)確計(jì)算和選擇混凝土材料，分析各類混凝土攪拌設(shè)備和攤鋪機(jī)的性能和性價(jià)比等因素，選擇運(yùn)輸設(shè)備和壓路機(jī)。在進(jìn)行鋪筑時(shí)，要實(shí)時(shí)監(jiān)控細(xì)集料的含水率，可以通過在其表面覆蓋對應(yīng)的物料，達(dá)到控制的目的。同時(shí)，要控制混合料的溫度，提高路面施工的質(zhì)量。最后，將路面表面松散的部分去除，并對去除部分重新鋪設(shè)，壓實(shí)平整。

檢查路面的施工質(zhì)量時(shí)，可以將瀝青路面切割為不同形狀，對不合格處重新鋪筑平整、壓實(shí)，即可恢復(fù)路段功能。

4.5 瀝青路面平整度的養(yǎng)護(hù)維修工藝

平整度一般由上下承載層的平整度來控制。瀝青鋪裝質(zhì)量隨下承載層的平整度而增加。因此，在維護(hù)瀝青路面平整度時(shí)，最重要的是解決下承載層不平整的問題，并及時(shí)監(jiān)測糾正。要求施工人員掌握相關(guān)的知識，制定合理的策略和周密的計(jì)劃。另外，要同步控制接縫施工的質(zhì)量。只有接縫處理合理，才能大大提高路面的整體質(zhì)量。具體鋪裝工藝主要取決于攤鋪機(jī)。因此，在施工前，需要全面分析各種攤鋪機(jī)的性能，如振動(dòng)問題，做好調(diào)試工作，提高攤鋪機(jī)的工作效率。在工作過程中，應(yīng)按預(yù)期效果嚴(yán)格控制混合均勻性、設(shè)備運(yùn)行速度和運(yùn)行時(shí)間，以達(dá)到最佳的平整度。

5 高速公路公路養(yǎng)護(hù)施工措施

高速公路工程建設(shè)是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，是連接城市群區(qū)域板塊經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要紐帶。目前，該領(lǐng)域的工作主要從路面病害、路基病害、邊坡防護(hù)等方面開展。如果不及時(shí)控制路面在初期運(yùn)行時(shí)形成的病害，將會(huì)大大縮短瀝青路面的正常使用壽命。

5.1 制定養(yǎng)護(hù)維修的方案

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成高速公路病害的原因是車輛超載和雨水侵蝕。夏季局部暴雨相對集中，高速公路路面出現(xiàn)裂縫，路基受雨水影響，降低了基層材料的承載能力，在剪切力的作用下，高速公路面板出現(xiàn)錯(cuò)臺等質(zhì)量問題。如不及時(shí)處理，將影響道路安全。經(jīng)過實(shí)際情況分析，根據(jù)高速公路養(yǎng)護(hù)的相關(guān)規(guī)范，可以采取霧封層技術(shù)處理。在實(shí)施改性乳化瀝青霧封技術(shù)時(shí)，首先選取工程200～300m 路段作為試驗(yàn)路段。在試驗(yàn)實(shí)施之前，了解各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、施工機(jī)械性能及相互配合情況，待試驗(yàn)段技術(shù)指標(biāo)滿足要求后，確定參數(shù)，進(jìn)行大面積施工處理。如果試驗(yàn)段的改性乳化瀝青不合格，需要分析原因，調(diào)整后進(jìn)行試驗(yàn)，直到滿足要求。

5.2 提高機(jī)械化施工的應(yīng)用能力

高速公路養(yǎng)護(hù)施工具有運(yùn)行周期長、工作量大、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。通過合理使用大型機(jī)械化設(shè)備，可以克服施工人員短缺的問題。機(jī)械化施工可以進(jìn)一步降低人員作業(yè)面臨的危險(xiǎn)，提高作業(yè)的效率和安全性。施工單位在引進(jìn)新設(shè)備的同時(shí)，應(yīng)用新技術(shù)，特別是將人工智能技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)和信息系統(tǒng)相結(jié)合，使機(jī)械設(shè)備變得完整、可控。做好機(jī)械設(shè)備的安全管理，注意機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)和維修，并進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備養(yǎng)護(hù)的技能培訓(xùn)，以便所有機(jī)械設(shè)備可以在各種工作環(huán)境中正常工作。利用通用和實(shí)用性設(shè)備、技術(shù)，提高操作效率與養(yǎng)護(hù)維修的工作質(zhì)量。

5.3 優(yōu)化高速公路的養(yǎng)護(hù)工作

為了進(jìn)一步確保高速公路的正常工作狀態(tài)，必須要建立健全機(jī)構(gòu)設(shè)置和規(guī)章制度，提高養(yǎng)護(hù)的技術(shù)含量和人員素質(zhì)。同時(shí)，要堅(jiān)持預(yù)防養(yǎng)護(hù)，通過一系列的檢查、監(jiān)測、分析和研究進(jìn)行相關(guān)的養(yǎng)護(hù)，對高速公路的安全使用負(fù)責(zé)。同時(shí)采取有效措施，提高高速公路的交通運(yùn)輸能力，由具備專業(yè)的復(fù)核方法和高水平檢測實(shí)力的機(jī)構(gòu)，對高速公路進(jìn)行定期和不定期及特殊檢測。

6 結(jié)語

總而言之，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，高速公路的建設(shè)數(shù)量逐漸增多，同時(shí)也面臨著高速公路病害問題增加的現(xiàn)狀，嚴(yán)重影響高速公路的運(yùn)行效果和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此要加強(qiáng)對高速公路瀝青路面病害的分析研究，從提高高速公路的整體性能、滿足人民群眾的出行需要入手，采取針對性的措施對高速公路瀝青路面的相關(guān)病害進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，延長高速公路的使用壽命，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)步。