公路養(yǎng)護(hù)工程中的病害 及防治措施

張小明

在“雙循環(huán)”新發(fā)展格局下，通過(guò)國(guó)際市場(chǎng)與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的雙循環(huán)、城市經(jīng)濟(jì)與鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的雙流通，促進(jìn)了統(tǒng)一大市場(chǎng)建設(shè)，為改擴(kuò)建公路工程提供了新的發(fā)展機(jī)遇。目前，在“十四五”建設(shè)關(guān)鍵時(shí)期，需要結(jié)合高質(zhì)量建設(shè)與高水準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，持續(xù)增強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)工作。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，概述了公路養(yǎng)護(hù)工程，通過(guò)分析公路養(yǎng)護(hù)工程常見(jiàn)病害及成因，提出了幾點(diǎn)較有針對(duì)性的防治措施。

公路養(yǎng)護(hù)工程是現(xiàn)代公路項(xiàng)目中的重要組成部分，具有頻繁性、及時(shí)性、危險(xiǎn)性、工序復(fù)雜等鮮明特點(diǎn)。從公路工程養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)看，公路養(yǎng)護(hù)對(duì)象眾多，涉及路基、路面、橋涵、隧道、邊坡、綠化等，工作要點(diǎn)集中在混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)與公路橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)化及瀝青路面病害處理等方面。由于近年來(lái)公路工程規(guī)模擴(kuò)大、功能增多，在實(shí)際的公路養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施過(guò)程中，引入了全生命周期養(yǎng)護(hù)與預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念，一方面，提高了公路養(yǎng)護(hù)方案的研發(fā)設(shè)計(jì)水平，另一方面，將公路養(yǎng)護(hù)工程與公路施工建設(shè)進(jìn)行了密切關(guān)聯(lián)，預(yù)期借助公路養(yǎng)護(hù)工程有效解決病害問(wèn)題，推動(dòng)公路工程向著高質(zhì)量方向發(fā)展。

一、公路養(yǎng)護(hù)工程中的病害分析

1.路面病害

公路工程既有瀝青路面，也有水泥混凝土路面。其中，瀝青路面病害主要有裂縫、車(chē)轍、泛油、坑槽、松散等。從施工原因方面看，主要由原材料的質(zhì)量、配合比設(shè)計(jì)、瀝青混合料離析、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)缺陷等所致。

以裂縫病害為例，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)如果存在晝夜溫差大的情況，瀝青混合料表面會(huì)變硬、變脆，出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。此時(shí)路面極限抗拉強(qiáng)度小于瀝青收縮引力，通過(guò)拉裂容易造成下窄上寬的橫向裂縫病害。

以泛油病害為例，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，如果瀝青用量大、施工時(shí)溫度高，會(huì)導(dǎo)致膨脹率增加，受到高溫、荷載、空間有限等綜合條件影響，容易引起泛油病害。同時(shí)，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)人員駕駛技術(shù)相對(duì)偏低、作業(yè)經(jīng)驗(yàn)不足，也會(huì)在瀝青混合料離析、分布不均、壓力過(guò)大綜合因素影響下引起油膜現(xiàn)象。尤其在雨量增多時(shí)，路面積水滲透至路面結(jié)構(gòu)后會(huì)出現(xiàn)油膜脫落，增加泛油病害。

與瀝青路面病害相比，水泥混凝土路面病害主要包括裂縫、板底脫空、坑槽、接縫部位損壞及錯(cuò)臺(tái)等。例如，在此類路面鋪設(shè)過(guò)程中，操作人員未遵循規(guī)范流程設(shè)置施工縫、伸縮縫，以及未能按要求進(jìn)行灌縫，就會(huì)造成接縫部位損壞及路面裂縫。其次，混凝料的配合比設(shè)計(jì)不合理時(shí)，會(huì)造成分層離析現(xiàn)象，導(dǎo)致粗骨料從中分離，并進(jìn)一步因集料下沉造成泌水，最終導(dǎo)致路面坑槽、裂縫病害。再如，通常條件下，水泥混凝土路面受力比較均勻，然而在路面荷載增加及雨水侵蝕條件下，容易發(fā)生路面脫空病害。

2.路基病害

路基病害主要包括路基翻漿、邊坡滑塌、路基沉陷等。當(dāng)填土方壓力過(guò)大或運(yùn)營(yíng)階段車(chē)輛荷載增加，路基失穩(wěn)引起了路基變形，路基變形通常表現(xiàn)為四種類型：（1）震動(dòng)液化、凍融引起的路基翻漿；（2）基底土鋪設(shè)不均勻造成的沉降；（3）由軟弱層滑動(dòng)導(dǎo)致的變形；（4）剪切滑移造成的變形。以邊坡滑塌為例，屬于較為嚴(yán)重的路基病害，會(huì)對(duì)人、車(chē)造成生命威脅。具體表現(xiàn)為塌方、滑坡。主要包括土質(zhì)疏松、施工方法不科學(xué)、不良地形條件、雨水沖擊等。以路基沉陷為例，當(dāng)公路路面受到外界因素影響后，如果路基本身存在問(wèn)題，受到運(yùn)行車(chē)輛荷載影響，容易發(fā)生沉陷問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)可見(jiàn)兩側(cè)擠出現(xiàn)象。尤其在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，路基沉陷問(wèn)題容易出現(xiàn)。

3.橋梁病害

現(xiàn)代公路工程規(guī)模大、功能多，往往存在“遇水架橋，逢山鑿洞”的情況。從近年來(lái)公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)看，公路橋梁常見(jiàn)病害包括橋梁上部結(jié)構(gòu)病害、橋梁下部結(jié)構(gòu)病害、支座系統(tǒng)病害以及附屬設(shè)施病害。由于橋梁類型不同，病害種類較多，下面僅以梁式橋的上部與下部結(jié)構(gòu)病害、鋼筋混凝土病害為例做出簡(jiǎn)單分析。（1）橋梁上部結(jié)構(gòu)病害，主要表現(xiàn)為大面積裂縫、混凝土剝落、滲漏水等。原因相對(duì)較多，例如：當(dāng)水泥混凝土質(zhì)量相對(duì)較差，在撓度影響下穩(wěn)定性會(huì)變差，從而造成主梁開(kāi)裂裂縫。再如，運(yùn)營(yíng)期間混凝土剪切力過(guò)大，兩側(cè)容易發(fā)生裂縫。尤其在混凝土鋼筋保護(hù)層厚度不足時(shí)，梁底部結(jié)構(gòu)容易被損壞。（2）橋梁下部結(jié)構(gòu)病害，包括結(jié)構(gòu)腐蝕、開(kāi)裂等。從原因看，主要是墩臺(tái)設(shè)計(jì)施工時(shí)存在缺陷，而且在運(yùn)營(yíng)期間，受外部環(huán)境、內(nèi)部構(gòu)造、施工水平多重影響，此類病容易出現(xiàn)。（3）鋼筋混凝土病害具體表現(xiàn)為鋼筋腐蝕、水泥混凝土碳化，同時(shí)兩者存在密切關(guān)聯(lián)。例如，施工技術(shù)水平相對(duì)較低時(shí)，施工材料質(zhì)量較差，加上雨水侵蝕等，空氣中的二氧化碳與內(nèi)部堿性材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，容易出現(xiàn)碳化，弱化鋼筋內(nèi)部結(jié)構(gòu)固化作用。再如，雨水侵蝕條件下隨著外界溫度變化，混凝土張力增加會(huì)加大縫隙，進(jìn)一步引起裂縫、腐蝕等。

二、公路養(yǎng)護(hù)工程中的病害防治措施

1.路面病害防治措施

瀝青路面病害防治措施。以裂縫防治為例，首先，要做好瀝青路面攤鋪階段的質(zhì)量管理工作，其次，治理時(shí)，應(yīng)先劃分裂縫類型，如橫向裂縫、縱向裂縫，以及收縮裂縫、沉降裂縫等。列舉具體類型后按照具體裂縫具體防治思路制定相應(yīng)的防治措施。例如，在裂縫防治方面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處治，嚴(yán)格按照灌縫和貼縫處治工藝流程進(jìn)行處理。

以泛油為例，采用驅(qū)油方法處理泛油病害，具體操作時(shí)可以選擇3～5mm 的粗砂或碎石，撒落到油浸路段，通過(guò)壓路機(jī)碾壓進(jìn)行處理。如果出現(xiàn)重度泛油的情況，應(yīng)選擇5～10mm 碎石進(jìn)行碾壓，待穩(wěn)定后再撒布3～5mm 的粗砂或碎石再進(jìn)行碾壓。除此之外，盡可能控制瀝青溫度，規(guī)避瀝青混合料離析，并在攤鋪階段做好施工管理工作。

另外瀝青路面病害防治，在裂縫、坑槽、沉陷、龜裂等病害數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，應(yīng)加大預(yù)防性養(yǎng)護(hù)力度。比如，近年來(lái)廣泛應(yīng)用的瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)，有效地提高了封層的抗拉抗壓強(qiáng)度，它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力具有較強(qiáng)的吸收和分散能力，能夠有效地抑制和延緩反射裂縫的出現(xiàn)，從而提高瀝青路面的使用年限。瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)具體的操作流程如圖1。

圖1 瀝青纖維同步碎石封層技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用流程

在水泥混凝土路面病害防治方面：（1）應(yīng)做好原材料質(zhì)量檢驗(yàn)，嚴(yán)格控制混凝土配合比。路面混凝土所用水泥、粗集料、細(xì)集料均應(yīng)符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。如果使用了非生活飲用水，則需要進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)，達(dá)到合格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才可以使用。尤其應(yīng)該增強(qiáng)試驗(yàn)段的混合料應(yīng)用情況比較，確定最佳配合比設(shè)計(jì)與最優(yōu)施工工藝。（2）需要精準(zhǔn)設(shè)置固定模板，盡量選擇鋼焊料，減少安裝誤差與裝配失誤，在模具內(nèi)涂抹潤(rùn)滑劑后再進(jìn)行澆筑。通常而言，混凝土進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)嚴(yán)格檢查，確保無(wú)滲漏、離析后進(jìn)行分層攤鋪。振搗環(huán)節(jié)十分關(guān)鍵，直接影響后續(xù)使用質(zhì)量，建議在確定振搗方式后，根據(jù)選擇的排列方式進(jìn)行振搗，做好對(duì)漏振、少振、振搗不足現(xiàn)象的控制，保障路面平整度。（3）正確合理地設(shè)置施工縫、橫縫及縱縫。（4）水泥混凝土路面病害的處理相對(duì)容易，建議在非結(jié)構(gòu)性病害方面，根據(jù)病害類型，選擇合適的處理技術(shù)。對(duì)于底板脫空、沉陷等嚴(yán)重病害，可以選擇鉆孔處理技術(shù)，通過(guò)壓漿、灌漿方式進(jìn)行修復(fù)。通常灌漿液中的水泥、粗集料、細(xì)集料、水泥、添加劑比例搭配，可以根據(jù)現(xiàn)行《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定要求設(shè)置。

2.路基病害防治措施

路基病害防治過(guò)程中，需要采取綜合防治措施。首先，在施工環(huán)節(jié)應(yīng)做好填土路基壓實(shí)工作，嚴(yán)格控制松鋪度與碾壓遍數(shù)。由于施工作業(yè)在露天進(jìn)行，應(yīng)完善排水設(shè)施，利用溝、渠引流方式，減少大雨天氣對(duì)施工段造成的水浸泡現(xiàn)象；其次，如果存在軟弱層，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，選擇合適的軟土地基處理方法進(jìn)行處理，預(yù)防后續(xù)發(fā)生滑移、變形等病害。尤其應(yīng)做好邊坡防護(hù)工作。例如，增強(qiáng)植物防護(hù)，減少水土流失，增強(qiáng)邊坡加固效果。必要時(shí)可以在部分路段增加擋土墻、護(hù)面墻等。由于路基病害多加上運(yùn)營(yíng)時(shí)間積累后，逐漸發(fā)生，因而在新時(shí)期公路養(yǎng)護(hù)工程中，應(yīng)結(jié)合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念作好病害預(yù)防。例如，應(yīng)用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)信息管理系統(tǒng)，可以根據(jù)采集層→數(shù)據(jù)庫(kù)層→應(yīng)用層→用戶層，全面采集公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，制定相應(yīng)的預(yù)防性措施等。如表1：

表1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)信息管理系統(tǒng)中路基病害防治相關(guān)數(shù)據(jù)

3.橋梁段病害防治措施

首先，應(yīng)加強(qiáng)橋梁檢查，根據(jù)檢查結(jié)果做好橋梁評(píng)定，根據(jù)評(píng)定結(jié)果制定橋梁養(yǎng)護(hù)措施、改造方案。及時(shí)清理雜物、修復(fù)外漏鋼筋，及時(shí)清理橋面積水、修復(fù)橋面鋪裝病害；其次，在橋梁結(jié)構(gòu)病害防治方面，應(yīng)按設(shè)計(jì)施工一體化實(shí)踐模式，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做好質(zhì)量控制，盡可能根據(jù)病害類型調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；第三，鋼筋腐蝕問(wèn)題比較常見(jiàn)，具體防治時(shí)，建議按照定期檢查、重點(diǎn)檢查的方法開(kāi)展全方位監(jiān)測(cè)。然后，針對(duì)保護(hù)層薄的問(wèn)題增加環(huán)氧層保護(hù)，針對(duì)銹蝕嚴(yán)重的問(wèn)題，加厚混凝土。如果外漏鋼筋、底部腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，則應(yīng)在不對(duì)橋梁進(jìn)行二次損壞的前下，對(duì)其進(jìn)行無(wú)損檢查，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加固處理。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，公路工程在統(tǒng)一大市場(chǎng)中始終發(fā)揮著促進(jìn)人與物流通的作用，在新時(shí)期高質(zhì)量建設(shè)與高水準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，增強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)工程有利于促進(jìn)其作用的發(fā)揮。結(jié)合上述分析可以看出，公路養(yǎng)護(hù)工程中的病害較多，建議按照系統(tǒng)性防治、專項(xiàng)化防治相結(jié)合的思路進(jìn)行綜合處理，全面提高公路工程養(yǎng)護(hù)方面的全要素生產(chǎn)率，為我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。