如何做好普通干線公路養(yǎng)護(hù)工作

王建民

（洪洞公路管理段,山西 臨汾 041600）

0 前言

公路養(yǎng)護(hù)是公路建設(shè)的發(fā)展與延續(xù)，可最大限度發(fā)揮公路功能，延長其使用壽命。如今，隨著交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展及車流量的增加，公路養(yǎng)護(hù)工作受到更多的重視。通過適時開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)及季節(jié)性養(yǎng)護(hù)，降低病害因素的影響，保證干線公路整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確保車輛通行的安全性和舒適性。基于此，該文就普通干線公路養(yǎng)護(hù)工作對策及施工技術(shù)方案展開論述。

1 做好普通干線公路養(yǎng)護(hù)工作的重要性

近幾年來公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，公路里程遞增趨勢明顯。表1所示為國家統(tǒng)計局所發(fā)布的2017年—2021年我國公路里程變化。2017年公路總里程為477.35萬km，2021年已達(dá)到528.07萬km，公路里程增長幅度達(dá)到10.63%且上升趨勢明顯[1]。干線公路在交通運(yùn)輸事業(yè)中的作用愈為顯著，應(yīng)盡力做好普通干線公路養(yǎng)護(hù)工作，減少質(zhì)量隱患。

表1 2017年—2021年我國公路里程變化

公路養(yǎng)護(hù)工作看似簡單，但其具備較強(qiáng)的專業(yè)性和系統(tǒng)性，養(yǎng)護(hù)內(nèi)容不僅包括公路路基、路面，還包括相應(yīng)配套設(shè)施。應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路質(zhì)量病害類型及產(chǎn)生原因，對相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)施予以針對性養(yǎng)護(hù)。下文將以山西省某普通干線公路養(yǎng)護(hù)為背景，論述養(yǎng)護(hù)施工策略。

2 工程概況

山西省某普通干線公路位于太原市境內(nèi)，線路全長為186 km，于2013年建成通車。該公路沿線以農(nóng)作物和農(nóng)田為主，整體地勢相對平坦，路段內(nèi)跨越多處灌溉水渠。近些年來，隨著車流量的增加，重載車輛越來越多，對公路路基結(jié)構(gòu)和路面結(jié)構(gòu)均產(chǎn)生了不同程度的破壞。若未及時予以養(yǎng)護(hù)管理，隨著病害進(jìn)展將對整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。該干線公路常見病害類型如下：①滑塌病害。滑塌病害即公路結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滑移或者塌陷，如邊坡滑塌、路基側(cè)滑等。該病害在該公路K098+230～K100+300路段較為明顯，由于該病害的存在導(dǎo)致路基面機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性及平整性受到影響，使塌方和滑坡風(fēng)險更高。②不均勻沉降病害。軟土路基和橋涵結(jié)構(gòu)問題是導(dǎo)致不均勻沉降問題出現(xiàn)的主要原因。該公路由于軟土路基的存在，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)混凝土剝脫，出現(xiàn)不同程度的坑槽，對路面平整度及車輛通行安全帶來極大影響[2]。③裂縫病害。在該公路中裂縫病害是最為常見的一種類型，如橫向裂縫、縱向裂縫等。其中在緊急停車帶、道路中線位置縱向裂縫最為明顯，在涵洞邊緣橫向裂縫最為突出。

3 太原市某普通干線公路出現(xiàn)質(zhì)量病害的影響因素

3.1 車流量增加，荷載嚴(yán)重

隨著該公路通車運(yùn)行，車流量逐年遞增。其中大型客車及重載貨車占有較高的比例。在車輛荷載影響下，路基面結(jié)構(gòu)長期超負(fù)荷運(yùn)行，在路肩位置經(jīng)常?？看笮蛙囕v，導(dǎo)致裂縫病害的表現(xiàn)尤為突出。據(jù)統(tǒng)計，由該公路通行的車輛日流量在2020年已達(dá)到15 000余輛，其中有較大比例為大型客車或貨車。

3.2 軟土路基，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

軟土路基是導(dǎo)致干線公路出現(xiàn)質(zhì)量病害的最主要原因之一，在該公路K120+235～K125-150路段軟土路基表現(xiàn)最為明顯。分析原因與地下水豐富、初期建設(shè)路基施工質(zhì)量不佳有關(guān)。隨著多年來車輛通行碾壓，路基結(jié)構(gòu)砂墊層含量隨之減少以及地下水的影響，導(dǎo)致個別路段出現(xiàn)不穩(wěn)定沉降的問題。

3.3 公路周邊環(huán)境復(fù)雜，對路基面形成侵蝕

該公路走向整體地勢平坦，其間跨越多座灌溉水渠，在其兩側(cè)不均勻分布著零散的灌溉水渠及自然河流，使得地表水和地下水均較為豐富，對路基面結(jié)構(gòu)形成沖蝕，長期在復(fù)雜環(huán)境影響下導(dǎo)致公路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下滑，誘發(fā)一系列質(zhì)量病害。

4 太原市某普通干線公路養(yǎng)護(hù)策略

4.1 路基邊坡養(yǎng)護(hù)

邊坡結(jié)構(gòu)是影響路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要構(gòu)成，該干線公路養(yǎng)護(hù)工作中為降低地表水及雨水對邊坡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖蝕，對邊坡結(jié)構(gòu)予以針對性加固養(yǎng)護(hù)處理。①對于路段內(nèi)因雨水沖蝕而產(chǎn)生的沖溝和塌陷問題，使用8%的灰土材料進(jìn)行填充、密實(shí)，恢復(fù)至邊坡原貌。②對于沖蝕較為嚴(yán)重的位置，沖溝較深，對該位置予以臺階式填筑。將沖溝內(nèi)石頭、泥土、雜物等徹底清理干凈后挖設(shè)臺階，對該區(qū)域換填為黏性更好的土壤，對邊坡結(jié)構(gòu)予以修整，將清理沖溝所產(chǎn)生的垃圾運(yùn)送至指定位置，恢復(fù)邊坡的原貌。③在邊坡位置種植根系發(fā)達(dá)的地被植物，隨著根系的延展生長能夠使邊坡的土壤更加穩(wěn)定，緩解雨水沖蝕作用力，減少邊坡結(jié)構(gòu)的沖溝。該公路段邊坡植草，結(jié)合太原市氣候特點(diǎn)及植物生長適應(yīng)性選擇植物類型，在種植后及時進(jìn)行植物水肥管理、病蟲害防治等工作。對于一些位置原有植草，在養(yǎng)護(hù)工作中對缺陷位置予以補(bǔ)植。

4.2 路肩養(yǎng)護(hù)

該干線公路路肩位置病害以裂縫、沉陷和缺口等為主，針對不同的問題點(diǎn)予以個性化養(yǎng)護(hù)處理。①對于路肩位置沉陷和缺口病害，將病害周圍結(jié)構(gòu)清除后，用施工材料對缺口和沉陷位置予以修補(bǔ)，并對路肩結(jié)構(gòu)予以加固處理，最大限度恢復(fù)路肩為初始形態(tài)。②對于路段內(nèi)軟土路基問題，單一對路基面進(jìn)行修復(fù)無法根本解決問題，經(jīng)多方研討決定采取高壓旋噴樁施工，提高地基結(jié)構(gòu)承載力。③對于產(chǎn)生于路肩和路面邊緣的裂縫問題，養(yǎng)護(hù)工作主要以灌縫施工為主，利用特制的灌縫材料將裂縫充分密實(shí)，隔絕地表水下滲對路基面結(jié)構(gòu)的侵蝕，降低滑移、坍塌風(fēng)險。④由于路基面出現(xiàn)不同程度的沉降問題，對路肩橫坡坡度和自然排水產(chǎn)生影響，在養(yǎng)護(hù)工作中于路肩位置設(shè)置排水溝，避免雨水積聚。

4.3 支擋結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)

支擋結(jié)構(gòu)是影響干線公路穩(wěn)定性的重要因素，該工程主要針對漿砌石護(hù)坡予以養(yǎng)護(hù)。①對勾縫位置的嚴(yán)密性、沉降縫和泄水孔的功能進(jìn)行檢查，及時修補(bǔ)損壞的設(shè)施。施工所用漿料強(qiáng)度大于M7.5且以堅硬巖石為石料。在養(yǎng)護(hù)后確保砂漿填充飽滿且勾縫嚴(yán)密。②對擋土墻的泄水孔、伸縮縫、沉降縫以及砌石結(jié)構(gòu)等部位進(jìn)行檢查，修復(fù)墻面松動問題并徹底清理各部位的雜物。對于破損嚴(yán)重的部位已無法實(shí)現(xiàn)修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)，徹底清理該部位至密實(shí)層后，重新進(jìn)行材料施工處理。

4.4 排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)

排水設(shè)施的功能將影響干線公路路基面排水性能。①將急流槽、截水溝、泄水槽等排水設(shè)施內(nèi)的雜物完全清理干凈，以確保排水暢通，避免積水問題出現(xiàn)。②若排水設(shè)施已經(jīng)處于損壞狀態(tài)，則對能夠更換的設(shè)施進(jìn)行更換，可修復(fù)的進(jìn)行修復(fù)，將養(yǎng)護(hù)過程所產(chǎn)生的建筑垃圾及時運(yùn)離至指定位置，避免因垃圾堆積而導(dǎo)致其他設(shè)施的損壞。③對于邊溝溝底損壞問題及時進(jìn)行修補(bǔ)，減少地表水侵蝕而影響支擋結(jié)構(gòu)及路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，該項目于修補(bǔ)后，保證坡底的縱向坡度在0.5%以上[3]。④在對排水設(shè)施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理時，案例工程調(diào)取了既往的施工圖紙、竣工圖紙，明確排水設(shè)施的位置并檢查排水設(shè)施的功能，對已經(jīng)堵塞的排水通道進(jìn)行疏通，使積水能夠順利排除。

4.5 路面季節(jié)性養(yǎng)護(hù)

該干線公路路面為瀝青材料，其具有一定季節(jié)性特點(diǎn)，因此為提高養(yǎng)護(hù)效果，對其進(jìn)行季節(jié)性養(yǎng)護(hù)并制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時處理，保證路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

季節(jié)性預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案如下：①春季：處理溫度收縮裂縫，對松散、翻漿等病害類型在低溫雨水期使用養(yǎng)護(hù)材料進(jìn)行處理。②夏季：處理混凝土泛油問題，將擁包和波浪去除掉，對冬季和春季的臨時修補(bǔ)措施進(jìn)行全面修復(fù)。③秋季：對冬季低溫病害進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，如稀漿封層、裂縫灌漿等。④冬季：對公路路面進(jìn)行防雪、防冰處理。

對于太原市某普通干線公路路面存在的小面積的龜裂問題，由于裂縫較窄且淺，使用熱瀝青對表面進(jìn)行處理即可。施工人員將路面表面徹底清理干凈，保證無砂石泥土等雜物后安排熱瀝青灑布施工，為保證瀝青均勻灑布，施工時嚴(yán)格控制瀝青溫度和使用量。灑布完成后，及時于瀝青材料上層鋪撒一層細(xì)小碎石并就灑布位置予以壓實(shí)，提高路面結(jié)構(gòu)整體性。

5 太原市某普通干線公路較大裂縫養(yǎng)護(hù)施工方案分析

在對該干線公路予以養(yǎng)護(hù)時發(fā)現(xiàn)，除細(xì)小的路面龜裂外，在個別路段存在明顯的較大裂縫，裂縫平均寬度在3 cm。沿線存在不同程度的路基面缺陷，通過灑布熱瀝青已無法實(shí)現(xiàn)良好養(yǎng)護(hù)。分析較大裂縫產(chǎn)生原因如下：路基結(jié)構(gòu)的孔隙率較大，壓實(shí)質(zhì)量不佳，降雨過后，雨水對路基路面產(chǎn)生侵蝕，導(dǎo)致裂縫發(fā)展。

5.1 普通干線公路養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

通過分析較大裂縫的產(chǎn)生原因，為減少對道路車輛通行產(chǎn)生影響，經(jīng)項目多方主體研究一致，決定以灌漿法對較大裂縫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，通過漿液在縫隙中滲透，形成嚴(yán)密的漿脈，凝固后形成漿固體，提高路基結(jié)構(gòu)承載力，減少差異沉降問題出現(xiàn)。同時明確制定灌漿施工控制標(biāo)準(zhǔn)：①通過灌漿處理后，保證礫石雜填土承載力、淤泥或淤質(zhì)土承載力、粉細(xì)砂承載力分別為130～200 kPa、80～100 kPa、130 kPa。②將灌漿法施工耗漿量的降低率作為施工控制標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 材料準(zhǔn)備及灌漿孔布設(shè)

該干線公路灌漿施工以水泥粉煤灰漿液為主要材料，按照水泥和粉煤灰的比例為4∶1，控制水灰比為0.55。施工現(xiàn)場路基土中存在較大含量的礫石，確定滲透系數(shù)及孔隙率的難度較大，通過理論公式無法準(zhǔn)確計算漿液的擴(kuò)散半徑。因此結(jié)合既往施工經(jīng)驗確定漿液擴(kuò)散半徑為1.5 m。

灌漿孔以梅花形布置，如圖1所示，孔徑在75～90 mm范圍，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，確定灌漿孔距為3.5 m，排距控制在2.5 m。于路面位置布設(shè)三排鉆孔，于路邊緣位置布設(shè)一排鉆孔。在較大裂縫范圍內(nèi)共計布設(shè)灌漿孔196個，鉆孔深度在7 m，封口深度在1 m以上。灌漿施工時控制最小壓力為0.2 MPa，最大壓力為0.5 MPa，根據(jù)不同地質(zhì)情況予以動態(tài)調(diào)整。以公式（1）計算灌漿量[4]：

圖1 梅花形布設(shè)灌漿孔

式中，Q——灌漿量（m3）；k——經(jīng)驗系數(shù)；n——路基土孔隙率；v——灌漿體體積。綜合分析公路現(xiàn)場實(shí)際情況及灌漿設(shè)計壓力，在發(fā)現(xiàn)鉆孔吸漿量達(dá)到0.6 L后，繼續(xù)灌注0.5 h即可。

5.3 灌漿法施工技術(shù)流程

為實(shí)現(xiàn)盡早處理裂縫問題，安排多臺機(jī)器同時進(jìn)行灌漿施工。施工工藝流程如下：鉆孔成孔—下放灌漿管并封孔處理—漿液制備—灌漿—封口。

（1）鉆孔施工。選取規(guī)格為φ89 mm的鉆頭以沖擊成孔的方法進(jìn)行鉆孔，在事先放線定位的孔位進(jìn)行鉆進(jìn)施工。利用鉆頭的沖擊動能將土層和巖層破碎，并利用掏渣筒將巖渣排出。在鉆進(jìn)至復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)時，適當(dāng)放慢鉆進(jìn)速度，鉆進(jìn)至淤泥質(zhì)土層時下設(shè)導(dǎo)管形成護(hù)壁，避免孔壁塌陷而影響成孔效果，通過取砂成孔的方式直到7 m鉆孔深度。

（2）布設(shè)灌漿管并封孔。在灌漿管下方設(shè)置孔徑為φ8且長度為1.0 m的花管，利用軟橡皮對花管外表面進(jìn)行包裹，有效避免了孔底流沙進(jìn)入花管后導(dǎo)致管路堵塞，對灌漿施工進(jìn)展產(chǎn)生影響。放置灌漿管至指定位置后，對灌漿管進(jìn)行包裹完全接觸孔壁，于四周投入適量的黏土封孔夯實(shí)至孔口位置。

（3）灌漿施工。灌漿施工流程如表2所示。

表2 灌漿施工流程

待鉆孔內(nèi)砂漿充分密實(shí)且凝固后，對作業(yè)面予以全面清理，于表面均勻灑布熱瀝青稍高于路面表面標(biāo)高，在瀝青層上均勻灑布碎石料后予以碾壓密實(shí)，保證路面平整性，完成較大裂縫處理。

（4）養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量檢驗。對較大裂縫位置予以灌漿法養(yǎng)護(hù)處理后，選擇具有代表性的位置分別進(jìn)行鉆孔取芯、土工試驗、標(biāo)貫試驗、探槽開挖剖面質(zhì)量檢驗。①經(jīng)鉆孔取芯，呈現(xiàn)水泥結(jié)石結(jié)構(gòu)，土體結(jié)構(gòu)緊密。②經(jīng)土工試驗，相比于養(yǎng)護(hù)前密實(shí)度得以提升。③標(biāo)貫試驗，相比于養(yǎng)護(hù)前承載力標(biāo)準(zhǔn)值得以提升。④探槽開挖剖面，土層結(jié)構(gòu)的灌漿材料呈現(xiàn)脈絡(luò)狀分布。

6 結(jié)束語

綜上所述，養(yǎng)護(hù)工作是減少干線公路質(zhì)量病害、提高公路運(yùn)行性能的基礎(chǔ)保障。太原市某普通干線公路經(jīng)系統(tǒng)性養(yǎng)護(hù)處理后，全長186 km范圍內(nèi)路基面及配套設(shè)施的質(zhì)量病害均得到妥善修復(fù)，解決了不均勻沉降、滑塌等問題。該公路路基面結(jié)構(gòu)性能滿足車輛通行安全性及舒適性需求，一定程度上延長了使用壽命，具有較好的綜合效益。