泉三高速公路路面積水病害綜合治理

傅繼偉

(福建省高速公路集團有限公司泉州管理分公司，泉州 362000)

1 前言

近年來，隨著交通量的不斷增長、車軸軸重的不斷增加以及地形和氣候的影響， 部分高速公路還未達到設計使用年限就出現了路面松散剝落、車轍、龜裂，路面坑槽等病害。 實際調查表明，公路的損壞主要發(fā)生在雨季，水是導致路面出現病害的主要自然因素。

泉州市地處低緯度，東臨海洋，屬亞熱帶海洋性季風氣候。 夏季受副熱帶高壓影響，盛行偏南風，雨季時間較長，臺風等短時暴雨天氣較多。故在本次泉三高速公路路面病害的處治中，著重考慮優(yōu)化路面的防排水系統(tǒng)，提出相應的積水綜合治理的處理措施，改善公路的使用性能，提高路面的使用壽命。

2 工程概況

泉三高速公路全長284.5km， 自泉州南往北穿越戴云山脈，是貫通福建東南沿海和西部山區(qū)的快速大通道，地形地質復雜、工程技術難度大。福建省第一條從泉州起點的高速公路，其中起點(即泉州南)至永春段長63km，雙向六車道標準設計， 是福建省第一條在高速公路主線上設計并已投用的雙向六車道高速公路。

近年來，泉三高速泉州段，由于受到行車，地理環(huán)境和氣候等因素影響，路面病害不同程度產生，諸如路基沉陷、翻漿、路面龜裂、斷裂等病害。其中路面積水已成為影響泉三高速公路行車安全，暢通的突出因素。 經多次組織現場調查， 泉三高速泉州段有大大小小路面積水現象幾十處，影響了高速公路的路容路況，給高速公路的安全營運留下了隱患， 因此需要對路面積水問題進行及時有效的解決。

3 公路積水的成因

路面積水產生的原因， 主要是由于路面匯水面積形成的來水量大于道路設計的排水量。根據調查，工程中造成路面積水的成因主要有以下幾個方面。

(1)公路縱坡及橫坡不能滿足排水要求

一般而言，公路的設計縱坡不小于0.3%，橫坡不小于1.5%，以便路面排水順暢，避免路面積水[1]。 但在縱橫坡不大情況下，臺風、暴雨等短時強對流天氣下，降雨量往往超出公路排水系統(tǒng)極限，出現短時路面積水情況。另外，在超高路段，如果不設置合理的橫向排水措施，易在公路中央分隔帶處產生積水[2]。

泉州市東臨臺灣海峽，臺風、暴雨天氣較多，據調查，泉三高速公路難以滿足短時暴雨天氣的排水需求。

(2)公路路面排水系統(tǒng)不暢

公路排水系統(tǒng)是一個開放式系統(tǒng)， 如果長期得不到合理的養(yǎng)護，系統(tǒng)內的排水溝、排水管、泄水孔等容易堵塞從而導致排水不暢。特別是在暴雨多發(fā)地段，強雨水會將泥沙乃至砂礫帶入排水系統(tǒng)之中； 中央分隔帶或土路肩的排水系統(tǒng)會受到植物的根莖葉的生長或掉落都會引起排水不暢[3]。

(3)公路病害引起的局部積水

公路病害也會導致路面局部發(fā)生積水現象。 公路的變形類病害，如車轍、沉陷、波浪(搓板)等，以及松散類病害，如坑槽、脫皮等均會導致路面局部產生積水。

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長時間的老路面積水容易導致公路發(fā)生水損害現象。水損害是指水由瀝青混凝土孔隙、裂縫進入路面內部后， 在車輛移動荷載作用和溫度脹縮產生的動水壓力或真空負壓抽吸的反復作用下， 水分逐步滲入瀝青砼與集料的界面或瀝青內部， 使得瀝青與集料之間的黏附性能降低并逐漸喪失粘結性能。瀝青膜逐漸從集料表面分離，瀝青混合料掉粒、 松散， 造成瀝青路面結構整體性的破壞。 水損害已經成為路面破壞的一種主要模式。

(4)橋梁、隧道路段排水系統(tǒng)不足

泉三高速泉州段穿越戴云山脈，具有“橋梁多、隧道多、構造物多”等特點，這些路段因其特殊性形成封閉或半封閉斷面， 其排水能力往往受制于排水孔道的泄水能力。隧道內因地下水源豐富水壓較大、混凝土澆筑滲透至管內、地下盲管雜物堵塞等，路面易出現滲漏水現象，主要表現在混凝土路面橫向伸縮縫與路面縱向中央分格縫及邊縫，路面冒水，直接影響行車的安全。

4 路面積水綜合治理措施

結合泉三高速公路實際情況， 根據不同的積水原因采取不同的處理方法。

4.1 路面刻槽(引水槽)

該方式應用在超高緩和段、 路面加寬段及其他路段坡度較為平緩、橫向排水能力不足的路段。 一般情況下，水泥混凝土路面刻槽可以改善路面的防滑等路用性能，這里借鑒這種方法，對最外側行車道進行橫向刻槽。刻槽設置橫向坡度， 路面切槽大小控制在寬10m、 深5cm 左右，既不影響行車舒適性，又引導路面積水通過切槽流向路基邊坡(見圖1)。

圖1 路面刻槽施工前后現場照片

具體施工方式步驟：對需要進行切槽處理的部位進行定點定位；使用切割機對瀝青混凝土進行切割，用液壓風鎬對切割后的地方進行搗碎；人工清理殘渣，并用高壓風槍將槽底、槽壁廢料及粉塵清除干凈；待切割槽干燥后，在其表面均勻噴涂密封膠，避免積水通過切槽進入路基。

4.2 標線鑿除

交通標線一般采用熱熔型涂料，厚度約為2.5mm。對于連續(xù)設置的白實線，每隔15m 左右設置排水縫，應沿排水方向設置排水縫，排水縫的寬度為3～5cm。

圖2 標線鑿除后現場照片

4.3 增設中分帶縫隙式排水溝

針對設置防撞墻的中分帶積水排水措施缺失、 積水現象嚴重的現狀，增設中分帶縫隙式排水溝。縫隙寬度不小于5cm，深度不小于10cm。 縱向坡度應沿公路坡度，且不小于1.0%，每隔20m 左右設置橫向排水管或排水槽將水排至中央分隔帶或公路路基排水系統(tǒng)(見圖3)。

圖3 中分帶排水溝施工現場照片

4.4 混凝土護欄增設橫向排水孔

根據調查，橋梁路段、涵洞路段等積水較為嚴重，原因在于混凝土護欄使得路面形成半封閉結構， 雨水僅能通過有限的排水管道排走。 針對這種情況，在橋梁、涵洞等構造圖砼護欄下增設橫向排水孔，以滿足路面排水，解決路面積水問題。

4.5 路基段增設橫向排水管

針對中分帶縫隙式水溝沉沙井內橫向排水截面積不夠引起瀝青路面積水的問題， 采取在中分帶縫隙式水溝最低點位置增設一個2m 深的C20 混凝土沉沙井， 并且在沉沙井底向上30～40cm 位置新增兩個鍍鋅鋼管。 兩個鍍鋅鋼管是從中分帶最低點縫隙式水溝沉沙井位置的路基下邊坡下調10%坡度鉆兩個孔， 植入兩個鍍鋅鋼管至中分帶最低點縫隙式水溝沉沙井底向上30～40cm 處。

需要注意的是： 在施工時必須要把施工排架搭設要牢固，鉆機定位準確，水平孔須用2mm/m 精度的水平尺校核鉆機鉆桿水平，測量儀測定鉆進方向角，現場調整好孔向再牢靠固定鉆機。 施工時要重復校正直至鉆到中分帶為止， 這個施工一個難點的如何控制架機的角度和尋找中分帶的點， 中分帶沉沙井澆筑混凝土完養(yǎng)生后就可以投入使用，增加中分帶縫隙式水溝的流水面積，加快排水，解決路面積水問題(見圖4)。

圖4 橫向排水管施工現場照片

4.6 隧道內路面滲水處理

針對隧道內路面滲水問題，治理的措施有：

(1)找準隧道路面滲漏水位置；

(2)確定位置，架設好取芯機鉆通至路面以下70cm的250mm 排水管盲管；

(3)觀察取芯鉆孔是否鉆準250mm 的排水盲管，否則重新再鉆，并觀察孔芯混凝土下的找平層有否水滲出，如沒有出水需沿250mm 排水盲管10～20m 范圍內重新找鉆孔點(此法主要降低路面水位，把水引致250mm 排水管)；

(4)疏通250mm 排水管，采用疏管機順水下游方向疏通，在哪一段堵塞就在哪一段的位置重新取芯鉆孔，取出雜物、清除堵塞的混凝土，直至疏通至隧道洞口排水溝；

(5)地下水疏通后，有些地下水會因水流改變在原處置過的地方附近又出現新的出水點， 這就需要二次或三次處置，直至完全不滲水為止；

(6)隧道滲水疏通完畢，需觀察隧道瀝青路面滲水是否完全消失，如路面已干就可以封閉所有的取芯孔，恢復路面整潔。

4.7 路面病害路段處置

泉三高速部分路段出現裂縫、坑槽等病害，造成局部積水。針對這種情況，采用了一種全新的路面魁封技術進行處理，該技術采用魁封帶、CAP 瀝青還原劑、抗磨砂等材料，實施魁封防坑工藝和CAP 封層翻新工藝。 前者可以完全封閉瀝青路面的進水通道， 實現路面早期病害的防治，后者可以修補已有局部病害，提高路面防水抗滑功能[4](見圖5)。

圖5 魁封工藝施工現場照片

5 結論

(1)路面排水是一項系統(tǒng)性工程，路面積水的形成往往歸于不同的因素。

(2)路面積水問題的處理，需要結合現場調查，歸類分析，找出主要因素，因地制宜、因勢利導，具體問題具體分析，找出最佳解決方案。

(3)本文針對泉三高速公路積水問題列舉的治理方法可以在類似工程項目中得到借鑒， 達到處理水損害的目的。