高速公路路面病害成因及養護技術措施

文/海南省公路管理局瓊海公路分局 張麗

水泥混凝土路面是一種具有高強度、荷載承受力強、穩定性好的基礎路面類型，在追求經濟效益和成熟技術的現代公路建設過程中，混凝土路面多被用于等級較高的重交通公路建設中。但隨著水泥混凝土路面的使用年限增長以及經濟快速的發展,大型車輛及其超負荷運作對早期修建的混凝土路面造成不同程度的損耗。因此，如何減低路面損耗和對病害進行及時維護成為當前決定混凝土水泥高速公路持續發展的首要難題。對已建設完成的混凝土高速公路病害成因分析和養護是提升混凝土建設技術和高速公路路面養護綜合治理的探索和嘗試。

高速公路路面常見病害

高速公路水泥混凝土路面常見的病害主要在其投入使用的3年至5年后開始出現，在病害發生后的1年至2年間會表現出多樣化的快速發展趨勢。如果公路在此期間無法得到良好養護，其基層材料的強度和剛度會持續下降并且前期所做的路面修復也會隨之失效，甚至會出現慣性病害和耐久性不強的表現，從而造成高速公路養護和維修費用的增加。以下為高速公路路面常見病害：

路面板破碎

高速公路使用水泥混凝土路面會在一定年限內出現典型的路面病害面板破碎，由于高速公路使用年限增加，原本的設計需求與現實交通壓力的不符導致熱點路段的路面板換板率占全國混凝土水泥高速公路的10%。此外，隨著部分公路的老化與車輛通行率上升，破碎板的數量也在逐年增加。

路基泥漿噴涌

高速公路水泥混凝土路面之間的銜接處和路肩部分在車輛的反復碾壓后會出現面板破碎和路基泥漿從縫隙處涌出的現象，從而形成水泥混凝土路面各段間銜接處產生嚴重裂縫病害，嚴重時還會產生坑槽。由于水泥混凝土高速公路路面的廣泛鋪設，在道路連通范圍內會出現顯著的季節性變化和溫度變化，這種情況是產生混凝土路面鋪設路基泥漿噴涌和縫隙坑槽的主要因素。

混凝土路面板板底虛空

高速公路使用混凝土路面澆筑期間，由于施工工藝和現場監察體系不完整，灌注完畢后沒有進行路面板灌漿彎沉檢測，水泥混凝土板底大多存在板底脫空的現象。因為彎沉度不達標的水泥混凝土板底脫空形成的路面板錯位和銜接縫隙所導致路段脫空面板斷裂的路面病害時有發生。

高速公路路面病害成因

高速公路路面病害種類較多，成因復雜，無法從單一角度進行分析，以水泥混凝土路面病害成因為例進行綜合因素分析，將高速公路水泥混凝土路面損耗成因進行總結如下：

設計預想與實際運輸量不符

國內大部分水泥混凝土高速公路設計標準為JTJ01設計規范，但隨著近年來交通量的不斷增長，路面實際耐用度和超負荷的交通量成為水泥混凝土路養護維修的桎梏。同時，在路面結構設計和底基層鋪墊上所使用的水泥混凝土層也無法達到目前高速荷載的承載要求。在標準使用年限20年為期限的使用期間，各項設計指標無法滿足當前超負荷的運輸量。

交通量激增

使用水泥混凝土路面的高速公路多為早期修筑的高速路面，交通量年增長率高，其中大型車輛通車比與交通量進行累計軸次分析結果表明，累計軸次比已超過水泥混凝土高速路面原設計。同時，由于重車和超重車的載重噸數提升，其中單車軸重最大可達240千牛，因此造成路面斷裂和損壞現象不斷加劇，甚至影響到部分路段的正常使用。

施工不足

水泥混凝土路面病害的主要成因表現在施工方面，通過對施工工藝、施工材料、路面排水結構的分析來總體對施工方面的缺陷進行如下概括。

第一是部分水泥混凝土高速路路面修建期間相關施工技術規范和技術水平尚未成熟，在施工過程中所發現的問題主要是混凝土振搗不足形成的混凝土孔隙率大；行車道之間未設置拉桿；混凝土養護期限不足；破壞混凝土強度等。后期施工時對混凝土各階段的攪拌流程控制失調，導致無法控制搗振程度，致使部分路段水泥混凝土強度無法達到設計要求。

第二是施工階段對水泥混凝土路面的原材料質量較差，較多路段出現雨后漿泥現象，從此可對路面路基所使用材料進行推斷，其中路面基層強度低，對雨水沖刷的抵抗力不足，容易在降水和車輛荷載加大的情況下使得路面面板斷裂損壞。

第三是水泥混凝土路壓實度不足導致路面板裂隙較多，由于在施工階段礙于環境限制或未考慮路面排水問題所導致的后期路面板斷裂、路基路面排水不暢、路面脫空現象是路面排水施工缺陷所導致。

養護技術落后

高速公路管理過程中對養護管理的審批流程繁瑣、養護技術落后是當前水泥混凝土路面養護不及時的原因。受自然因素如降水、溫度、水文地質條件的影響防范性養護措施不到位會對水泥混凝土路面造成路面狀態不穩定，路基干濕失衡的情況，最終引起路面板破碎的產生。

高速公路混凝土路面的養護技術措施

分析高速公路混凝土路面主要病害種類和成因后對其進行系統化整理，綜合當前的施工工藝、經濟條件、公路等級和性質，針對問題提出以下幾種養護高速公路路面病害的探索方案：

水泥混凝土高速路面病害養護處理

首先，針對路面板的問題進行維修養護，面對由施工造成的路面板表面原因可直接對板面進行麻面和坑槽處理，通過使用修補材料對表面病害的處理可以達到恢復公路路面板破損的效果。其次，修復由板角斷裂形成的水泥混凝土板強度等級下降的預應力問題時，必須采取混凝土快速修復法進行，將斷裂邊角修補成規則圖形后，使用R型材料進行清潔填補，這種新型材料專用于道路搶修使用，其超早性決定的速成抗壓性是當前水泥混凝土道路修補的最佳材料。最后，當混凝土路面的斷裂程度不斷加深后所使用的填補材料也必須進行化學處理后才能達到需求強度和粘合度，R型材料已經不具備此時的修補要求，需要使用環氧樹脂類高分子材料進行修補處理。處理嚴重板面破碎時，需進行破碎板評估，同時要在確保道路暢通的情況下進行，并在維護期間注意天氣變化，在雨季多發期需對修復路面進行輪養制維護。

水泥混凝土路面裂縫的修復

針對日常養護過程中對水泥混凝土路面之間的連接處出現的多余填充料進行清理，在確保路面板平整完整的基礎上，著重養護板面連接處，防止異物掉落擠壓進入接縫中影響面板收縮。當發現水泥混凝土路面出現裂痕，使用壓縫帶（貼縫帶）施工技術進行修復，將里面裂痕通過外力進行擠壓將帶狀材料進行封閉處理。清理完路面縫隙雜物后，根據裂縫的實際情況切割壓縫帶產品，采用熱帖式壓縫帶進行修補。

水泥混凝土高速路面板底虛空的處理方式

對板底虛空的處理方式主要是通過注漿管灌注，在運行中對注漿管施加壓力，將準備好的填充材料通過注漿管輸送至板底空隙處，使其壓入板底空隙并滲入路基。灌注法的優點在于使用滲透、排擠的方法將原本板底的積水和空隙填充排出，使得原本松散的板體分層緊密結合形成一個整體，在改變板體緊密性的同時改變面板的受力，加之施工工藝的改進整個施工過程由內向外、先低后高的操作順序是確保填充物灌注質量的要素。在修補路面板板底后，通過對其造成的路面板縫隙和路基坑洞塌落進行分析維護，及時更換路基及路面周邊填縫材料，將板底灌注修補與板面縫隙修補相結合。與此同時，需要確保路面板邊緣設置的盲溝與排水溝豎井的聯系性，以免造成修復好的路面板底再次積水分離。