高速公路路面病害成因及養護技術措施

武宏濤

山西呂梁環城高速公路管理有限責任公司 山西呂梁 033000

1 高速公路路面病害養護的必要性

路面屬于高速公路最為關鍵的組成部分，承擔著車輛運行的作用，且路面的質量水平不但影響著公路的使用壽命，且影響著行車的安全性。且調查研究顯示，在高速公路行車事故中，多數事故問題均由路面病害問題引起，對此相關部門必須重視路面的養護工作[1]。

高速公路行車速度較快，若路面不平或存在較大的坑洼則很容易引發交通事故問題。而在治理期間若沒有采取正確的養護技術，則不但會影響公路的通行情況，且還會增大路面的維修成本。為了有效解決路面病害問題，相關部門必須認真分析路面病害成因，并采取有效的養護治理措施，從而減少路面病害問題的發生幾率，保證行車的安全性與舒適性。由此看出，強化高速公路路面病害的養護工作具備十分重要的作用[2]。

2 高速公路路面病害成因分析

2.1 裂縫成因

首先是橫向裂縫，主要指的是垂直于路面軸線方向的裂縫，其主要因為基層材料失水收縮而形成，或者因外界溫度發生驟變而出現收縮開裂。當瀝青層底面承受拉力超過瀝青面抗拉強度時，其底部便會隨著溫度的變化而出現拉裂問題，并向上擴展至路面形成裂縫。同時，瀝青材料對溫度變化較為敏感，當溫度突然下降時，瀝青混合料會變硬變脆而出現收縮變形問題，收縮應力超過瀝青混凝土材料的抗拉強度時，路面便會被拉裂，隨著時間的推移，便會向下發展形成裂縫。其次是縱向裂縫，主要指的是裂縫與路面軸相互平行的縫隙。其可能由于沒有處理好瀝青路面的兩幅接茬部位，以致在荷載作用下形成縱向縫隙。同時，路基施工中存在壓實不均勻問題，在長期的荷載作用下，路基便會被壓實而引起不均勻沉降問題，從而引起縱向裂縫。再次是龜裂，主要指的是路面形成的縱橫交叉的裂縫，因路面基層強度不足引起。施工過程中，若路基存在變形、下沉等問題時則會降低其穩定性，從而引起裂縫，而在車輪碾壓之后，便會出現多條平行、縱向的縫隙，最終形成網狀的裂縫[3]。最后是反射裂縫，主要指的是路基裂縫反射至面層形成的裂縫。此種裂縫主要指的是在鋪筑完基層后，沒有在規定時間內做好路面的養護工作，致使路基長時間暴露在空氣中，從而在水分與降溫聯合作用下出現開裂問題。當基層出現裂縫后，其會逐漸反射至面層表面，最終在路面形成反射裂縫，且此種裂縫在位置方面具備上下相似的特點。

2.2 水損成因

水損害主要指的是水分通過某種途徑滲入至路面結構中，從而使路面在使用早期便出現損害。一般而言，高速公路路面水損害問題可以分為以下幾種類型，一是坑槽，深度在2厘米以上；二是麻面，當路面存在較大的空隙時，水分會由空隙滲入至路面，并以水膜的形式停留在基層頂面，從而降低了瀝青與材料之間的粘合力，形成麻面；三是掉皮，當雨水滲入至面層結構中后，面層與基層之間的粘合力會下降，且頻發的剎車會形成剪切力，從而導致基層與面層分離，出現掉皮問題；四是擠漿，水分在滲入面層后大多停留于基層頂面上，長時間的浸泡會導致基層材料形成泥漿，而在車輛荷載作用力下，泥漿便會由縫隙中冒出。具體而言，水損害主要由瀝青乳化、孔隙水壓等原因引起[4-5]。

2.3 車轍成因

車轍屬于高速公路路面中最為常見的病害問題，且一般分為磨耗型、失穩型以及結構型三種，出現車轍問題主要由車輛荷載、原材料、混合料以及環境溫度等因素引起。高速公路上的車流量較大，且車輛處于不間斷通行狀態，無法避免車轍問題。由此，當路面出現輕微的車轍問題時便應及時養護，杜絕其不斷擴大。

3 高速公路路面病害養護技術

3.1 裂縫的養護技術

混凝土裂縫主要指的是混凝土材料在一定溫度與濕度條件下發生硬化導致體積變形問題，混凝土中不同材料會產生不一樣的變形，以致材料之間產生初始應力，導致骨料與水泥之間出現細微的開裂問題。在養護治理裂縫方面，應采取以下幾種方法。

首先是擴縫灌漿法，當水泥混凝土路面存在寬度小于3mm且邊緣沒有碎裂的輕微裂縫時，應采用擴縫灌漿法進行養護。而當水泥混凝土路面存在寬度小于3mm但周圍存在碎裂輕微裂縫時，應在將裂縫擴大之后進行清縫，在進行灌縫養護。其次是條帶罩面法，此種養護方法主要修補貫穿混凝土面板大于3mm且小于15mm的中等裂縫。只要在混凝土裂縫20cm處，鋸出兩條深度為5至10cm的切縫，鑿除此范圍內的混凝土，之后沿著裂縫兩側15cm，每隔50cm鉆深度為7cm的釘。同時利用空氣壓縮機沖洗干凈裂縫，并涂刷均勻的泥漿。在釘孔內填滿砂漿后，插入除銹的鈀釘進行安裝，最后澆筑早強型混凝土，并進行振搗、壓實以及抹平工作[6]。最后是全深度補塊方法，一般用于養護寬度大于15mm的嚴重裂縫，且全深度補塊也可以分為集料嵌鎖法、刨挖法等方法。在使用全深度補塊中任何一種方法前應利用切割機對需要修補的位置進行全深度切割，完成兩側的鑿毛工作。同時，在清除舊混凝土的過程中要注意保護相鄰的面板，不能傷及基層，且還應當日挖除當日澆筑，對于無法當天澆筑的，應臨時設置相關的交通安全標志[7-8]。

3.2 板塊脫空的養護技術

水泥混凝土底板唧泥會導致底板脫空問題，且應利用長桿彎沉儀測定脫空的位置與程度。當彎沉值大于0.2mm時則可以確定為底板脫空問題，但測量過程中，彎沉儀與支座不能置于相鄰的兩塊板上。在處理板塊脫空問題時應按照如下方法進行養護，期間采用瀝青、水泥漿、水泥砂漿以及粉煤灰漿等材料。一方面可以采用水泥砂漿灌注法，利用壓力為1.5MPa-2.0MPa的灌漿壓力泵進行處理。且在脫空量較大的地方進行灌漿，當相鄰板塊接縫處出現冒漿問題時應停止泵送，直至砂漿抗壓強度達到3MPa時在開放交通。另一方面可以采用瀝青灌注法，加熱融化瀝青材料，且將灌注壓力保持在200至400kPa之間，壓滿半分鐘后在拔出噴嘴，但在灌注高溫瀝青過程中必須做好安全防護措施。

3.3 唧泥的養護技術

在防治唧泥問題時可以采用板底壓漿、加深加寬邊溝排除積水、及時修補接縫以及增設盲溝降低地下水位等養護措施。一方面應在路面外側路肩位置設置橫向滲溝，且設置時應根據路線縱坡，將滲溝與路面邊緣夾角保持在50至90度之間。同時，滲溝與邊溝也應保持相通，并保持滲溝出水口高于邊溝水面，避免溝水倒灌問題。且還應在滲溝沿路交界處包裹土工織物，填筑碎石、粗砂等透水性較強的材料。施工期間，滲溝應保持150至250毫米的寬度，且還應結合板塊長度、邊溝排水情況等因素設置滲溝間距。另一方面，當路肩較寬時，應設置縱向滲溝，并保持橫向滲溝與排水管的相通性[9]。在施工期間，應利用多孔塑料制作滲溝，并根據埋置深度以及管荷載力設置管壁厚度。之后在多孔塑料管周圍包裹土工織物，并回填粗砂等透水材料，在設置完成所有的排水設施后在恢復路肩。

3.4 錯臺的養護技術

對于路面錯臺問題應采用板底灌漿抬高法、機械磨平法以及人工鑿平法進行防治。首先是板底灌漿抬高法，此方法適用于基礎過軟引發的錯臺問題，且施工方法類似與板底脫空灌漿方法。主要根據錯臺位置確定灌注孔位置，之后由錯臺最低處進行灌漿，直至板底灌漿密實，灌漿板與相鄰板塊平順為止。其次是機械磨平法，由錯臺最高處開始向四周擴展板塊，并進行機械磨平。且期間利用直尺進行找平，直至相鄰板塊齊平為止。同時，在磨平之后還應及時清除接縫內的雜物，并及時補灌接縫。最后是人工鑿平法，此種方法適用于錯臺高出部分，利用瀝青水泥混凝土進行防治。

3.5 沉陷的養護技術

一方面應做好排水工作，利用加深、加寬邊溝、設置排水溝等方法做好路面路基的穩定工作，且在設置排水溝時應參照唧泥的養護方法。另一方面應采用板塊灌漿頂升方法，利用水準儀測量板塊的下沉量，在繪制沉陷平面圖后計算控制點的頂升量。同時利用灌注機械設備根據標注的灌注孔位置進行灌注。在完成每個孔的灌注工作后，還應利用木楔堵塞，直至完成壓漿后在拔出。當壓漿材料抗壓強度達到6MPa時才可以開放交通，并對頂升范圍內的板塊接縫重新灌注材料。

3.6 拱起的養護技術

對于路面拱起問題最重要的是做好接縫的養護工作，及時清除縫內的雜物。首先，對于路面板塊出現拱起但板塊沒有碎裂時，應在拱起部位的接縫兩側全斷面切割兩條切縫，且兩條縫隙應保持80至100mm的距離。之后利用水泥混凝土或瀝青混合材料進行修補，直至達到通車要求后在開放交通。其次，對于板塊拱起且出現碎裂問題的情況，應切割碎裂部分，并清除干凈，之后利用水泥混凝土或者瀝青材料進行修補，直至滿足要求后在開放交通。最后，對于拱起板塊裂成破碎板的情況，應清除干凈破碎部分，并重新澆筑，直至恢復原狀[10]。同時，脹縫設置不當也會引起板塊拱起問題，此時應增設脹縫，并檢查相鄰接縫，若存在損壞問題還應及時補灌接縫材料。

4 結語

作為各個省市的交通樞紐，高速公路關系著交通運輸質量，也影響了路面行車的安全性與舒適性。對此，應針對路面結構中存在的各種病害成因進行深入分析，以降低路面病害問題的發生幾率，提高路面行車的安全性，在降低公路養護成本的基礎上延長其使用年限。