高速公路主要病害原因分析及處理措施

■劉 濤 ■江蘇省高速公路交通運輸執法總隊連徐支隊，江蘇 徐州 221111

自上世紀九十年代以來，高速公路的建設和發展已成為我國確立的基本建設項目。在不斷地拓寬中國市場，促進中國與世界的交往中，連接亞歐大陸的連霍高速公路(中國連云港至荷蘭鹿特丹)已經成為我國對外經濟建設開放的重要橋梁，并發揮著越來越重要的作用。連霍高速公路東連線——連云港東疏港高速公路自連云港老港區起始，通過隧道穿越后云臺山及炮臺頂，路線向南以路塹方式通過中云臺山后接入連徐高速公路。路線長度12．8km，全線設置2座隧道、5處互通式立交，而后云臺山隧道是目前我省線路最長、標準最高的雙向雙洞六車道公路隧道，隧道單洞凈寬12．5m，長3．745km。炮臺頂隧道為雙向雙洞六車道公路隧道，單洞凈寬12．5m，長0．848km。按照高速公路設計和建設的標準，全線有完善的交通、安全、綠化設施及供配電、監控、通信、照明、消防和通風系統和管理機構。

1 調查依據和內容

連徐支隊受江蘇省高速公路管理局委托，對連徐高速公路履行著保護路產、維護路權的重要使命。肩負國家和法律所賦予的職責，保障國有資產處于健康良性的運行狀態。作為支隊質監部門和安全部門的人員，按照支隊安排筆者于2014年10月份對東疏港高速公路從路基外觀SCI、路面外觀PCI、及沿線設施TCL等三個方面進行了常規性的檢查，同時根據《公路技術狀況評定標準》(JTG H20-2007)對檢測數據進行測評，計算出路面破損率DR，得出路面狀況指數(PCI)。各項指標按上行方向(樁號從小往大方向)和下行方向(樁號從大往小方向)分別檢測并統計分析。根據《公路技術狀況評定標準》(JTG H20-2007)中規定的損壞類型調查，得出路基技術狀況(SCI)和沿線設施技術狀況(TCI)。

因篇幅所限，本文僅對路面圖像載入文中，對破損狀況進行分析、對病害產生的原因提出一些對策和措施。評價計算方法依據《公路技術狀況評定標準》(JTG H20-2007)的規定:

DR:路面破損率，Ai:第i類路面損壞的面積;A:調查的路面面積;wi:第i類路面損壞的權重;a0:瀝青路面采用15．00;a1瀝青類路面采用0．412;i:考慮損壞(輕、中、重)的第i項路面損壞類型。iO:損壞類型總數，瀝青路面為19。

路面破損數據調查及統計結果如下:上行方向和下行方向路面損壞狀況指數PCI平均值分別為95．71和91．02。由于下行方向樁號為K8+700及K11+050路基不均勻沉降引起的路面沉陷變形，K10+700處路面大量波浪擁包及坑槽導致對于下行方向K8+000—K9+000段、K10+000段及K11+000—K12+000段評定為中級標準。本文選擇檢測過程所發現的裂縫、坑槽和擁包三種病害進行原因分析、提出解決和處治的措施。

2 病害產生的原因及處治

2．1 裂縫產生的原因及處理措施

從表面裂縫產生的形狀來看，主要有縱向裂縫、橫向裂縫及龜裂等多種形式。形成的原因往往既有車輛荷載的作用，又有溫度的原因所致。比較常見的裂縫形式主要有反射裂縫。這種路表面所產生裂縫的原因是由于基層產生裂縫后，在車輛荷載及溫度等各種復雜因素作用之后，逐漸影響到瀝青表面，因而路表面裂縫的形狀、位置與基層裂縫的形狀、位置基本相對應。在半剛性基層區域，反射裂縫以橫向裂縫為常見(見圖1)，而對于柔性基層，裂縫形式就比較復雜，其形式也各種各樣，產生裂縫的類型主要取決于路面基層的基本情況。對于路段縱向裂縫寬度較大，已深至路基的，在處理過程中采用對縱縫壓注水泥漿，封閉固結土基的方法，以防止裂縫進一步發展。首先對面層進行切縫處理，沿縱縫兩側切割出10-15cm寬的條形槽，深度為上面層，清理槽壁，用高溫火清理過的槽口，迅速沿著烤熱的槽口灌注加熱好的灌縫膠，整個過程要自下而上將膠體充分灌滿槽口，同時要排除填料過程中在下部所產生的氣泡，使每條裂縫的灌注保持連續不間斷地完成，最后碾壓成型。瀝青路面灌縫膠具有優點是:能充分灌入裂縫與原路面粘結性好，低溫延伸性和彈性好，高溫穩定性好、強度好、灌注后的外形美觀等。輕微小裂縫病害的處治由不同的季節和環境溫度而定。在夏季等高溫的天氣情況下，可采用噴灑瀝青撒料壓入法進行處理，也可以進行小面積封層處理;在低溫潮濕季節則可以采用陽離子乳化瀝青封層或采用相應級配的乳化瀝青進行細漿封層。

圖1

2．2 坑槽產生的原因及處理對策

坑槽也是瀝青路面常見的病害之一(見中圖)。通常情況下它是其他多種病害發展的“晚期”結果。產生的原因主要有以下四個方面:(1)對于道路出現的小面積裂縫和松散等病害如果不及時進行養護，經過車輛荷載和雨水的多次作用之后，勢必在路面的結構層出現大的縫隙，使路面形成一個或多個坑洞，就會形成我們所看到的坑槽;(2)經過車輛荷載的作用之后，路面的基層強度，路基的穩定性不夠高，從而使面層產生裂縫，經過雨水的浸泡，車輛荷載的作用，所產生的裂縫在不斷地向周圍擴張，從而產生坑槽;(3)瀝青混合料的級配如果不符合要求，施工中物料得不到均勻的攪拌，或者所用的瀝青其份量不充足的時候，在攤鋪的過程中混合料就會出現局部離析，在行車作用下離析處的主骨料就會散失，長期伴隨著雨水的浸蝕，路面就會形成各種各樣的坑槽;(4)由于路面施工人員不能正確地按照施工工藝作業，沒有達到足夠的壓實度，路面施工接縫不良，造成瀝青路面出現車轍、龜裂、翻漿，松散、擁包、路面出現滲水等各種微型、小型病害，經過長期雨水的浸蝕加之各種超限車輛、非法自行改裝超重車的作用，這些病害就會演化坑槽。坑槽的維修要針對不同的病害狀態采取不同的處理方法。通常分為面層坑槽維修和結構性坑槽維修。

當路面基層完好，僅面層有坑槽時，通常維修厚度在10CM以內。如果是由于瀝青老化或表面溫度應力變化而產生路面裂縫從而形成坑槽，或由于其他人為的因素造成路面產生坑槽;將坑槽按要求挖開后，如果發現槽底結構仍能保持穩定，而沒有出現龜裂或網裂的狀況，就可以涂刷粘層油，然后將瀝青混合料直接攤鋪即可;如果開挖坑槽后發現槽底結構穩定，所產生的龜裂、網裂的狀況比較輕，就可采用加鋪玻纖格柵后，再攤鋪瀝青混合料進行處治。一般情況下在開挖的過程中大都按照“圓洞方補”的原則在坑槽處開槽，然后噴灑粘層油，攤鋪瀝青混合料，最后整平、壓實。

對于路面來講，當原來路面結構強度在高溫情況下，或者說基層、路基存在問題以及由于車輛荷載等各種外力作用形成的車轍、結構性壓密，縱向裂縫、橫向裂縫等各種病害所產生的坑槽，就應該運用結構性維修方法。主要有以下三種處治措施。一是因原路面結構強度不適應現有的溫度、車輛荷載所致，對這種坑槽可采用涂刷粘層油后，直接攤鋪瀝青混合料的方法進行處理;二是因路基壓實不夠，或基層存在問題造成路面縱橫裂縫引發的坑槽;第三當基層裂縫的寬度超過3毫米的時候，先行裂縫灌漿再對灌過漿的坑槽粘鋪抗裂貼進行處治。

2．3 擁包產生的原因及處治措施

基層原因所致。近年來大量不符合國家技術規范的重型車和超限車輛行駛于高速公路。路基勢必受到荷載的超限作用，使基層的結構因應力的超限作用發生畸變，在路面上產生嚴重的擁包(見右圖)，這也是造成基層損傷的主要原因之一。由于基層原因引起的問題，就要及時地對道路的基層進行處理，先采用挖補辦法，待基層穩定密實后，再重新進行面層攤鋪處理。在施工過程中，不按照技術規范的要求執行或不恰當地操作，將瀝青漏灑在路面上形成的擁包，將擁包鏟平即可。對路面的基層結構較穩定，沒有受到破損，僅僅是因為面層瀝青用量過多或細集料堆積原因或者由于使用了較多的瀝青集中而產生的較嚴重擁包，或路面連續出現擁包并且所形成的面積較大，但從路面基層來看還屬于比較穩定的，則可用機械或人工將擁包全部除去。掃凈碎屑、雜物及粉塵后用熱瀝青混合料重做面層。

3 結語

人們在享用高速公路交通舒適、便利和貨暢其流的同時，高速公路正遭受著各種病害的嚴重威脅。病害從一些小小的裂縫產生或形成坑槽或產生擁包等。這些問題如不及時地處置，勢必導致千里之堤潰于蟻穴。高速公路管理部門要加強巡查次數，及時地發現道路所產生的病害，對出現的癥狀要進行具體的分析，提出切實可行的處理措施，做到對癥下藥。要不斷地加大養護投入，使養護資金得到充分地保證。同時政府部門要加大超限車輛治理的力度，嚴厲打擊超限、超載車輛行駛高速公路;對不符合國家技術監督部門規定的超重車、自行改裝車采取綜合的打擊和治理措施，使非法改裝車輛得到徹底的遏制，從而確保高速公路真正給人們出行帶來高質量服務的同時，能極大地降低養護和管理成本，有效地節約國家的資金、資源，使高速公路真正地成為綠色的通道。

［1］陳傳德．高速公路養護管理．北京:人民交通出版社，2005．

［2］公路技術狀況評定標準JTG H20-2007．北京人民交通出版社．

［3］張業茂．瀝青混合料車轍影響因素研究［J］．公路，2012(3)．

［4］陳旭軍．市政道路中瀝青混凝土路面施工技術與常見問題探討［J］．公路，2013(9)．