高速公路路面損壞原因分析及維修方案

賴友烽

（福建省高速公路集團有限公司龍巖管理分公司，福建 龍巖 366300)

1 高速公路路面損壞成因

1.1 裂縫問題

在高速公路運營期間，瀝青路面不可避免地會出現老化，抗腐蝕能力降低，同時在溫度變化之下，極易產生橫向裂縫[1]。縱向裂縫通常產生于具有偏差性的操作環節，例如填土不勻稱、軟基或填挖交界處理不到位等，出現路基不均勻沉降。在改造舊路路基期間，倘若未采取針對性的手段處置，那么在鋪設路面期間，一旦技術操作不過關，就極易產生縱向裂縫。

1.2 車轍

依據相關調研不難看出，如果路段承載壓力偏大，就極易引發車轍問題。路面開裂、推移、斷板都是較為典型的問題，造成高速公路的使用周期大大縮減。高速公路處在不堪負重的情況下，就很難維系較為平穩的路面結構，這類問題就難以避免。

1.3 坑槽

雨水長時間滲透于地基之下，車輛長時間駛過，這些都會嚴重影響到路面的穩定性，長此以往也會出現不同程度的路面坑槽。除此之外，在高速公路上，交通工具如果一直維持高速駕駛，路面也會遭受嚴重威脅；若油污滲入路面，會進一步影響到瀝青內部材料的性能，也會產生不良性的坑槽現象，引發路面結構上的隱患。

2 高速公路路面維修技術

2.1 裂縫處置養護施工工藝分析

在處置裂縫的過程中，工作人員務必要用高標準來對待，對不同裂縫要采取針對性的養護施工工藝。實際上，針對多處縫隙，同時具備明顯網裂或者顯著性下沉的路段，此時就要求對路基予以注漿加固處理。待沉降平穩之后，其路基與路面要采取等級同等的瀝青穩定碎石，接著再提供填補處理，接著于面層撒上慢凝液體石油瀝青透層油，還應于瀝青混凝土上面層、中面層間提供一處改性瀝青粘結防水層[2]，如此一來就可以大幅度地提升修復路面的水平。針對已產生的橫向裂縫問題，其裂縫寬度要控制在5mm 左右，此時應該把縫隙清理潔凈，接著用乳化瀝青或熱瀝青灌封；針對裂縫寬度超過5mm 的地方，要先用機械開槽，銑刨中面層以及上面層，倘若基層強度俱佳，那么就需要順著裂縫平鋪一定的玻璃格柵，接著再采取乳化瀝青予以攤鋪，接著使用細粒式瀝青混合料完成填充以及搗實工作。

2.2 車轍的養護施工工藝分析

車轍作為瀝青混凝土路面最為普遍的問題之一，通常就是在車荷載的重復作用下，瀝青混凝土路面產生持續性變形的帶狀凹槽。如果瀝青路面產生較為顯著的車轍時，相關人員先要合理地分析瀝青路面產生車轍的原因，進一步觀察是何種類型的車輛，若通過觀測了解到屬于瀝青的表層受損，此時就要求采用銑刨機，及時移除掉變形的瀝青路面，然后重新采用瀝青予以鋪筑[3]。倘若是因為路面基層強度無法達到既定標準，那么就要及時銑掉表面，從整個路面的基層再次鋪筑瀝青面層。倘若車轍是受到瀝青混合料配比影響，那么就要及時銑掉表面層，同時平鋪瀝青材料。

2.3 針對松散、脫皮以及坑槽等問題的養護工藝

首先，相關人員要明晰修補的實際范疇，確保路中心線與縱橫邊線保持垂直或平行；倘若問題規模相對較小，同時比較聚集，那么就要求將相鄰問題予以合并處置；采取與原路面統一的瀝青材料予以攤鋪[4]。針對那些再次攤鋪的路面，則要求采取壓路機械予以碾壓，確保壓實的嚴密程度以及平整程度。在實際碾壓之后，新路面還需要稍微高出一定的原路面。如果路面損壞深度大于7cm，就不要求壓實機一次碾壓成型，而是采取分層鋪筑的形式，下層開始進行人工夯實，上層則采取壓實機械予以持續性碾壓。

3 具體工程案例分析

3.1 工程背景與氣候條件

政永高速公路龍巖段是福州、莆田、寧德通往龍巖、廣東北部山區的最便捷通道，也是湄洲灣秀嶼港通往三明及江西等內陸地區的疏港通道，往南延伸可達珠江三角洲，形成一條縱貫閩中沿海、閩西山區和粵東地區的交通主干道。本次路面維修路段為莆永高速公路段，全長162.031km，采用瀝青混凝土路面，現場營運樁號為K314+987～K477+018，現場勘查圖見圖1。該公路沿線氣候屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫20～25℃，最冷月1～2 月，平均氣溫達6～10℃；最熱月7～8 月，平均氣溫為33～37℃，極端氣溫最高42.3℃，最低-2.5℃；沿線年降雨量在900～2100mm，多集中在3～9 月；7～9 月為臺風暴雨期，10 月至次年2 月年為旱季。

圖1 現場勘查圖

3.2 路面損壞原因分析

該部分維修段落主要以裂縫損壞為主，根據現場勘察發現莆永高速路面的裂縫具有如下特點：

由于裂縫主要發生在輪跡帶附近，為瀝青面層在反復行車荷載及溫度變化作用下產生疲勞裂縫或溫縮裂縫，或是由于東環高速匝道路基拼寬導致主線路基主車道出現縱向裂縫。

3.3 處治方案設計

（1）針對路面損壞主要為橫縫、縱縫、松散、修補塊等，且損壞層次發生在上面層的段落，處治方案見表1。

表1 路面損壞處理方案

（2）針對部分橋頭或路面跳車段落，采用表2 方案進行維修。

表2 部分橋頭路面損壞處理方案

3.4 局部維修

銑刨面若存在相對較嚴重的裂縫、坑槽、松散等局部問題，這些局部問題路面結構會影響整體罩面質量。本次設計針對局部問題采用以下四種方式進行維修：

（1）輕微裂縫：輕微裂縫（縫寬≤3mm）采用“刻槽灌封+抗裂貼”處治，銑刨面輕微裂縫，刻槽灌縫后沿裂縫方向粘貼抗裂貼。

（2）嚴重裂縫：嚴重裂縫（縫寬＞3mm）處治，應沿裂縫位置銑刨0.5m寬面層，再對下面層的裂縫損壞程度進行判斷，若下面層裂縫為輕度時，應采用“刻槽灌封+抗裂貼”方案進行處治，重度裂縫則應繼續加深處治。

（3）坑槽、局部結構松散等：采用“圓洞方補、斜洞正補”的原則，銑刨深度、面積根據現場損壞情況確定，原則上深度不得小于原損壞的最大深度，面積不得小于損壞面積。

（4）基層松散：針對基層結構松散、強度不足等問題，應經業主、設計、監理、施工單位四方共同確認基層處治范圍，自基層頂部向下銑刨8cm，采用AC-20C 瀝青混合料重新鋪裝。新鋪裝材料與舊路面交接處應噴灑乳化改性瀝青以加強界面粘結。

3.5 主要工程技術及施工工藝

3.5.1 維修要求

考慮到養護施工特殊性，本次設計的表面層路面結構均為AC-16C。基本要求對于銑刨回填所采用的瀝青混合料應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）要求。

3.5.2 施工工藝

對于需要進行銑刨的路段，主要施工工藝如下：

交通控制：根據維修路段的規模和長度，合理制定交通控制管理方案，包括施工車輛進出路徑、雙向車輛行駛路徑、安全警示標志設置、管理人員等。

放樣：確定處理部位后，需要把銑刨面用粉筆標記。

銑刨：銑刨施工工藝，應按設計上面層厚度進行刨銑，加深處治時，應經“四方”確認，施工寬度原則上為車道兩側標線內邊緣往外延深5cm，若標線處存在損壞，則應在損壞邊緣處加寬5cm 做為處治界限。銑刨找平面應嚴格按照設計橫坡、縱坡去控制。調平層應確保最底層（趁補找平層）的最小壓實厚度。每步路面結構層鋪筑完畢后，其頂面必須為一個橫坡界面。銑刨機的銑刨寬度對于每臺銑刨機而言是固定的，一般銑刨一個車道的寬度為3.4m～4m。銑刨后的路槽不得留有未銑凈的夾層，邊線順直，路槽應及時清理干凈，不得有浮塵、松散石子等雜物。

3.5.3 施工控制要點

采用擴縫灌縫方案，即對裂縫進行擴縫，切割深20mm、寬10mm 的凹槽進行灌縫，灌縫采用SBS 改性熱瀝青，要求必須將縫灌滿為止，若裂縫位于下面層或上基層位置，灌縫后沿裂縫發展方向粘貼32cm 寬抗裂貼。

（1）填縫料加熱：灌縫作業前，先將填縫料升溫加熱，為便于灌注，填縫料應加熱升溫170～180℃。

（2）開槽：開槽機開槽時應對準裂縫作業，開槽寬度為10mm、深20mm左右。

（3）清縫：先用鐵鉤鉤出縫內的松動顆粒，再用掃把清掃縫內的顆粒和粉塵，最后用鼓風機將縫內粉塵、雜質吹掃干凈，縫內潮濕時應注意延長吹掃時間，直至縫內干燥為止。

（4）灌縫：灌縫槍頭應與縫寬相適應。灌縫分兩次進行，中間間隔3～5mim。第一次灌縫：把灌縫槍頭放入縫槽內，灌注填縫料，灌注時灌縫槍應勻速移動。第一次灌縫至距路表面約10mm 左右，然后撒入5～10mm 碎石，用竹片把碎石嵌入填縫料內。第二次灌縫：第二次灌縫時填縫料至與路表面齊平，灌縫時應特別小心，避免填縫料溢出路面。

（5）清掃路面：灌縫完畢，將路面廢料清掃干凈，集中裝車運離現場，不得將廢料棄于路邊。

（6）開放交通：待填縫料冷卻至常溫后即可開放交通。

針對噴灑區周邊的結構物表層，此時要采用相應的保護舉措，避免沾染上粘層油，同時粘層油用量通常為0.4～0.6L/m2，在撒上粘層油之后，就不允許車輛進行通行，同時還應該在第一時間處理瀝青砼。攤鋪、碾壓以及驗收都需要契合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）的技術要求。在維修工作結束之后，就要求在接縫方位上開始灌縫封閉處置。針對瀝青混合料礦料級配，要求契合目標配合比及生產配合比的標準，混合料瀝青用量需要把控在生產油石比-0.2 至+0.2 的范疇中。瀝青混合料應采用間隙式拌和機拌和，拌和機應有防止礦粉散失的密封性能及除塵設備，并有檢測拌和溫度的裝置和自動打印裝置。瀝青混合料拌和時間以混合料拌和均勻、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青膠結料為判斷標準，并控制瀝青混合料的出廠溫度和到場攤鋪溫度。

4 結束語

本次路面中修完成后，整體路面質量得到明顯的提升。總之，導致路面損壞的因素較多，應該針對不同的損壞類型采用相應的處治施工技術。我們只要在路面結構上不斷地完善，在材料的研究上不斷地取得突破，在道路施工與管理水平上要不斷地提高，高速路路面施工質量會越來越高。