(重慶交通大學 重慶 400060)
截止2017年我國高速公路修筑長達13.5萬公里。我國內陸早在1984開始修建高速公路,1988年第一條公路滬嘉高速公路開始通車,距今已有28年。高速公路的設計使用年限為15年,但是每隔5-10年就要進行大修或改建,因此我國有大量的高速公路面臨養護、維修、改建等治理。我國在高速公路的后期運營將會發費巨額的費用。必須加強高速公路病害的防治才能保證車輛正常運行。
在我國經濟的快速發展的同時交通運輸業也蓬勃興起,與此同時車輛的數量也在在不斷增加,道路所受的軸載也在不斷增大。當初修建道路時的設計結構已經無法滿足現在的道路情況,因此加劇了道路使用壽命的縮減。在道路設計初期沒有對排水設施考慮周全,降水過后,路面的積水不能及時排除,長時間積存在路面,形成了大面積的水損壞現象。在設計、修筑道路的過程中沒有因地制宜,充分考慮當地的氣候條件,導致設計材料受環境影響過大,而無法有效的發揮材料的優質條件。
裂縫不僅影響高速公路正常使用還影響著行車安全是高速公路主要病害之一。我國的高速公路大部分是瀝青路面,產生的裂縫不能得到及時的修補會對路面的使用性能及其使用壽命造成極大的影響。路面產生裂縫會導致雨水雪水滲入,長時間就會造成裂縫兩側的路面內部結構和路基損壞,隨著車輛的駛過,損壞會更加嚴重。產生路面裂縫的原因有兩個。第一個是由于非荷載原因而產生的裂縫:由于溫度變化,也有因施工不當、材料選取不當、地下水的侵入等原因在瀝青面層上產生的非荷載裂縫。第二個是因為車輛荷載而產生的裂縫:荷載裂縫是瀝青路面較為嚴重的病害,一般是道路基先層產生的裂縫,由下而上致使瀝青的面層產生裂縫。在車荷載反復作用下而使基層無側限強度不足外還有干縮和溫縮兩種原因使基層產生裂縫。
在溫度過高時車輛駛過高速公路時就會產生產生永久變形的車輪壓痕即車轍。瀝青的軟化點和水泥相比比較低,特別是在高溫時大型車輛的反復碾壓下更容易形成永久變形的車轍。形成車轍主要有兩方面原因,第一是由交通荷載決定的,在重載超載車輛較多路段宜對瀝青路面產生永久變形即形成車轍;另一個產生車轍的原因是氣候,如瀝青會在夏季高溫季節受熱而變軟,車輛在路面上行駛后就會產生車轍。
沉陷是因為高速公路的路基壓實度不足或者是當地土質比較差,就會在車輛荷載的作用和地下水的侵入產生不均勻的縱向變形從而導致局部路面沉陷的現象。車輛在高速公路上行駛較快路面的沉陷不僅會嚴重影響行車安全和路面的使用性能,而且很容易引起交通事故。在日常的路面養護中要對局部沉陷的路面做好足夠的修護,以避免發生交通事故。
裂縫的種類不盡相同因此不同的裂縫有不同的防治方法,壓漿法、灌封法、攤鋪法、挖補法是的處理公路裂縫的主要方法。壓漿法:產生裂縫的路面或者路基常用的一種方法。灌封法:當公路出現細微較小的裂縫且未影響道路的正常使用情況時常采用的一種方法。攤鋪法:裂縫的產生是由于溫度影響而引起的,一般用此方法方法。挖補法:裂縫是由于路基不均勻沉降而產生的一般用這種方法處置。
車轍分為:結構性車轍、流動性車轍、壓密性車轍。結構性車轍:結構性車轍采用罩面的方法進行維修,先銑刨然后再重新罩面,對于路基破壞比較嚴重的,先挖出破壞的部分再重新換填,在上面加鋪新的瀝青面層。流動性車轍:由于流動性車不但深度比較大而且隆起較高,所以先進行銑刨拉毛處理,銑刨拉毛掉路面隆起的部分。為了恢復路面的使用性能和行車安全用刨拉毛處理是較好的辦法。壓密性車轍:是在施工階段對路面的壓實度不夠引起的。微表處治直接填補修復技術是解決這一問題較好的辦法。
處理沉陷的方法有換填法、固化劑法、粉噴樁加固法、灌漿法。
換填法:一般用于承載能力較差濕軟的地基,要用承載能力強、滲水性好的沙礫石、二灰土等穩定的土來替換濕軟的地基進行回填、壓實來保證地基的承載能力。
固化劑法:向土體中添加水泥、石灰或石膏等固化劑處理路基沉陷范圍較小性質比較特殊的情況,使土體的承載能力強度。將固化劑和土進行混合碾壓來處理深度小于1m的土層。將水泥、石灰等制成漿液注入深度較深的土層中來增強土體的整體強度。
粉噴樁加固法:當路基沉降小于10m的情況用此方法。將水泥、石灰或水泥漿等固化材料在壓縮空氣的作用下輸送到沉降的路基位置,形成一種和樁相似的加固土并與沉降的土體形成承載能力較強,沉降量較小的復合式整體。
灌漿法:主要用于沙土、含水量大的土層或者深度較深的路基沉陷。將水泥漿通過機械注漿的方式注入路基的縫隙,使沉陷的部分區域固化。
高速公路的病害不僅要在設計方面考慮全面外,還要施工方面也要嚴格控制質量。超載會嚴重損害路面,對超載車輛的控制是減緩高速公路病害的措施之一。高速公路的病害一旦發生要及時進行修護處理,避免病害擴散,保證車輛的正常運行和行車人員的安全。要最大限度的保證高速公路的正常運行,需要相關人員精心的研究,因地制宜,采取與當地情況相符合的措施,把握每一個細節,這樣才能起到事半功倍的效果。