高速公路水泥混凝土路面日常養(yǎng)護探討

李世昆

摘要：文章結合蘭海高速公路合山段的管養(yǎng)經驗，對高速公路水泥混凝土路面日常養(yǎng)護進行探討，分析了坑洞裂縫的成因，闡述了坑洞裂縫和路肩拉裂的處治措施，對高速公路類似路面問題的處治具有一定的參考意義和借鑒價值。

關鍵詞：水泥混凝土路面;坑洞裂縫;路肩拉裂

中圖分類號：U418.6 文獻標識碼：A DOI：1O.13282/j.cnki.wccst.2019.07.019

文章編號：1673-4874（2019）07-0058-03

0引言

20世紀末，廣西利用本地砂石多、水泥資源豐富的有利條件，大力興建水泥混凝土路面。水泥混凝土路面具有承載力高、強度大、耐高溫性強、耐腐蝕性好、疲勞壽命長、材料易得環(huán)保等優(yōu)點，該路面為廣西高速公路的發(fā)展貢獻巨大。其中蘭海高速合山段就是典型的水泥混凝土路面高速公路，于2004年全部建成通車，全長54.392km，為雙向四車道，采用24cm的水泥混凝土面層，設計時速120km/h。該路是連接北海到湛江的交通要道，是廣西一條重要的東西走向高速公路，是連接兩廣交通的重要組成部分。合山段高速公路通車時間久、貨運汽車多、交通量大，導致路面病害較多，主要體現在路面坑洞裂縫頻發(fā)和路肩拉裂滲水。該路處于廣西合浦境內，屬于沿海平原地區(qū)，氣候為亞熱帶海洋性季風氣候，平均日照總時數為1921h，年均氣溫22.4℃，年平均降水量為1663mm，氣候潮濕，雨水充足，導致出現很多路面病害。路面坑洞裂縫和路肩拉裂等病害若得不到及時處理，就會有很多地表水滲入地基，影響高速公路使用壽命和行車安全。本文就以上問題進行一些簡單探討，并提出一些個人看法和建議。

1坑洞裂縫的成因分析

水泥混凝土路面具有強度高、耐久性和穩(wěn)定性好、抗滑性能良好等特點，而且在19世紀末砂石開采頻繁，水泥資源豐富，施工工藝簡單有效，因此在以前的公路建設中基本都采用水泥混凝土路面，但由于改性瀝青的普及和繼續(xù)發(fā)展，現在新建和改建路都用瀝青面層。

面層開裂最基本的原因是強度不夠。通車時間長、大交通量荷載以及溫度等自然條件都會造成混凝土強度下降，還有以前各個標段的施工標準和質量的不同也會造成不同路段的混凝土面層強度有所差異，但是這些都已經不能通過后期養(yǎng)護來補救，我們現在討論的是在現有基礎上能夠解決的，即水損害。水泥混凝土路面因其混凝土特性，要設計接縫來防止熱脹冷縮導致路面的破壞。在長時間重荷載的運營環(huán)境下，很多接縫處的填縫料已經老化或損壞，不能起到防止地表水滲入基層的作用。特別是路肩與行車道之間的拉裂，年久失修，雨水長年累月無阻隔地滲入到基層，必然會導致地基承載力的大幅度下降，造成路面板板底脫空或者更嚴重的基層脫空。此時在車輛荷載的反復作用下，脫空路面板已經與基層分隔開來單獨承受壓力，必定大大加快其斷裂的速度和降低其原有的承載力，導致迅速形成肉眼可見的坑洞和裂縫。另外一個造成地表水滲入基層的原因就是路面板在正常服役的環(huán)境下產生的一些細微裂縫沒有得到及時處治，地表水日積月累從裂縫滲入也會導致基層的損壞。

路面坑洞形成的先天原因肯定是施工質量、材料、工藝等不過關，如使用劣質砂石和水泥、施工期間振搗不充分、基層壓實度不足、混凝土塌落度不滿足要求等，導致其面層強度達不到要求從而引發(fā)坑洞。在施工質量和施工材料等都滿足要求后，路面坑洞形成的主要原因是：水泥混凝土路面表層材料有輕微破損后，其強度和耐久性會迅速下降，若不加以處治，在長年累月的雨水沖刷和行車荷載等作用下，破損會逐漸發(fā)展，慢慢變成肉眼可見的、影響行車安全的坑洞。

2裂縫的處治

修補裂縫的材料主要有聚氨酯、環(huán)氧樹脂等高分子化學材料。此類材料具有熱塑性好、強度高、伸長率大、回彈性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低溫等特性，是目前修補水泥混凝土路面裂縫最常用也是最有效的材料之一。裂縫修補的一般步驟如下：

（1）用切割機沿著裂縫走向把縫擴寬成5～20mm的溝槽，溝槽可根據裂縫的深度來確定，最大深度不得超過1/2板厚。溝槽應擴成矩形面，嚴禁將溝槽擴成V字型截面。

（2）使用較大功率吹風機將溝槽內的粉塵、碎石等清除干凈。

（3）使用灌縫槍把聚氨酯接縫料在一定的壓力下均勻地灌入縫內，減少氣泡產生。如果溝槽深度>15mm，應先嵌入直徑比縫寬大2～5m的多孔泡沫塑料背襯條，再進行灌縫。熱天進行灌縫應保持灌后頂面與路面持平;冷天灌縫則應為低于路面1～2m的凹面。填縫必須飽滿、均勻、厚度一致并連續(xù)通貫，填縫料不得缺失、開裂和滲水，要與縫壁粘結牢固，表面平整無污染。

（4）待灌縫材料固化后便可開放交通。裂縫修補的主要目的就是防水，防止地表水通過裂縫滲入，假如裂縫不能及時修補的話，在日積月累的地表水作用下，會慢慢滲入地基，導致地基承載力下降，引發(fā)一系列的病害。如唧泥、錯臺，甚至破碎板等。因此，在平常的養(yǎng)護工作中，一定要注意觀察路面病害，及時發(fā)現裂縫并按時處治，爭取在裂縫發(fā)展成嚴重病害前就處理好，保證路面使用性能和行車安全，節(jié)約養(yǎng)護成本。裂縫處治前，地表水必定會隨著時間的推移迅速滲入地基，毀壞原有結構。修補裂縫后，因為采用的是化學性能良好的高分子材料進行修補，能夠很好地適應路面熱脹冷縮的特性和防止水往下滲，所以修補后的裂縫可以很好地延長路面的使用壽命，也只對路面使用性能和行車安全產生極小的影響。裂縫修補一年后，只有顏色跟剛剛修補好的裂縫不同，而裂縫材料的飽滿性、防水性能、伸縮量等都沒有明顯的變化。因此采用聚氨酯等高分子材料對水泥混凝土路面裂縫修補起到了很好的作用，能夠有效延長路面板的使用壽命和節(jié)省養(yǎng)護成本。

3坑洞的處治

路面坑洞的出現會極大地影響行車安全。在發(fā)現路面坑洞后要及時有效地修補好，這就對修補坑洞的材料和工藝有較高要求，須能夠快速處理，快速開放交通并耐久性良好。修補坑洞的材料選擇坑洞靈，其具有與水泥混凝土路面粘結性好、穩(wěn)定性和耐久性良好、與路面色差小和回彈性能好等特性，并且施工工藝簡單快速，在較差天氣條件下也可施工，是目前國內比較常見的修補水泥混凝土路面坑洞的材料。修補坑洞的一般步驟如下：

（1）使用切割機按照坑洞實際破損面的大小切割成規(guī)則的矩形形狀，切割深度2cm。

（2）鑿除坑洞破損、松散部分，坑槽壁應鑿成粗糙的垂直面。

（3）清除干凈混凝土碎屑，用吹風機將坑內粉塵和其他雜物吹干凈。

（4）清理干凈后，在坑內涂刷瀝青粘結層，然后將坑洞靈直接填入坑內，并用鐵錘人工錘擊直至夯實為止，要保證修補后的坑洞高于路面2～3cm，確保坑洞平整密實。

未修補的路面坑洞出現在路面板上，存在安全隱患，影響行車安全和舒適性。修補后的坑洞要比原路面高一點，是為了保證在以后的行車荷載下能夠保證坑洞的密實性。修補后的坑洞在色澤上與原先路面板沒有較大差異，沒有很大的突兀性，對行車視覺沒有很大影響。修補一年后的坑洞會和原路面持平且不會出現漏空、不密實現象，色澤上由于在氧化和車輛輪胎摩擦作用下會逐漸變黑，但是不影響正常使用，大大延長了路面板的使用壽命。

4路肩拉裂

路面和路肩之間的縱縫稱為路肩拉裂。合山段高速公路路面是水泥混凝土路面，而路肩采用瀝青材料。瀝青路肩的強度、耐久性等都不如水泥混凝土路面，并且路肩至今都沒有進行過中修或大修工程，導致在長年累月的自然因素和行車荷載作用下，路面和路肩之間的縱縫即路肩拉裂越來越寬，越來越深，有些地方甚至可以定義為坑槽了。路肩拉裂過寬或者過深都會對路面及路基產生嚴重影響，拉裂處會成為地表水滲入地基的絕佳地點，地基在不斷滲入的地表水和荷載作用下，導致其承載力嚴重下降，出現一系列的病害，比如路基沉降、路面坑洞裂縫、錯臺、唧泥，嚴重的還會導致板角斷裂、破碎板等，因此對路肩拉裂處的處治顯得至關重要。

目前處理路肩拉裂的方法主要有兩個：（1）針對拉裂不是很寬很深的，采取直接灌入熱瀝青的方法，將路肩拉裂封堵住，讓雨水等不能從此滲入地基。采用熱瀝青在短期內能夠很好地防止雨水滲入，但是由于熱瀝青在高溫狀態(tài)下會融化消失，因此必須要經常性灌縫才能保證效果。得益于熱瀝青造價便宜和灌縫工藝簡單的特點，采用直接灌入熱瀝青還是有比較明顯的處治效果的。（2）針對路肩拉裂很寬很深的情況，直接采用瀝青料覆蓋，讓路面和路肩連成一片，可以保證良好的排水性能，不會使雨水滲入地基，可以明顯改善原有狀況。但是直接覆蓋會產生比較大的成本，因此也只是適用于比較嚴重的拉裂處。

5及時養(yǎng)護的意義

及時發(fā)現路面坑洞裂縫和嚴重拉裂并盡早處治能夠有效保證行車安全性和延長路面使用壽命。在路面其他接縫良好的情況下，地表水只能從路面坑洞裂縫和路肩拉裂處進入路面結構內部，在車輛荷載作用下，基層由于塑性變形而同面層板之間產生縫隙，日積月累導致板底脫空，水在輪載作用下會形成有壓水，又同基層混合料浸濕的細料混合形成泥漿，從裂縫或拉裂處噴濺出來，形成唧泥。隨著唧泥的進一步發(fā)展，路面板和基層之間的空隙越來越大，隨之產生對路面板更為強烈的損害。具體表現為路面坑洞裂縫越發(fā)嚴重，路面板產生錯臺，發(fā)生板角斷裂甚至發(fā)展為破碎板，嚴重影響行車安全和路面使用壽命。

以2018年合山段高速公路處理坑洞裂縫為例，分析及時處理路面病害所產生的效益。如表1所示，可以看到2018年合山段處理坑洞裂縫投入了大量資金，但這些都是能夠接受的，因為假如不對已有的病害進行處治，任由其繼續(xù)發(fā)展，必定會使路面板破碎，這時候再去治理會花費巨大的資金（如表2所示），表中更換破碎板數量根據裂縫數量乘以路面板寬度所得。這不符合當前社會提倡的環(huán)保節(jié)約的風氣，也會產生較大的安全風險，影響路面的安全使用。

從表1、表2可直觀地看出未及時治理坑洞裂縫所需的后續(xù)資金，因此，在水泥路面的日常養(yǎng)護中，對于坑洞裂縫的及早發(fā)現、及時處治是非常有必要的，不僅能夠給運營單位節(jié)約大量成本，還會保證路面使用性能良好和行車的安全舒適。

6結語

本文通過對合山高速公路水泥混凝土路面日常養(yǎng)護的一些內容進行分析比較，對坑洞裂縫和路肩拉裂的處治提出了相關建議，得出一般水泥混凝土路面養(yǎng)護的經驗。高速公路養(yǎng)護工作任重而道遠，在當今社會發(fā)展迅猛的前提下，交通量在各條高速路上也呈指數形式增長，如何保證高速公路的養(yǎng)護質量是交通行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。在原有的養(yǎng)護基礎上要加大技術創(chuàng)新力度，努力培養(yǎng)創(chuàng)新型養(yǎng)護人才，全方位適應當前養(yǎng)護形勢，以飽滿的熱情和過硬的技術迎接新的挑戰(zhàn)，養(yǎng)好每一段路。