高速公路路面積水原因分析及處理措施

楊杰

摘要：瀝青混凝土路面積水不僅容易對(duì)路基穩(wěn)定產(chǎn)生危害，而且嚴(yán)重威脅車輛行駛安全。文章以玉鐵高速公路為例，分析路面積水的原因和處理措施，以有效地消除瀝青混凝土路面積水。

關(guān)鍵詞：車轍;路基灌漿;切槽;微罩面

中國(guó)分類號(hào)：U412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

2005年廣西南友路（南寧至友誼關(guān)高速公路）的建成通車，宣告廣西正式開(kāi)啟了瀝青混凝土高速公路時(shí)代。雖然瀝青混凝土路面高速公路在我國(guó)北方已經(jīng)很普遍，但廣西屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，炎熱多雨，不同的氣候、溫度、降雨量等環(huán)境的差異，給高速預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。水是影響公路壽命的重要因素，本文以玉鐵高速公路（S21玉林至鐵山港）為實(shí)例，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，引入發(fā)達(dá)地區(qū)成熟的路面積水處理技術(shù)，為同行提供參考借鑒。

1 玉鐵高速公路路面積水情況

玉鐵高速公路2013年4月建成通車，至今通車已經(jīng)兩年多。項(xiàng)目公司秉承“精管細(xì)養(yǎng)，暢安舒美”的養(yǎng)護(hù)發(fā)展理念，從養(yǎng)護(hù)全壽命周期考慮，因地制宜開(kāi)展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，實(shí)施全方位多層次立體式養(yǎng)護(hù)模式，高速公路技術(shù)狀況指數(shù)MQI一直保持著較高的水平。但隨著車流量的增加，特別是超限車輛屢禁不止，加上沿海獨(dú)特的地理環(huán)境和亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，公路路基路面逐漸出現(xiàn)裂縫、局部沉陷、車轍等病害，且病害發(fā)展速度增快，導(dǎo)致局部路段的路基路面產(chǎn)生嚴(yán)重的路面積水現(xiàn)象，易發(fā)生交通事故，存在一定的安全隱患，所以路面積水需要及時(shí)解決。

2 高速公路路面積水的危害

2.1 降低了路面有效的抗滑系數(shù)

路面抗滑系數(shù)SRI與路面的有效摩擦成正比，為了保證給車輛行駛、轉(zhuǎn)彎提供足夠的摩擦力，要求路面抗滑系數(shù)必須達(dá)到0.6以上，構(gòu)造深度TC≥0.55 mm。當(dāng)路面積水時(shí)，路面構(gòu)造深度受到影響，輪胎表面與路面之間形成一層水膜，類似輪胎漂浮在水膜上，路面抗滑系數(shù)大大降低，抗滑性能下降，特別是在彎道位置，且車輛行駛速度越快，路面對(duì)輪胎的抗滑能力越低，如果操作過(guò)大容易造成車輛交通事故。詳見(jiàn)表1。

2.2 降低車輛行車能見(jiàn)度

車輛在積水路面上高速行駛，而存有積水的路面會(huì)形成鏡面效應(yīng)，對(duì)駕駛?cè)藛T的視覺(jué)造成嚴(yán)重影響，其極易因受到強(qiáng)烈燈光的刺激而產(chǎn)生照射性眩目，尤其在夜間更為明顯。同時(shí)，汽車車輪卷帶起的積水水花，使行車形成霧化效果，特別是大貨車帶起的水花，對(duì)緊鄰其后的汽車行駛，造成一定的視覺(jué)遮擋，降低駕駛?cè)藛T的視線能見(jiàn)度，影響對(duì)前車的轉(zhuǎn)向及尾燈觀察效果，車輛速度越快形成的水霧越大，嚴(yán)重影響車輛行駛安全。

2.3 破壞路面結(jié)構(gòu)性能

玉鐵高速公路路面結(jié)構(gòu)分為上面層（4 cm）、中面層（6 cm）、下面層（8 cm），再下面就是水穩(wěn)層和碎石層。當(dāng)雨水在路面淤積，會(huì)滲入路面結(jié)構(gòu)，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層破壞（裂縫、坑槽、車轍等），水分會(huì)滲透到各層之間，造成面層之間錯(cuò)動(dòng)，進(jìn)而加快、加重路面病害發(fā)展的速度。如果路面病害不能及時(shí)處理，會(huì)對(duì)路基的承載力產(chǎn)生損害，降低路面承載力，進(jìn)而使行車路面沉陷，加重路面積水的程度，造成日后養(yǎng)護(hù)成本的增加。

3 高速公路路面積水的原因

3.1 路線左轉(zhuǎn)彎變坡

玉鐵高速公路部分路段在設(shè)計(jì)和施工中，為了減少隧道開(kāi)挖，在遇到沿線山體的時(shí)候，路線優(yōu)先選擇繞行，特別是連續(xù)山體位置，造成路線彎度過(guò)大、變坡段較短。在降雨過(guò)程中，左轉(zhuǎn)路肩超高位置，邊坡雨水從路肩流向中央分隔帶排水溝，而直線段路面雨水從路面流向路肩，這樣就會(huì)在變坡點(diǎn)處形成一條由超車道流向路肩的斜向的2～3 m寬的水帶。當(dāng)汽車行駛到這個(gè)水帶位置，左前輪和右后輪直接行駛在水帶里面，與其他2個(gè)輪子形成反差，稍打方向就容易造成車輛事故，這是玉鐵高速公路路面積水的主要原因，如K668+100～150下行、K670+580～700下行、K673+500～550下行等路段。

3.2 路基下沉

路基是路面結(jié)構(gòu)的承載主體，承載著路面的主要荷載。路基下沉的原因往往是由于在施工過(guò)程中采用回填土的土質(zhì)不合格、回填不均勻、單層壓實(shí)不夠、軟基處理不當(dāng)、施工質(zhì)量控制不到位等，造成路基承載能力不足。在路面通車后2～3年的時(shí)間，陸續(xù)會(huì)因公路路基不均勻沉降引起路面凹陷、車轍、橋臺(tái)搭板跳車等遺留缺陷。路基下沉容易造成路面局部出現(xiàn)下沉凹陷，雨后在凹陷的低洼處形成路面積水，這也是玉鐵高速公路路面積水的另一個(gè)主要原因，如K670+060上行、K675+050下行、公館匝道AK0+970等路段。

3.3 路面車轍

玉鐵高速公路部分路段路基和路面施工質(zhì)量不到位，再加上通行車輛的不斷增加，且違規(guī)超限車輛屢禁不止，導(dǎo)致路面車轍病害日趨嚴(yán)重。隨著車轍深度不斷加深，形成路面凹槽，而路面凹槽積水不易排出，車輛輪胎與車轍積水路面之間的摩擦系數(shù)減小直至為零，此時(shí)，快速行駛的車輛可能發(fā)生輪胎的滑水現(xiàn)象，所以車轍也是形成路面積水的原因。如K682+00～200上行路段。

3.4 中央縱向排水溝設(shè)計(jì)與施工缺陷

在高速公路彎道超高漸變段上，為了將路面積水排出，在中央分隔帶內(nèi)增設(shè)了排水溝、集水井。但是，一方面，由于設(shè)計(jì)上的缺陷造成排水溝截面過(guò)小不能滿足路面排水要求，導(dǎo)致在超高路段內(nèi)側(cè)局部積水無(wú)法及時(shí)排出;另一方面，施工缺陷造成集水井口高過(guò)排水溝、排水溝高過(guò)路面或路面邊緣攤鋪過(guò)高翹起，致使路面雨水無(wú)法通過(guò)排水溝和集水井排出，反而在水溝末端將雨水倒灌到路面，在超車道形成路面積水。

3.5 路面排水系統(tǒng)堵塞

路面雨水主要通過(guò)路肩邊坡、中央排水溝、橋梁伸縮縫、排水孔等排水系統(tǒng)排出，但由于過(guò)往車輛司乘人員長(zhǎng)期丟棄飲料瓶、塑料袋等垃圾，還有快速生長(zhǎng)的野菊花、蒲公英等雜草，很容易堵塞排水溝和排水孔，不僅清理麻煩且極易造成路面積水。

4 高速公路路面積水的處治

為了保證高速公路的快速、安全、暢通，玉鐵高速公路項(xiàng)目公司對(duì)路面積水問(wèn)題高度重視，組織技術(shù)力量，攻關(guān)克難，處理路面積水問(wèn)題，取得了一定的效果，確保了高速公路的安全暢通。我們主要采取了如下幾個(gè)處治措施：

4.1 路基灌漿

玉鐵高速公路項(xiàng)目公司針對(duì)因路基下沉產(chǎn)生的路面積水，主要采用路基化學(xué)灌漿“DCG工法”，即：在灌漿壓力為0.1～0.5 MPa時(shí)，將調(diào)配好的灌漿漿液倒入特制的雙液灌漿系統(tǒng)擠壓至路基的碎石層、土基層，漿液在路基脫空縫隙、凹槽內(nèi)部迅速凝固、結(jié)石，最終形成以立體網(wǎng)狀漿脈固結(jié)體為骨架的復(fù)合土體，有效改善土體的物理力學(xué)性能和水力學(xué)性能。“DCG工法”路基灌漿法，能有效加固路基軟弱土體，提高路基承載力，并抬升調(diào)平沉陷路面，恢復(fù)路面平順，消除路面積水。

路基灌漿的主要工藝是：布孔→鉆面板孔→造深層孔→抬升觀測(cè)→安裝灌漿管→加固調(diào)平灌漿→養(yǎng)生。

玉鐵高速公路從開(kāi)通到現(xiàn)在，路肩灌漿28處，灌入水泥2 238.2 t，徹底消除了因路基下沉而導(dǎo)致路面積水的現(xiàn)象。

4.2 路面打磨、切槽

路面積水的處理措施與路面的凹陷程度有關(guān)。當(dāng)沿行車方向30 m拉線，路面凹陷量≥5 cm時(shí)，往往采用路基灌漿的方法，進(jìn)行抬升調(diào)平;當(dāng)沿垂直行車方向7 m拉線，路面凹陷量<2 cm時(shí)，且排水距離較短時(shí)，可采用路面打磨方法，引水出路面;當(dāng)沿垂直路面行車方向7 m拉線，路面凹陷量在2～5 cm時(shí)，需要對(duì)路面進(jìn)行切槽，引水出路面。

4.2.1 路面打磨

路面打磨，使用的機(jī)械主要是大型路面打磨機(jī)。路面打磨主要是在超車道靠近中央排水溝一側(cè)。為了不影響行車的安全和舒適，打磨的深度不宜過(guò)深過(guò)長(zhǎng)，路面打磨深度控制在1.5 cm以內(nèi)，深入行車道長(zhǎng)度控制在60 cm。根據(jù)路面積水的嚴(yán)重程度來(lái)選擇打磨寬度、長(zhǎng)度和個(gè)數(shù)。

4.2.2 路面切槽

路面切槽使用的機(jī)械是小型切割機(jī)、吹風(fēng)機(jī)和風(fēng)鎬機(jī)。路面切槽的位置往往是積水較深的路肩。雨天選取積水最深位置，采用間隔2 m/條，依次向兩側(cè)布置，根據(jù)路面凹陷量的不同而布置切槽位置。

首先用切割機(jī)對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行切割，用風(fēng)鎬對(duì)切割后的地方進(jìn)行搗碎，然后采用人工清理，并用高壓風(fēng)槍將底槽內(nèi)的粉塵清除干凈，最后用環(huán)氧化樹(shù)脂進(jìn)行三面密封。切槽大小控制在6 cm寬、4 cm深，且保證一定的坡度，以便進(jìn)行排水。

玉鐵高速公路全線進(jìn)行路面打磨11處、路面切槽2處，排除路面積水效果明顯。

4.3 疏通、修復(fù)排水系統(tǒng)

路面積水最普遍的原因就是路面排水系統(tǒng)失效，導(dǎo)致路面積水無(wú)法通過(guò)排水系統(tǒng)排出，在路面形成積水。針對(duì)這種情況，玉鐵高速公路項(xiàng)目公司從兩方面下手：（1）疏通排水系統(tǒng)，主要是定期清理中央排水溝、急流槽和路肩外側(cè)內(nèi)的雜草、淤泥，及時(shí)疏通橋梁伸縮縫、泄水孔，還有路面切槽內(nèi)的垃圾，保證排水的暢通;（2）對(duì)于設(shè)計(jì)施工存在的排水系統(tǒng)缺陷，重新砌筑和延長(zhǎng)了中央排水溝，并鑿除集水井口高出排水溝的部分，保障了排水系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4.4 微罩面處理車轍

微罩面處理車轍是采用攤鋪設(shè)備將改性乳化瀝青、級(jí)配集料、添加劑等攤鋪到車轍內(nèi)。（1）在車轍邊緣劃定位置，采用銑刨機(jī)在車轍邊緣進(jìn)行銑刨，保證罩面厚度≥2 cm;（2）對(duì)攤鋪位置進(jìn)行清掃、除塵，撒布稀漿封層;（3）將瀝青混合料攤鋪到車轍內(nèi)，根據(jù)車轍的厚度計(jì)算出相應(yīng)的攤鋪系數(shù);（4）采用小型壓路機(jī)或垂直夯進(jìn)行壓實(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

廣西高速公路受氣候和降雨量的影響，路面積水現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重威脅過(guò)往車輛的行車安全。只有加強(qiáng)日常維修保養(yǎng)工作，及時(shí)清理路面垃圾和疏通排水系統(tǒng)，才能確保路面排水系統(tǒng)發(fā)揮正常功能。同時(shí)，要加強(qiáng)日常巡查和檢測(cè)，特別是雨季時(shí)路況的巡查，在路面積水的初發(fā)時(shí)期就開(kāi)展養(yǎng)護(hù)維修工作，避免病害的進(jìn)一步發(fā)展。要科學(xué)分析積水原因，制定有效的積水處理措施，確保高速公路的行車安全。

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