高速公路路面損壞原因分析及維修方案

賴友烽

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司龍巖管理分公司，福建 龍巖 366300)

1 高速公路路面損壞成因

1.1 裂縫問(wèn)題

在高速公路運(yùn)營(yíng)期間，瀝青路面不可避免地會(huì)出現(xiàn)老化，抗腐蝕能力降低，同時(shí)在溫度變化之下，極易產(chǎn)生橫向裂縫[1]。縱向裂縫通常產(chǎn)生于具有偏差性的操作環(huán)節(jié)，例如填土不勻稱、軟基或填挖交界處理不到位等，出現(xiàn)路基不均勻沉降。在改造舊路路基期間，倘若未采取針對(duì)性的手段處置，那么在鋪設(shè)路面期間，一旦技術(shù)操作不過(guò)關(guān)，就極易產(chǎn)生縱向裂縫。

1.2 車轍

依據(jù)相關(guān)調(diào)研不難看出，如果路段承載壓力偏大，就極易引發(fā)車轍問(wèn)題。路面開(kāi)裂、推移、斷板都是較為典型的問(wèn)題，造成高速公路的使用周期大大縮減。高速公路處在不堪負(fù)重的情況下，就很難維系較為平穩(wěn)的路面結(jié)構(gòu)，這類問(wèn)題就難以避免。

1.3 坑槽

雨水長(zhǎng)時(shí)間滲透于地基之下，車輛長(zhǎng)時(shí)間駛過(guò)，這些都會(huì)嚴(yán)重影響到路面的穩(wěn)定性，長(zhǎng)此以往也會(huì)出現(xiàn)不同程度的路面坑槽。除此之外，在高速公路上，交通工具如果一直維持高速駕駛，路面也會(huì)遭受嚴(yán)重威脅；若油污滲入路面，會(huì)進(jìn)一步影響到瀝青內(nèi)部材料的性能，也會(huì)產(chǎn)生不良性的坑槽現(xiàn)象，引發(fā)路面結(jié)構(gòu)上的隱患。

2 高速公路路面維修技術(shù)

2.1 裂縫處置養(yǎng)護(hù)施工工藝分析

在處置裂縫的過(guò)程中，工作人員務(wù)必要用高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)待，對(duì)不同裂縫要采取針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)施工工藝。實(shí)際上，針對(duì)多處縫隙，同時(shí)具備明顯網(wǎng)裂或者顯著性下沉的路段，此時(shí)就要求對(duì)路基予以注漿加固處理。待沉降平穩(wěn)之后，其路基與路面要采取等級(jí)同等的瀝青穩(wěn)定碎石，接著再提供填補(bǔ)處理，接著于面層撒上慢凝液體石油瀝青透層油，還應(yīng)于瀝青混凝土上面層、中面層間提供一處改性瀝青粘結(jié)防水層[2]，如此一來(lái)就可以大幅度地提升修復(fù)路面的水平。針對(duì)已產(chǎn)生的橫向裂縫問(wèn)題，其裂縫寬度要控制在5mm 左右，此時(shí)應(yīng)該把縫隙清理潔凈，接著用乳化瀝青或熱瀝青灌封；針對(duì)裂縫寬度超過(guò)5mm 的地方，要先用機(jī)械開(kāi)槽，銑刨中面層以及上面層，倘若基層強(qiáng)度俱佳，那么就需要順著裂縫平鋪一定的玻璃格柵，接著再采取乳化瀝青予以攤鋪，接著使用細(xì)粒式瀝青混合料完成填充以及搗實(shí)工作。

2.2 車轍的養(yǎng)護(hù)施工工藝分析

車轍作為瀝青混凝土路面最為普遍的問(wèn)題之一，通常就是在車荷載的重復(fù)作用下，瀝青混凝土路面產(chǎn)生持續(xù)性變形的帶狀凹槽。如果瀝青路面產(chǎn)生較為顯著的車轍時(shí)，相關(guān)人員先要合理地分析瀝青路面產(chǎn)生車轍的原因，進(jìn)一步觀察是何種類型的車輛，若通過(guò)觀測(cè)了解到屬于瀝青的表層受損，此時(shí)就要求采用銑刨機(jī)，及時(shí)移除掉變形的瀝青路面，然后重新采用瀝青予以鋪筑[3]。倘若是因?yàn)槁访婊鶎訌?qiáng)度無(wú)法達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，那么就要及時(shí)銑掉表面，從整個(gè)路面的基層再次鋪筑瀝青面層。倘若車轍是受到瀝青混合料配比影響，那么就要及時(shí)銑掉表面層，同時(shí)平鋪瀝青材料。

2.3 針對(duì)松散、脫皮以及坑槽等問(wèn)題的養(yǎng)護(hù)工藝

首先，相關(guān)人員要明晰修補(bǔ)的實(shí)際范疇，確保路中心線與縱橫邊線保持垂直或平行；倘若問(wèn)題規(guī)模相對(duì)較小，同時(shí)比較聚集，那么就要求將相鄰問(wèn)題予以合并處置；采取與原路面統(tǒng)一的瀝青材料予以攤鋪[4]。針對(duì)那些再次攤鋪的路面，則要求采取壓路機(jī)械予以碾壓，確保壓實(shí)的嚴(yán)密程度以及平整程度。在實(shí)際碾壓之后，新路面還需要稍微高出一定的原路面。如果路面損壞深度大于7cm，就不要求壓實(shí)機(jī)一次碾壓成型，而是采取分層鋪筑的形式，下層開(kāi)始進(jìn)行人工夯實(shí)，上層則采取壓實(shí)機(jī)械予以持續(xù)性碾壓。

3 具體工程案例分析

3.1 工程背景與氣候條件

政永高速公路龍巖段是福州、莆田、寧德通往龍巖、廣東北部山區(qū)的最便捷通道，也是湄洲灣秀嶼港通往三明及江西等內(nèi)陸地區(qū)的疏港通道，往南延伸可達(dá)珠江三角洲，形成一條縱貫閩中沿海、閩西山區(qū)和粵東地區(qū)的交通主干道。本次路面維修路段為莆永高速公路段，全長(zhǎng)162.031km，采用瀝青混凝土路面，現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)運(yùn)樁號(hào)為K314+987～K477+018，現(xiàn)場(chǎng)勘查圖見(jiàn)圖1。該公路沿線氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫20～25℃，最冷月1～2 月，平均氣溫達(dá)6～10℃；最熱月7～8 月，平均氣溫為33～37℃，極端氣溫最高42.3℃，最低-2.5℃；沿線年降雨量在900～2100mm，多集中在3～9 月；7～9 月為臺(tái)風(fēng)暴雨期，10 月至次年2 月年為旱季。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)勘查圖

3.2 路面損壞原因分析

該部分維修段落主要以裂縫損壞為主，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)莆永高速路面的裂縫具有如下特點(diǎn)：

由于裂縫主要發(fā)生在輪跡帶附近，為瀝青面層在反復(fù)行車荷載及溫度變化作用下產(chǎn)生疲勞裂縫或溫縮裂縫，或是由于東環(huán)高速匝道路基拼寬導(dǎo)致主線路基主車道出現(xiàn)縱向裂縫。

3.3 處治方案設(shè)計(jì)

（1）針對(duì)路面損壞主要為橫縫、縱縫、松散、修補(bǔ)塊等，且損壞層次發(fā)生在上面層的段落，處治方案見(jiàn)表1。

表1 路面損壞處理方案

（2）針對(duì)部分橋頭或路面跳車段落，采用表2 方案進(jìn)行維修。

表2 部分橋頭路面損壞處理方案

3.4 局部維修

銑刨面若存在相對(duì)較嚴(yán)重的裂縫、坑槽、松散等局部問(wèn)題，這些局部問(wèn)題路面結(jié)構(gòu)會(huì)影響整體罩面質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)針對(duì)局部問(wèn)題采用以下四種方式進(jìn)行維修：

（1）輕微裂縫：輕微裂縫（縫寬≤3mm）采用“刻槽灌封+抗裂貼”處治，銑刨面輕微裂縫，刻槽灌縫后沿裂縫方向粘貼抗裂貼。

（2）嚴(yán)重裂縫：嚴(yán)重裂縫（縫寬＞3mm）處治，應(yīng)沿裂縫位置銑刨0.5m寬面層，再對(duì)下面層的裂縫損壞程度進(jìn)行判斷，若下面層裂縫為輕度時(shí)，應(yīng)采用“刻槽灌封+抗裂貼”方案進(jìn)行處治，重度裂縫則應(yīng)繼續(xù)加深處治。

（3）坑槽、局部結(jié)構(gòu)松散等：采用“圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)”的原則，銑刨深度、面積根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)損壞情況確定，原則上深度不得小于原損壞的最大深度，面積不得小于損壞面積。

（4）基層松散：針對(duì)基層結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度不足等問(wèn)題，應(yīng)經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位四方共同確認(rèn)基層處治范圍，自基層頂部向下銑刨8cm，采用AC-20C 瀝青混合料重新鋪裝。新鋪裝材料與舊路面交接處應(yīng)噴灑乳化改性瀝青以加強(qiáng)界面粘結(jié)。

3.5 主要工程技術(shù)及施工工藝

3.5.1 維修要求

考慮到養(yǎng)護(hù)施工特殊性，本次設(shè)計(jì)的表面層路面結(jié)構(gòu)均為AC-16C?；疽髮?duì)于銑刨回填所采用的瀝青混合料應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）要求。

3.5.2 施工工藝

對(duì)于需要進(jìn)行銑刨的路段，主要施工工藝如下：

交通控制：根據(jù)維修路段的規(guī)模和長(zhǎng)度，合理制定交通控制管理方案，包括施工車輛進(jìn)出路徑、雙向車輛行駛路徑、安全警示標(biāo)志設(shè)置、管理人員等。

放樣：確定處理部位后，需要把銑刨面用粉筆標(biāo)記。

銑刨：銑刨施工工藝，應(yīng)按設(shè)計(jì)上面層厚度進(jìn)行刨銑，加深處治時(shí)，應(yīng)經(jīng)“四方”確認(rèn)，施工寬度原則上為車道兩側(cè)標(biāo)線內(nèi)邊緣往外延深5cm，若標(biāo)線處存在損壞，則應(yīng)在損壞邊緣處加寬5cm 做為處治界限。銑刨找平面應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)橫坡、縱坡去控制。調(diào)平層應(yīng)確保最底層（趁補(bǔ)找平層）的最小壓實(shí)厚度。每步路面結(jié)構(gòu)層鋪筑完畢后，其頂面必須為一個(gè)橫坡界面。銑刨機(jī)的銑刨寬度對(duì)于每臺(tái)銑刨機(jī)而言是固定的，一般銑刨一個(gè)車道的寬度為3.4m～4m。銑刨后的路槽不得留有未銑凈的夾層，邊線順直，路槽應(yīng)及時(shí)清理干凈，不得有浮塵、松散石子等雜物。

3.5.3 施工控制要點(diǎn)

采用擴(kuò)縫灌縫方案，即對(duì)裂縫進(jìn)行擴(kuò)縫，切割深20mm、寬10mm 的凹槽進(jìn)行灌縫，灌縫采用SBS 改性熱瀝青，要求必須將縫灌滿為止，若裂縫位于下面層或上基層位置，灌縫后沿裂縫發(fā)展方向粘貼32cm 寬抗裂貼。

（1）填縫料加熱：灌縫作業(yè)前，先將填縫料升溫加熱，為便于灌注，填縫料應(yīng)加熱升溫170～180℃。

（2）開(kāi)槽：開(kāi)槽機(jī)開(kāi)槽時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)裂縫作業(yè)，開(kāi)槽寬度為10mm、深20mm左右。

（3）清縫：先用鐵鉤鉤出縫內(nèi)的松動(dòng)顆粒，再用掃把清掃縫內(nèi)的顆粒和粉塵，最后用鼓風(fēng)機(jī)將縫內(nèi)粉塵、雜質(zhì)吹掃干凈，縫內(nèi)潮濕時(shí)應(yīng)注意延長(zhǎng)吹掃時(shí)間，直至縫內(nèi)干燥為止。

（4）灌縫：灌縫槍頭應(yīng)與縫寬相適應(yīng)。灌縫分兩次進(jìn)行，中間間隔3～5mim。第一次灌縫：把灌縫槍頭放入縫槽內(nèi)，灌注填縫料，灌注時(shí)灌縫槍?xiě)?yīng)勻速移動(dòng)。第一次灌縫至距路表面約10mm 左右，然后撒入5～10mm 碎石，用竹片把碎石嵌入填縫料內(nèi)。第二次灌縫：第二次灌縫時(shí)填縫料至與路表面齊平，灌縫時(shí)應(yīng)特別小心，避免填縫料溢出路面。

（5）清掃路面：灌縫完畢，將路面廢料清掃干凈，集中裝車運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)，不得將廢料棄于路邊。

（6）開(kāi)放交通：待填縫料冷卻至常溫后即可開(kāi)放交通。

針對(duì)噴灑區(qū)周邊的結(jié)構(gòu)物表層，此時(shí)要采用相應(yīng)的保護(hù)舉措，避免沾染上粘層油，同時(shí)粘層油用量通常為0.4～0.6L/m2，在撒上粘層油之后，就不允許車輛進(jìn)行通行，同時(shí)還應(yīng)該在第一時(shí)間處理瀝青砼。攤鋪、碾壓以及驗(yàn)收都需要契合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的技術(shù)要求。在維修工作結(jié)束之后，就要求在接縫方位上開(kāi)始灌縫封閉處置。針對(duì)瀝青混合料礦料級(jí)配，要求契合目標(biāo)配合比及生產(chǎn)配合比的標(biāo)準(zhǔn)，混合料瀝青用量需要把控在生產(chǎn)油石比-0.2 至+0.2 的范疇中。瀝青混合料應(yīng)采用間隙式拌和機(jī)拌和，拌和機(jī)應(yīng)有防止礦粉散失的密封性能及除塵設(shè)備，并有檢測(cè)拌和溫度的裝置和自動(dòng)打印裝置。瀝青混合料拌和時(shí)間以混合料拌和均勻、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青膠結(jié)料為判斷標(biāo)準(zhǔn)，并控制瀝青混合料的出廠溫度和到場(chǎng)攤鋪溫度。

4 結(jié)束語(yǔ)

本次路面中修完成后，整體路面質(zhì)量得到明顯的提升。總之，導(dǎo)致路面損壞的因素較多，應(yīng)該針對(duì)不同的損壞類型采用相應(yīng)的處治施工技術(shù)。我們只要在路面結(jié)構(gòu)上不斷地完善，在材料的研究上不斷地取得突破，在道路施工與管理水平上要不斷地提高，高速路路面施工質(zhì)量會(huì)越來(lái)越高。