關于特殊地形、地質路段路面冒水處治方案

張開瑩 蔣銘 朱鵬 馬光強

（山亭區(qū)公路事業(yè)發(fā)展中心，山東 棗莊 277200）

一、國道313線日滕段項目概述

國道313線日滕段山亭區(qū)店子至滕州（k291+018～k308+047），起于山東省棗莊市山亭區(qū)與臨沂市平邑縣界，途徑店子鎮(zhèn)、東郭鎮(zhèn)，與省道245線店韓段、京滬高鐵、G3京臺高速、省道343線北留段交叉，終于滕州市龍泉路與北辛路平交轉盤，二級公路，全長30.382km。設計荷載等級：汽車-20、掛車-100；設計速度：60km/h；路拱橫坡：路面為2%，路肩為3% ；設計洪水頻率：大中橋1/100，路基、小橋涵1/50。一般路段路基寬15m，路面寬12m，店子街區(qū)（k337+118～k338+048，0.97km）路面寬15m，路面結構為3cm細粒式瀝青混凝土+4cm中粒式瀝青混凝土+2×15cm水泥穩(wěn)定碎石+15cm水泥穩(wěn)定風化料，2006年建成通車；在2015年對全線實施路面中修，處治原有瀝青路面和基層病害，然后加鋪4cm細粒式瀝青混凝土（AC-13）。全線有大橋1座，中橋3座，小橋19座，涵洞47道。

二、冒水路段瀝青路面病害情況及歷年維修情況

線路自通車以來，在k298+900～k299、k300+900～k301+100和k301+700～k301+900三個路段均出現不同程度的路面冒水現象，特別是k300+900～k301+100段冒水嚴重，導致瀝青路面出現坑槽、汲泥等病害而且由于坑槽部位始終有流水導致病害，修補困難，嚴重影響車輛和行人的通行安全。

圖1 冒水路段

為了保證公路的安全暢通，始終保持道路處于良好的技術狀態(tài)，每年挖補維修病害路段，對邊溝采取疏通開挖等處治措施，但是始終無法從根本上解決病害問題，特別是汛期，降雨集中，造成了“天上雨停了，路面開泉了”“邊溝內水干了，路面上水流了”的現象。這種路面流冒現象更是造成了路面坑槽病害修復困難，采用熱瀝青修補坑槽卻被水浸泡無法壓實的問題。后期雖然采用“塑料薄膜作隔水層+水泥混凝土”的坑槽修補辦法，但是出現了瀝青路面薄膜飄揚、路面“水泥補丁”密布的現象，地下水仍然是要流出來的，導致“舊坑”補了，“新坑”出了，“坑槽滿路、密密麻麻”。

三、路面冒水原因分析

根據路面破損和冒水情況，經觀察和分析認為導致路面冒水可能有幾個方面的原因：

路側邊溝內積水通過路基、水泥穩(wěn)定風化砂底基層、水泥穩(wěn)定碎石基層和瀝青面層之間的結合部位或結構層本身的空隙滲入。

由于該路段處于挖方路段，路兩側山體較高且石質為透水性較強的花崗巖，水通過巖石裂隙滲透到路基、水泥穩(wěn)定風化砂底基層、水泥穩(wěn)定碎石基層和瀝青面層之間的層間或空隙，進而通過造成路面出現坑槽排出該部分的夾層水。

由于路面以下存在透水現象，在車輛通行狀態(tài)下由于受車輛荷載反復作用導致地下水被“虹吸”到路面形成自流現象。

四、處治方案論證和比選

處理積水或冒水就是如何“堵住水”“截住水”或者“導出水”的問題，雖然先后采取了不同的處治方案和措施，且每年都在治理，但始終都無法從根本上解決問題。近幾年分別采取了幾個方面的治理措施：

1.每年汛期都應重點檢查并治理冒水路段，清理邊溝內雜草、淤泥等物品，開挖疏通邊溝，保證邊溝排水暢通，避免出現積水現象，防止雨水滲入路基、水穩(wěn)基層或瀝青面層之間的結合部位或結構層自身的空隙，形成層間水進而導致結構層和油層出現各類病害，這主要是解決邊溝內積水“導出”的問題。

2.加大邊溝深度，開挖k300+900～k301+050路段兩側邊溝，保證溝底標高低于路面標高50cm～60cm，（由于路側邊溝內為石質，邊溝外側為山體，無法深挖邊溝），加深和漿砌k301+050～k301+150路段左側邊溝，漿砌邊溝深度達到1.5m，通過這種方式降低邊溝內地下水位，阻斷邊溝外山體內積水滲入路基和結構層，這主要是通過“截住”邊溝外山體滲水并盡量讓邊溝內積水快速排出，防止?jié)B入路基、結構層或路面。

五、改“截水”為“導水”

為了徹底根治路面冒水問題，此次治理轉變思路，重點是如何導出進入路面的水，改“截水”為“導水”，對于路面和結構層采取“外科手術式”解剖，選取冒水部位對瀝青面層、基層、底基層和路基逐層開挖，確定水源地和水流量，制定整改方案和措施。

逐層切割瀝青路面、結構層并分層人工破除，細致觀察水流的位置、方向和水流量。在開挖過程中發(fā)現每破除一層，無論油層或結構層，總是在層間往外流水；如果繼續(xù)往下破除，水流又在下一層的層間出現；經逐層破除最終確認水流是由于路基透水導致的路面冒水現象，主要是由于上述路面冒水原因的第2和第3兩方面原因導致的，也就是路側山體內水通過巖層裂隙滲透到路基內，在地下水自身壓力和車輛壓力作用下導致的“虹吸”現象進而導致路面出現坑槽將水流引出。找到了水源只是看到了問題的表象，就是發(fā)現了“水”，但是如何解決“水患”則是擺在眼前的客觀問題。治水就是疏堵結合，重在疏通，將水引流到路面以外邊溝排放。

如何導出水，就是開挖透水盲溝或者埋設透水盲管的問題，經分析：埋設透水盲管存在幾個方面的弊端，如成品圓管普遍管徑較細，透水管眼容易堵塞，排水能力較?。徊捎么罅剿槭梢愿鶕康拇笮?、透水部位的深淺確定盲溝開挖的深度、寬度，確定滿足路基透水的排放能力。

六、開挖邊溝 增設滲水盲溝

根據確定的方案分階段實施，首先在k300+900～k301+100段右幅實驗段施工。以路面冒水點集中且出水量比較大的位置作為滲水盲溝開挖點，盲溝之間的間距并非等間距，該段共設置4道盲溝，盲溝上口寬度為1.1m，底口寬度為0.7m，破除原有瀝青路面、水泥穩(wěn)定碎石結構層和底基層并伸入原有路基10cm，開挖總深度為0.66m，盲溝內回填碎石，原有頂基層和瀝青面層部分澆筑C30混凝土，厚度26cm。

通過在路面冒水位置增設滲水盲溝，將路面水通過盲溝引流到邊溝內排出。

開挖邊溝將降低地下水位，應截流路側山體滲水。針對邊溝內積水的問題，疏通和開挖路兩側的邊溝，清理邊溝內的雜草、淤泥，保證邊溝排水暢通，切實解決邊溝內積水問題，防止邊溝內水位超過滲水盲溝內的水位，導致盲溝內的水無法排除，甚至形成邊溝內的水向盲溝內倒灌的現象。

圖2 原路面結構圖

圖3 滲水盲溝側面圖

圖4 回填碎石

七、施工

由于k300+900～k301+100段處于彎道下坡位置且作業(yè)區(qū)位于彎道的下游，施工的危險系數比較高，應根據《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》中對于二級公路養(yǎng)護作業(yè)控制區(qū)中“二級公路雙向交替通行的彎道路段彎道后養(yǎng)護作業(yè)”的要求，做好施工路段安全作業(yè)區(qū)的管理，合理設置限速、施工標志、導向標志、示警樁、水馬和爆閃燈設施，保證施工現場的安全。

圖5 切割和破除原有瀝青路面

圖6 回填原瀝青面層

利用切割機和破碎錘逐層切割并破除原有瀝青路面和結構層，逐個、逐層觀察并查驗透水的部位、水量。經實際觀察，發(fā)現每破除一層都在該層底部出現水流，而且水量較大，但是在破除下一層時，上層結合部位都不再有水流出，直至破除到路基后發(fā)現水是在路基和底基層的結合部位外流。通過對這該四道盲溝的開挖、確認“水”源是由于兩側山體內水通過透水路基，并在水壓力和車輛荷載的反復碾壓共同作用下滲透到各結構層和瀝青路面，造成瀝青路面出現坑槽等各類病害，應加強該部分水的排放。

利用混凝土回填原瀝青面層和頂基層，彌補碎石回填盲溝造成的路面本身剛度和強度的不足，保證路面質量，同時利用盲溝上下游方向的水穩(wěn)結構層對于混凝土回填部分的支撐作用，形成水泥混凝土“板涵”保證碎石回填部分的透水功能。為了防止?jié)仓炷習r水泥漿進入碎石回填層填充碎石間空隙，影響碎石的透水層功能，在碎石墊層頂部鋪設兩層油氈并固定到結構層立面，形成隔離層并作為混凝土（剛性結構）和瀝青面層（柔性結構）結合部位的“伸縮縫”，防止結合部位瀝青出現不規(guī)則裂縫，進而出現啃邊、坑槽等破壞。如果該處出現開裂，應采用密封膠對裂縫實施灌縫處置。

八、結語

滲水盲溝的設置將改善該段盲溝滲水情況、邊溝內積水和路面病害情況，特別是汛期和冬季雪融后應及時觀察，完善和調整治理方案，確保治理效果。

經檢驗該段處理效果較好，將向其他路段推廣實施，徹底解決由于此類特殊地質結構導致的路基滲水和路面冒水問題。

采用盲溝引流路基滲水，如果汛期降雨集中，邊溝排水能力不足，將導致邊溝內積水并滲入路基、結構層，并對滲水盲溝形成“倒灌”，應開挖原有路肩土，在路面和結構層外部增加兩層防水土工布，“阻斷”邊溝內的積水。