高速公路養(yǎng)護(hù)維修方案及其優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

魯彬彬

摘 要：本文首先客觀闡釋我國高速公路存在的問題，包括裂縫、松散、平整度降差，繼而分析高速公路中瀝青混凝土路面的維修養(yǎng)護(hù)方案，最后進(jìn)行高速公路中瀝青混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)方案優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：高速公路;養(yǎng)護(hù)維修方案;高聚物注漿技術(shù)

中圖分類號(hào)：U418文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）09-0113-03

Abstract： Firstly， this paper objectively explained the existing problems of our country's expressway， including cracks， looseness and flatness reduction， then analyzed the maintenance scheme of asphalt concrete pavement in expressway， and finally optimized the maintenance scheme of asphalt concrete pavement in expressway.

Keywords： expressway;maintenance plan;polymer grouting technology

1 我國高速公路存在的問題

1.1 裂縫

裂縫是高速公路瀝青混凝土路面常見的病害之一，也是高速公路路面的典型問題。高速公路瀝青混凝土路面裂縫可分為龜裂、塊狀裂縫、橫向裂縫和縱向裂縫幾種類型。本文主要討論橫向裂縫和縱向裂縫，橫向裂縫分為疲勞裂縫和半剛性基層反射裂縫;縱向裂縫分為疲勞裂縫和道路中央拉裂產(chǎn)生的裂縫，大多數(shù)出現(xiàn)在輪跡帶位置。產(chǎn)生裂縫的主要原因有路面的熱脹冷縮、行車荷載、路面老化以及瀝青路面與構(gòu)造物連接處填土壓實(shí)不足、固結(jié)沉陷等。

1.2 松散

高速公路瀝青混凝土路面也會(huì)出現(xiàn)松散、坑槽、沉陷、車轍、波浪擁包、泛油等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是集料選擇不當(dāng)或油石配比低導(dǎo)致瀝青結(jié)合料的黏結(jié)性下降或喪失，從而使路面結(jié)構(gòu)受到影響。此外，持續(xù)的交通荷載、雨雪滲入和油污等也是引起瀝青路面松散的重要因素。

1.3 平整度較差

平整度差的原因主要包括以下幾方面。第一，底層平整度差，因?yàn)楦黝悶r青混合料壓實(shí)系數(shù)有差別，而虛鋪厚度有薄有厚，碾壓后，表面平整度差。第二，料底清除不凈，瀝青混合料直接傾卸在底層上，黏結(jié)在底層上的料底清除不凈，或把頭天的冷料、壓實(shí)料胡亂攤在底層上，充當(dāng)攤鋪料，導(dǎo)致的局部高突、不平整。第三，攤鋪方法不當(dāng)，攤鋪機(jī)械調(diào)平裝置不穩(wěn)定，攤鋪控制高程不準(zhǔn)確，無控高依據(jù)或攤鋪速度過快，瀝青料溫度不一致或松密度不同即鋪筑在路面上也易造成平整度差。汽車行駛至此類高速公路時(shí)，易產(chǎn)生顛簸，舒適感和安全性大大降低。

2 高速公路中瀝青混凝土路面的維修養(yǎng)護(hù)方案

2.1 路面密實(shí)度維修以及養(yǎng)護(hù)方法

完善設(shè)備和施工人員。高速公路養(yǎng)護(hù)人員要具備完善的瀝青混凝土路面維修知識(shí)，同時(shí)還好具備良好的職業(yè)素質(zhì)。一方面，管理人員在維修與養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目中，要確保項(xiàng)目分工明確，配足人員;另一方面，進(jìn)行一些重大工程建設(shè)時(shí)，要適當(dāng)增加人員，根據(jù)混凝土攪拌生產(chǎn)水平、攤鋪機(jī)工作水平等因素，對本工程的施工設(shè)備進(jìn)行選型，為后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)。

合理進(jìn)行瀝青配比。施工人員可依托工具與設(shè)備，對細(xì)骨料表面進(jìn)行覆蓋，有效地保證細(xì)骨料的水分含量。在此過程中，施工人員要控制冷料斗速度和出料情況。路面攤鋪過程中，需要對混合料溫度進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保溫度合理，并保證溫度可維持瀝青混凝土運(yùn)輸鋪設(shè)全過程。

全面加強(qiáng)對瀝青混凝土路面密實(shí)度的控制。若路面松散、表面未成形，可將松散部位清除，重新鋪筑，并將瀝青路面碾壓平整。根據(jù)基礎(chǔ)特點(diǎn)，通過切割機(jī)將其切割成幾何形狀，并對基層進(jìn)行檢測，若基層比較完整，可重新鋪筑瀝青混合料，再將其整平壓實(shí)。

2.2 瀝青路面的平整度維修養(yǎng)護(hù)方法

應(yīng)加強(qiáng)對低承重面的控制。在鋪裝瀝青混凝土路面之前，要鋪裝基層及墊層。基層平整度對瀝青路面上面層的質(zhì)量起著決定性的作用。一般而言，若下承層較順滑，可大大改善攤鋪瀝青的品質(zhì)。因此，在攤鋪瀝青混凝土之前，必須及時(shí)對下承層不平的地方進(jìn)行維修。

加強(qiáng)對混合料壓實(shí)的控制。施工人員要科學(xué)地選擇壓路機(jī)的型號(hào)，控制壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)和速度。同時(shí)，控制瀝青混合料的均勻性和配比，并保證均勻鋪裝。

2.3 瀝青路面泛油、松散、離析與裂紋等問題的維修養(yǎng)護(hù)方法

瀝青混凝土鋪裝前，應(yīng)清理路基，待路基干透后再鋪裝黏土層，確保黏土層與結(jié)構(gòu)完全連接。嚴(yán)格按照工序進(jìn)行碾壓，從公路兩側(cè)向公路內(nèi)部碾壓，避免路面邊緣開裂。此外，采取有效措施，防止混合料在泵送過程中產(chǎn)生離析，以保證鋪裝均勻分布。

對基層路面進(jìn)行嚴(yán)格控制，規(guī)避因基層破損或強(qiáng)度不足等因素造成高速公路路面病害。對于因路面熱脹冷縮、行車荷載及路面老化等造成的瀝青路面裂縫等問題的處理：銑刨上面層，機(jī)械或人工清潔裂縫，采用改性瀝青聚合物密封膠灌縫，最后貼抗裂貼（抗裂貼建議用鋼釘固定）。

3 高速公路中瀝青混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)方案優(yōu)化

3.1 高聚物注漿技術(shù)

高聚物注漿技術(shù)以高分子聚合物為主要材料，將其注入路面內(nèi)部，經(jīng)過相關(guān)化學(xué)反應(yīng)后，出現(xiàn)體積膨脹現(xiàn)象，形成強(qiáng)度良好的固結(jié)體，呈泡沫狀，使結(jié)構(gòu)中的空隙得以填充，改善周圍松散介質(zhì)原有狀態(tài)，有效提升路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及整體性。聚合物漿體為彈性體，彈性好，在載荷作用下不容易開裂，防滲性能好，能有效解決滲漏問題。高聚物注漿技術(shù)的適用范圍如表1所示。

施工過程中，將諸多聚合物根據(jù)一定比例注入路基縫隙中，顆粒迅速膨脹，形成用于加固地基和填補(bǔ)空隙的泡沫固體。聚合物注漿方法具有膨脹快、填滿路面下空隙、擠出水分等優(yōu)點(diǎn)，能顯著改善路基與路面的強(qiáng)度，形成一個(gè)堅(jiān)固的有機(jī)整體。高聚物在一定壓力（7 MPa）下注入路面裂縫和孔洞，通過擴(kuò)散、凝膠化和固化來恢復(fù)路面的完整性。工藝流程如圖1所示。

高聚物注漿施工效果對比如圖2所示。

3.2 CGMT碎石樁

為有效解決高速公路路基壓實(shí)問題以及含水量問題，采用非開挖干拌水泥（Cement Gravel Mixing Trenchless，CGMT）碎石樁路基加固技術(shù)。CGMT碎石樁通過換填壓實(shí)路基土形成復(fù)合路基，吸收路基填料水分來降低含水量，壓實(shí)原土，在一定程度上可有效提高樁周土層的密實(shí)度。換填壓實(shí)主要是在CGMT施工中，采用水泥碎石代替原路基填料進(jìn)行壓實(shí)，原土被壓實(shí)后，提高了樁周圍一定范圍內(nèi)土層的密實(shí)性。

3.2.1 CGMT樁加固機(jī)理。一是吸收水分作用：CGMT可以降低路基填料含水量，充分吸收樁間水分。二是排水作用：通過對路面結(jié)構(gòu)層底面和基底面之間排水，消除翻漿現(xiàn)象。三是復(fù)合地基作用：CGMT樁間土復(fù)合地基的形成，有利于整體強(qiáng)度的提高。在土層中埋設(shè)的基樁，可以防止地基的縱橫滑動(dòng)。

3.2.2 CGMT施工控制點(diǎn)。鉆孔時(shí)，垂直度控制在1.5%以內(nèi)，中心偏差不超過50 mm，孔徑不小于設(shè)計(jì)直徑，孔深不小于設(shè)計(jì)深度。成孔和孔內(nèi)回填夯實(shí)的施工順序如下：塊體整體處理，從中心向外，局部處理，從外向內(nèi)，開1～2個(gè)孔進(jìn)行夯實(shí)。CGMT采用C30混凝土標(biāo)號(hào)，其水泥規(guī)格為32.5R普通硅酸鹽水泥。一般來說，搗固遍數(shù)控制在1～2次，搗固高度不大于5 mm。由于加筋路基含水量大，在成孔過程中容易產(chǎn)生收縮。成孔后可加入少量水泥，反復(fù)沖擊可保證成孔質(zhì)量，成孔后立即回填。

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