高速公路病害的治理問題研究

姚金挺

（貴州省公路開發(fā)有限責(zé)任公司銅仁營運管理中心，貴州 銅仁 554300）

0 引言

近年來，我國公路建設(shè)發(fā)展速度加快，高速公路的養(yǎng)護管理工作難度較大、要求較高、技術(shù)復(fù)雜，因此，應(yīng)加大對高速公路養(yǎng)護管理的重視，正確認(rèn)識高速公路可能發(fā)生的各種路基路面病害，采取切實可行的應(yīng)對措施，確保行車安全。

1 某高速公路病害調(diào)查分析

某高速公路路面結(jié)構(gòu)為5cm 瀝青混凝土抗滑路面、6cm 中粒式瀝青混凝土面層、7cm 粗粒式瀝青混凝土下面層，級配礦渣墊層，灰土、粉煤灰穩(wěn)定土底基層，石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石基層，隨著使用年限的增長和交通負荷的增加，逐漸產(chǎn)生了一系列病害問題[2]。通過人工調(diào)查與自動化設(shè)備檢測相結(jié)合的方式，對路面病害總體情況進行了全面調(diào)查，部分調(diào)查數(shù)據(jù)詳見表1；路面車轍問題對每一路段選取10 個測點進行統(tǒng)計，部分調(diào)查數(shù)據(jù)詳見表2。

表1 路面病害情況調(diào)查表

表2 路面車轍調(diào)病害調(diào)查表

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前該高速公路主要存在裂縫、坑槽、車轍等路面病害問題，部分路段質(zhì)量問題多、隱患大，已經(jīng)威脅正常行車安全。首先，根據(jù)我國制定的《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018），裂縫寬度不應(yīng)超過0.2m。而在高速公路K955—K1012 段，裂縫病害非常突出，在總病害中約占98.78%的面積量，其中89.47%的裂縫為橫向裂縫。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該高速公路主要病害為橫向路面裂縫，由于瀝青溫縮而造成，這種病害較容易處理，不會對路面性能造成過大影響。其次，路面坑槽主要為水損害坑槽，同樣需要及時處理，否則對路面穩(wěn)定性、行車安全性都有很大影響[3]。最后，當(dāng)瀝青面層受到高溫影響，容易產(chǎn)生車轍。通過對高速公路各路段近兩年路面車轍深度指數(shù)RDI的對比，詳見表3。參照《公路工程竣交工驗收辦法實施細則》，新建高速公路路面車轍合格值需達到標(biāo)準(zhǔn)要求才能竣工驗收，如果路面車轍深度指數(shù)RDI不達標(biāo)，需要進行相應(yīng)的處理。

表3 該高速公路2020年及2021年路面車轍深度指數(shù)RDI對比表

2 高速公路病害處理技術(shù)

2.1 高速公路路面裂縫處理技術(shù)

（1）施工準(zhǔn)備

高速公路路面養(yǎng)護與修補工作需要選擇恰當(dāng)時間才能保證施工質(zhì)量。如春末到初秋期間的溫暖天氣適宜施工，尤其以夏季為佳。每次施工之前要做好充分的調(diào)查分析工作，包括評估路面病害類型、損壞面積以及損壞程度等，再結(jié)合實際情況確定施工方案，做好施工準(zhǔn)備。

（2）施工流程

針對路面裂縫問題，灌縫處理方法中的刻槽灌縫較為常見?？滩酃嗫p的具體操作流程為：①將存在裂縫的車道進行封閉；②按照裂縫的走向，使用刻槽機完成刻槽；③利用壓縮空氣清理干凈路面縫隙的雜物；④在施工現(xiàn)場將灌封膠加熱；⑤灌封膠加熱之后使用灌封機將其填充到裂縫中；⑥待灌封膠自然冷卻20min之后恢復(fù)正常交通。

（3）灌縫材料的選擇

裂縫修補劑和灌縫瀝青是最常見的灌縫材料，前者主要采用無機溶劑材料，將其與礦粉、水泥粉等混合之后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，成為彈性與黏合度良好的修補材料，將其填入裂縫，保證表面質(zhì)量。兩種材料的施工原理類似，一般會結(jié)合路面情況以及成本計劃來決定選擇哪種材料施工。在路面裂縫注入灌縫材料之后，材料緊密貼合在縫壁上，這樣就能避免水分滲漏，修復(fù)路面裂縫。

（4）不同類型裂縫的治理養(yǎng)護措施

修補裂縫之前先要確定病害類型，再結(jié)合裂縫特征選擇合適的修補方法，詳見表4。此外，由于施工原因或者其他因素導(dǎo)致面層與基層強度薄弱，就會發(fā)生網(wǎng)（龜）裂病害。針對這一問題進行修補或養(yǎng)護，需要從面層到基層逐層進行完善，盡量恢復(fù)到原始設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，避免網(wǎng)（龜）裂病害進一步擴大[4]。

表4 不同類型裂縫的治理養(yǎng)護措施

2.2 高速公路路面坑槽處理技術(shù)

（1）路面坑槽治理養(yǎng)護措施

如果在高速公路的路面發(fā)生坑槽病害，高速行駛的車輛將面臨較大的安全隱患，必須引起高度重視。針對高速公路的路面坑槽采取修補與養(yǎng)護措施，考慮到高速公路的交通中斷問題，應(yīng)盡量加快施工處理速度，爭取在最短時間快速修補、恢復(fù)通車。因此，這對施工團隊的經(jīng)驗、施工技術(shù)的先進性以及機械化施工速度都提出了較高要求，采用先進的路面綜合修補設(shè)備非常關(guān)鍵。

根據(jù)我國高速公路的路面病害情況，常用的路面綜合修補技術(shù)主要有冷補法或熱補法兩種，在高速公路瀝青路面的坑槽修補過程中，兩種修補方法都有應(yīng)用，主要根據(jù)路面病害類型及病害程度決定[5]。兩種不同的修補方法各有優(yōu)勢及不足。冷補法能夠用于修補各種深度的坑槽，而且溫度對其修補效果影響不大，但是修補坑槽之后留下的接縫非常明顯，后期使用仍有滲水的可能，長期受到水的侵蝕形成唧漿，容易產(chǎn)生新的病害點。而且冷補法消耗時間長，如果恰逢寒冷季節(jié)或者雨水天氣，很難確保修補質(zhì)量；在此方面，熱補法的應(yīng)用優(yōu)勢更多、修補效果更好，如修補耗時較短，一天內(nèi)的任何時間都能施工，完成修補之后不會有明顯的接縫，路面較為平整；應(yīng)用熱補法操作之后產(chǎn)生的廢料能夠再生利用，節(jié)能環(huán)保、成本較低，但是如果坑槽深度較大，熱補法的應(yīng)用效果則不及冷補法。

坑槽修補等局部修補是路面養(yǎng)護中最常見的修補形式之一，多數(shù)情況下優(yōu)先選擇熱補法。從以往坑槽修補經(jīng)驗來看，主要有三方面需要注意：①在修補過程中選用混合料時，應(yīng)考慮原有路面情況，確保良好的兼容性；②確保修補材料與坑槽沿壁緊密結(jié)合；③完成修補之后認(rèn)真檢查，確?？硬酆吐访嬷g連接平整。

（2）冷補法工藝

采用冷補法進行修補，具體施工工藝如下：①測定路面坑槽的深度，確定修補范圍；槽口邊緣應(yīng)盡量與路面標(biāo)線保持平行或垂直關(guān)系，規(guī)避不規(guī)則的幾何形狀；②槽口確定好之后使用液壓風(fēng)鎬進行切槽操作，要注意在切槽過程中不能傾斜進入槽壁，保持垂直狀態(tài)到達基層的穩(wěn)定位置；③將粉塵、廢料等雜物清理干凈之后，使用烘燈烘干槽壁、槽底，均勻噴灑黏層油且不能過厚。④考慮槽深情況，如槽深較淺，直接使用綜合修補車保溫槽中的熱料進行填補；如槽深較深，達到6cm 以上，為了確保修補質(zhì)量，適宜采取雙層填補處理，注意把控填補位置的虛鋪厚度，再利用振動壓路機將鋪好的位置進行振動壓實。在壓實過程中，按照先壓四邊，再壓中間的順序，確保路面平整。

（3）熱補法的修補工藝

熱補法是近年來用于高速公路養(yǎng)護的一種修補方式?？傮w來看，熱補法的修補效果更佳，在局部修補中比冷補法更為適用。在使用熱補法時，要注意控制加熱時的濕度，避免發(fā)生瀝青氧化、烤焦甚至冒煙等情況[6]。采用冷補法進行修補，具體操作工藝如下：①精準(zhǔn)測量坑槽大小及修補范圍，確定修補面積并使用熱輻射加熱板進行加熱預(yù)處理；②在加熱處理過程中，先調(diào)整好加熱板的位置，加熱約3～5min之后路面軟化；對于加熱距離的控制也很關(guān)鍵，以距離瀝青表面15～20cm左右最為適宜，否則距離太近，可能造成冒煙、融化；距離太遠，又達不到軟化效果；③當(dāng)路面已經(jīng)處于軟化狀態(tài)，使用熱鐵耙按照從四周到中間的順序耙松路面，盡量確保邊緣部分與路面標(biāo)線保持垂直或平行狀態(tài)，避免出現(xiàn)不規(guī)則的幾何圖形；④當(dāng)混合料已經(jīng)耙松之后，將乳化瀝青均勻地噴灑在混合料上，注入路面綜合修補車中，在施工現(xiàn)場進行熱再生，熱料處理完畢之后即可運輸?shù)叫枰扪a的道路旁；⑤將熱混合料攪拌均勻并在待修補處攤平，稍許冷卻之后使用振動壓路機按照從四周到中間的順序?qū)⑵鋲簩嵦幚?，盡量確保碾壓密實、平整，如果有些地方出現(xiàn)唧漿，可按照路面坑槽修補方法再次處理。在這一過程中應(yīng)注意，需要將松軟的基層全部挖掉，使用烘燈將其烘干，再采用與現(xiàn)有基層材料相同的材料進行修補，或者直接填補瀝青混合料，再按照以上操作流程修補坑槽即可。

2.3 高速公路車轍病害處理技術(shù)

對于車轍的修補處理，需要把握好修補時機，如果不能及時修補可能在車轍處產(chǎn)生積水，進一步擴大車轍病害[7]。對于路面車轍修補方法的選擇，需要考慮車轍破壞面積的大小以及破壞深度，另外選擇修補車轍的材料也要保持與原路面材料一致。具體養(yǎng)護技術(shù)與注意事項如下：①如果車轍長度在30m之內(nèi)，且深度不足10mm，車輛行駛經(jīng)過僅有小幅度的擺動感，應(yīng)先將車轍周圍的雜物清理干凈，在車轍表面灑水保持濕潤；然后使用加熱板烘烤車轍區(qū)域路面，將其耙松；最后使用相同材料將路面填平、壓實。②如果車轍長度在30m 以上，且深度達到10～30mm，車輛行駛經(jīng)過有明顯的顛簸甚至跳動，就需要先銑刨，再根據(jù)情況清理路面上層、中上層或者全部面層，最后使用與原路面相同的材料重新攤鋪新的面層。③如果車轍面積較大，且深度超過3cm，考慮采取坑槽修補等處理辦法。在挖槽過程中，劃分的輪廓面積應(yīng)略大于損壞面積，挖槽深度應(yīng)超過原有挖槽的深度，體現(xiàn)淺洞深補原則。④如果由于基層施工導(dǎo)致車轍的產(chǎn)生，需要先處理已經(jīng)損壞的基層，再攤鋪新的面層。

3 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合某高速公路近年來養(yǎng)護工作實際情況，采取人工調(diào)查與自動化檢測相結(jié)合的方式調(diào)查路面病害問題，從調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果來看，如果在道路建設(shè)前期就能做好合理規(guī)劃，并嚴(yán)格要求工程質(zhì)量，那么道路投入使用之后也能顯著降低病害發(fā)生的概率，以此節(jié)省道路養(yǎng)護的相關(guān)費用。在實例高速公路的道路養(yǎng)護工作中，主要病害為橫向裂縫，道路養(yǎng)護人員高度重視該公路的修復(fù)養(yǎng)護工作，結(jié)合不同的病害類型與成因制定相應(yīng)解決方案，及時養(yǎng)護，從而保證了高速公路的使用安全，促進了高速公路的可持續(xù)發(fā)展。