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(tuán)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(dá)到設(shè)計(jì)使用年限就出現(xiàn)了路面松散剝落、車轍、龜裂，路面坑槽等病害。 實(shí)際調(diào)查表明，公路的損壞主要發(fā)生在雨季，水是導(dǎo)致路面出現(xiàn)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(fēng)氣候。 夏季受副熱帶高壓影響，盛行偏南風(fēng)，雨季時(shí)間較長，臺(tái)風(fēng)等短時(shí)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(yīng)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(zhì)復(fù)雜、工程技術(shù)難度大。福建省第一條從泉州起點(diǎn)的高速公路，其中起點(diǎn)(即泉州南)至永春段長63km，雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 是福建省第一條在高速公路主線上設(shè)計(jì)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(chǎn)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(jīng)多次組織現(xiàn)場調(diào)查， 泉三高速泉州段有大大小小路面積水現(xiàn)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(yùn)留下了隱患， 因此需要對路面積水問題進(jìn)行及時(shí)有效的解決。

3 公路積水的成因

路面積水產(chǎn)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(shè)計(jì)的排水量。根據(jù)調(diào)查，工程中造成路面積水的成因主要有以下幾個(gè)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(shè)計(jì)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(tái)風(fēng)、暴雨等短時(shí)強(qiáng)對流天氣下，降雨量往往超出公路排水系統(tǒng)極限，出現(xiàn)短時(shí)路面積水情況。另外，在超高路段，如果不設(shè)置合理的橫向排水措施，易在公路中央分隔帶處產(chǎn)生積水[2]。

泉州市東臨臺(tái)灣海峽，臺(tái)風(fēng)、暴雨天氣較多，據(jù)調(diào)查，泉三高速公路難以滿足短時(shí)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(gè)開放式系統(tǒng)， 如果長期得不到合理的養(yǎng)護(hù)，系統(tǒng)內(nèi)的排水溝、排水管、泄水孔等容易堵塞從而導(dǎo)致排水不暢。特別是在暴雨多發(fā)地段，強(qiáng)雨水會(huì)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(huì)受到植物的根莖葉的生長或掉落都會(huì)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(huì)導(dǎo)致路面局部發(fā)生積水現(xiàn)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(huì)導(dǎo)致路面局部產(chǎn)生積水。

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長時(shí)間的老路面積水容易導(dǎo)致公路發(fā)生水損害現(xiàn)象。水損害是指水由瀝青混凝土孔隙、裂縫進(jìn)入路面內(nèi)部后， 在車輛移動(dòng)荷載作用和溫度脹縮產(chǎn)生的動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)作用下， 水分逐步滲入瀝青砼與集料的界面或?yàn)r青內(nèi)部， 使得瀝青與集料之間的黏附性能降低并逐漸喪失粘結(jié)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(jié)構(gòu)整體性的破壞。 水損害已經(jīng)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(gòu)造物多”等特點(diǎn)，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(nèi)因地下水源豐富水壓較大、混凝土澆筑滲透至管內(nèi)、地下盲管雜物堵塞等，路面易出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，主要表現(xiàn)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(jié)合泉三高速公路實(shí)際情況， 根據(jù)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(yīng)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(cè)行車道進(jìn)行橫向刻槽。刻槽設(shè)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(dǎo)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(xiàn)場照片

具體施工方式步驟：對需要進(jìn)行切槽處理的部位進(jìn)行定點(diǎn)定位；使用切割機(jī)對瀝青混凝土進(jìn)行切割，用液壓風(fēng)鎬對切割后的地方進(jìn)行搗碎；人工清理殘?jiān)?，并用高壓風(fēng)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(jìn)入路基。

4.2 標(biāo)線鑿除

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

圖2 標(biāo)線鑿除后現(xiàn)場照片

4.3 增設(shè)中分帶縫隙式排水溝

針對設(shè)置防撞墻的中分帶積水排水措施缺失、 積水現(xiàn)象嚴(yán)重的現(xiàn)狀，增設(shè)中分帶縫隙式排水溝?？p隙寬度不小于5cm，深度不小于10cm。 縱向坡度應(yīng)沿公路坡度，且不小于1.0%，每隔20m 左右設(shè)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(xiàn)場照片

4.4 混凝土護(hù)欄增設(shè)橫向排水孔

根據(jù)調(diào)查，橋梁路段、涵洞路段等積水較為嚴(yán)重，原因在于混凝土護(hù)欄使得路面形成半封閉結(jié)構(gòu)， 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(gòu)造圖砼護(hù)欄下增設(shè)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(shè)橫向排水管

針對中分帶縫隙式水溝沉沙井內(nèi)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(diǎn)位置增設(shè)一個(gè)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(gè)鍍鋅鋼管。 兩個(gè)鍍鋅鋼管是從中分帶最低點(diǎn)縫隙式水溝沉沙井位置的路基下邊坡下調(diào)10%坡度鉆兩個(gè)孔， 植入兩個(gè)鍍鋅鋼管至中分帶最低點(diǎn)縫隙式水溝沉沙井底向上30～40cm 處。

需要注意的是： 在施工時(shí)必須要把施工排架搭設(shè)要牢固，鉆機(jī)定位準(zhǔn)確，水平孔須用2mm/m 精度的水平尺校核鉆機(jī)鉆桿水平，測量儀測定鉆進(jìn)方向角，現(xiàn)場調(diào)整好孔向再牢靠固定鉆機(jī)。 施工時(shí)要重復(fù)校正直至鉆到中分帶為止， 這個(gè)施工一個(gè)難點(diǎn)的如何控制架機(jī)的角度和尋找中分帶的點(diǎn)， 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(xiàn)場照片

4.6 隧道內(nèi)路面滲水處理

針對隧道內(nèi)路面滲水問題，治理的措施有：

(1)找準(zhǔn)隧道路面滲漏水位置；

(2)確定位置，架設(shè)好取芯機(jī)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(zhǔn)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(nèi)重新找鉆孔點(diǎn)(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(jī)順?biāo)掠畏较蚴柰ǎ谀囊欢味氯驮谀囊欢蔚奈恢弥匦氯⌒俱@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(huì)因水流改變在原處置過的地方附近又出現(xiàn)新的出水點(diǎn)， 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(fù)路面整潔。

4.7 路面病害路段處置

泉三高速部分路段出現(xiàn)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(shù)進(jìn)行處理，該技術(shù)采用魁封帶、CAP 瀝青還原劑、抗磨砂等材料，實(shí)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(jìn)水通道， 實(shí)現(xiàn)路面早期病害的防治，后者可以修補(bǔ)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(xiàn)場照片

5 結(jié)論

(1)路面排水是一項(xiàng)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(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，歸類分析，找出主要因素，因地制宜、因勢利導(dǎo)，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(xiàng)目中得到借鑒， 達(dá)到處理水損害的目的。