高速公路養(yǎng)護施工技術研究

姚永茂

（云南云嶺高原養(yǎng)護工程有限公司，云南 昆明）

引言

高速公路施工中需要注重路基工程，高速公路的養(yǎng)護工作中，養(yǎng)護施工方案整體作業(yè)量較大，設計者在深入高速公路進行全面勘察基礎上聯(lián)系高速公路的實際需求制定養(yǎng)護方案，在正式施工前需要對施工方案進行合理編制。

1 工程概況

某一高速公路養(yǎng)護施工項目中線路總長度為35 km，公路設計時速為80 km/h，路基設計寬度是24.5，高速公路為瀝青盧路面，其中最小平曲線半徑為400 m，最高縱坡達到5%，行車道寬為7.5 m。此次項目工程中結合現(xiàn)場環(huán)境特征和道路實際狀況合理設計施工方案。

2 高速公路養(yǎng)護施工技術分析

2.1 基礎準備工作

在開始此次工程的養(yǎng)護施工前，率先準備完善的機械設備，滿足施工質(zhì)量、施工安全和施工進度要求。相關設備配置見表1。

表1 機械設備配置

基層作業(yè)準備中，需要率先檢查基底外形，涵蓋橫坡幅度、平整度、寬度、中線偏位以及高程等。

在養(yǎng)護工作的準備期，還要按照標準化養(yǎng)護方式在養(yǎng)護前設立封閉養(yǎng)護警示牌，為養(yǎng)護人員提供安全的養(yǎng)護施工環(huán)境，以免因他人誤入，造成尚未完成養(yǎng)護的路面被破壞。其中“正在施工中”、“前往有匯流區(qū)”、“禁止轉向”等警示牌的擺放，都要在應用養(yǎng)護技術前做好充足準備。同時，對于路面養(yǎng)護期間形成的建筑雜物以及粉塵等污染事件也要提前準備好防護工具，包括噪聲監(jiān)測儀、粉塵檢測儀等，提高現(xiàn)場養(yǎng)護水平，如噪聲應低于55 dB、雜物堆積高度小于0.7 m等，尤其對（圖1）所示的滑坡裂縫病害，應在公路兩側增設護坡[1]。

圖1 高速公路滑坡養(yǎng)護示意圖

瀝青混合料相關配置比例設計需要滿足相關性能試驗，相關高溫穩(wěn)定性試驗通過8 cm 后車轍實施試件，開展車轍試驗或通過漢堡輪轍開展試驗檢測，滲水試驗根據(jù)ASTM PS-129 規(guī)X 標準，不能小于每秒0.01 cm。在料原產(chǎn)生變化條件下，需要重新優(yōu)化配合比設計。在接縫加熱填縫施工中需要明確相關技術要求，對應低彈性填縫料的錐式針入度應該控制在每0.1 毫米50 以下，對應彈性復原率控制在30%以上，將拉伸量控制在5 以上，流動度低于5，對于高彈性填縫料，錐式針入度應該控制在每0.1 毫米90 以下，對應彈性復原率控制在60%以上，將拉伸量控制在15 以上，流動度低于2。道路施工初期，需要針對瀝青路面設計編制專項養(yǎng)護施工方案，科學分析道路養(yǎng)護施工中各種突發(fā)性問題，提升路面養(yǎng)護效率。因為路面養(yǎng)護施工主要是基于路面碾壓、攤鋪、檢驗達標后實施的，施工中不可避免會污染路面，為此需要相關養(yǎng)護人員及時清掃路面雜填土，使整個路面面層維持一種清潔狀態(tài)。

此外，因為瀝青材料對于施工環(huán)境具有較高要求，開始養(yǎng)護施工前，對應施工單位需要和氣象部門及時聯(lián)系，準確把握天氣發(fā)展狀況，減少雨季施工，針對初步竣工工程做好保護工作。針對路面的沉陷問題，需要在養(yǎng)護中及時整治，特別是部分沉陷問題，施工人員無需實施大規(guī)模處理，應該圍繞局部沉陷實施針對性整治，填補瀝青混合料，除此之外，施工人員可以直接回填碎石，回填、碾壓處理后在碎石表面鋪設瀝青材料。結合公路工程特征合理設計養(yǎng)護施工流程，此次高速公路養(yǎng)護施工流程如下，首先是先將高速公路表層的老舊瀝青直接剝除，其次在已剝除瀝青中放入添加劑，對瀝青材料實施二次利用，針對廢舊瀝青實施再加工，達到重復利用水平，最后實施二次鋪設，提升公路路面整體養(yǎng)護水平[2]。

2.2 問題處理

因為低溫施工容易導致瀝青路面產(chǎn)生離析現(xiàn)象，基于春季凍融、車輛沖擊以及車胎吸附等因素影響下，進一步加劇離析現(xiàn)象，產(chǎn)生坑槽，對于此次工程中的坑槽問題主要選擇以下處理措施，按照斜洞正補、圓洞方補的基礎原則，對修補坑槽劃分輪廓線。順著劃分的輪廓線進行開鑿處理，挖到坑底穩(wěn)定部分，對應深度不能低于原坑槽最高深度，對槽壁、槽底松動部分和各種雜物、灰塵實施全面清理，適當涂刷粘層瀝青?？梢岳脟姌寣嵤┣宀厶幚恚脽釟鈬姌屝纬? 000 ℃高溫，達到0.1 立方米/分種的高壓狀態(tài)，對槽內(nèi)雜質(zhì)徹底清除，同時對槽壁實施全面干燥處理。添加瀝青混合料徹底平整，對應新填補部位應該適當超出路面原有高度。應用雙鋼輪壓路機順著道路縱向方向?qū)嵤┠雺禾幚?，首次碾壓中實施靜壓往返，第二次應該實施振壓往返，隨后反復靜壓，達到公路密實目標，假如坑槽深度超出7 cm，需要針對瀝青混合料實施分次壓實攤鋪，結束壓實后針對公路四周實施瀝青灌縫封口。一旦發(fā)現(xiàn)坑槽中留有水分，需要率先清除坑槽內(nèi)部分積水，隨后通過噴燈烘烤。在施工中需要嚴格控制瀝青加熱溫度以及瀝青混合料出場溫度，集料溫度應該超出瀝青10～15 ℃左右。材料拌和中各盤拌和周期不能低于45 s，對應干板時間不能低于5 s。壓路機應該保持勻速緩慢前行，對應碾壓速度如見表2。

表2 壓路機碾壓速度

路面接縫部位因其獨特的受力特征，是整個路面工程中的質(zhì)量薄弱部分，會對天氣溫度變化進行直接反映，因為熱脹冷縮原理，公路裂縫會擠壓接縫內(nèi)的填充物，導致裂縫持續(xù)擴大，影響路面養(yǎng)護施工。為進一步保障高速公路養(yǎng)護管理質(zhì)量，需要合理設計相關評價指標參數(shù)，比如車轍深度通常會導致車輛行駛偏移問題，產(chǎn)生側翻問題，相關調(diào)查顯示，如果行駛車速是80 km/h，路面積水為7.6 mm 則容易導致車輛側滑。如果車轍積水為10 mm 深，車輛行駛超出100 km/h，則容易導致汽車偏移。此外，車轍深度超出15 mm，會提高行車不適感。綜上所述，如果評定結果為差等級，則不能實施預防性養(yǎng)護，結合舒適感分析，將車轍深度控制在15 mm 以下，為保障車輛的安全行駛，需要通過養(yǎng)護處理量將車轍深度控制的7.6 mm～10 mm 左右。養(yǎng)護人員在結束高速公路的路面裂縫填充后，根據(jù)相關參數(shù)要求進行全面壓實，具體見表3。

表3 壓實施工參數(shù)

2.3 路基養(yǎng)護技術

此次公路工程中所用養(yǎng)護施工技術主要以樹脂、瀝青等作為基礎材料，摻入適當添加劑和改性劑制作ASTM密封膠，該類密封膠呈現(xiàn)為黑褐色膏狀體，對應固體含量超出70%，具有不滲水特性，140 度無滑動、無氣泡、無流淌，同時處于-20 ℃～-2℃溫度狀態(tài)下不存在裂紋，對應斷裂延伸性是400%，針入度小于90 mm，黏結強度超出0.4 MPA，整體彈性復原率超出60%，推薦加熱度為165 ℃，流動度低于2 mm。針對存在支縫的重度裂縫以及間距接近裂縫，可以順著縫外輪廓線切除原有路面層，側面抹刷改性瀝青聚合物密封材料，進行2～3 次涂刷，將涂刷厚度維持在3 mm左右，隨后鋪設瀝青混凝土到路面標高，通過2 mm高分子貼膜實施貼縫處理，開始貼縫前需要涂刷專用底油，盡量選擇晴天施工。通過對此次高速公路養(yǎng)護工程中特定路面病害狀況開展調(diào)查分析，對路面定期檢測報告結果進行系統(tǒng)查詢，明確養(yǎng)護管理方式對于公路路面變化的影響，分析發(fā)現(xiàn)高速公路中的病害故障主要表現(xiàn)為修補。

如圖2 所示，針對已經(jīng)出現(xiàn)車轍或凸起病害的高速公路路面應用養(yǎng)護技術，以鋪設瀝青混合料方式，按照切除病害、修補病害順序消除裂縫風險，從中表明路面養(yǎng)護技術應用后確實具有加固效果。如按照0.3 L/m2～0.6 L/m2標準對瀝青層之間形成的粘層噴灑改性乳化瀝青，外加粒徑不同的瀝青混合料，可改善原路面結構層性能。經(jīng)過增設粘層后路面能夠得到有效養(yǎng)護，進而延長使用年限。因此，證實養(yǎng)護技術確有實踐價值。此外，還可以借鑒如圖3 所示的養(yǎng)護方法，在粘層之下新增玻纖格柵材料，促使原瀝青下面層與粘層兩者間能在修補材料的輔助下產(chǎn)生路面補強作用，抑制路面塌陷、開裂隱患。使用玻纖格柵材料時應至少形成15 cm（縱向）與20 cm（垂向）的搭接寬度，充分發(fā)揮補強材料效用[3]。

圖2 雙向六車道養(yǎng)護前后路面結構改善效果

圖3 應用玻纖格柵材料的修補方案

針對路面中的縱向裂縫，結合成因分析可以分成荷載類和沉降類兩種形式裂縫，其中沉降類裂縫主要因為公路中的不均勻沉降所導致的，針對路基承載力不足的部位，會進一步增加路基沉降幾率，荷載類裂縫則是交通壓力形成的，車輛集中形成較高重量，擴大瀝青層作用壓力，產(chǎn)生裂縫。橫向裂縫主要可以分為溫度裂縫以及剛性基層反射兩種類型，因為基層剛度和材料強度較大，容易產(chǎn)生變形問題，形成干縮裂縫?；鶎娱_裂后，假如未能發(fā)揮出良好融合作用，則處于開裂變化下，便會進一步擴大內(nèi)部壓力和負荷疊加，材料達到拉力極限后導致開裂，結合應用時間增加，使裂縫突破道路表面為此保障公路穩(wěn)定性，需指定針對性養(yǎng)護策略。

通過分析此次工程中的高速工程路面使用狀況，公路綜合性能評價結果為優(yōu)，對應綜合性能相關評價指標PQI 是93.11，相關良性等級道路所占比例達到3.67%，優(yōu)秀等級路面的所占比例達到96.33%，剩余路面相關性能評價結果如下：路面車轍狀況中的良性等級所占比例達到31.4%，優(yōu)秀等級所占比例達到68.3%；結構強度良性等級所占比例達到14.6%，優(yōu)秀等級達到82.7%。

2.4 合理規(guī)劃布置養(yǎng)護區(qū)

為進一步提升高速公路的養(yǎng)護服務質(zhì)量，需要對養(yǎng)護作業(yè)區(qū)進行合理規(guī)劃設計。結合公路養(yǎng)護作業(yè)規(guī)程（JTGH30-2015）可以了解到，對應路段最高交通服務流量和通行能力之比是0.91，為高飽和水平車流。相關設計速度是120 km/h，將最終限速值設計為80 km/h。因為車道限速為80 km/h，因此選擇縱向緩沖區(qū)設置80 cm 左右，工作區(qū)長度達到1.5 km，低于4 km，為此可以設計一次性養(yǎng)護作業(yè)區(qū)。結合占用車道養(yǎng)護中的分布位置差異，可以進一步劃分為三車道、半幅路、雙車道以及單車道等養(yǎng)護模式。在道路養(yǎng)護的其他設置中最后把限速標準設置為80 km/h，設置2 400 m 警告區(qū)以及120 m 的緩沖區(qū)，下游過渡段設計為30 m，同時將終止區(qū)長度設計為30 m。在施工養(yǎng)護中，嚴格按照公路養(yǎng)護流程（JTGH30-2004）相關標準開展施工作業(yè)，沿著交通流方向?qū)A安全設施進行合理設置，于警告區(qū)內(nèi)增設施工、限速以及引導標志。如圖4所示，可以通過在高速公路車道上設置減速標線的形式，預防車轍病害。其中在漸變段，可按照10 cm～30 cm設計減速標線寬度，其長度為30 m。而在標準段以20 m 長、30 cm 寬為減速標線設計基礎，而后以途中的減速標線形態(tài)均勻分布，有效控制車速。養(yǎng)護人員也能在車道養(yǎng)護區(qū)差異化管理下優(yōu)化養(yǎng)護效果[4]。

圖4 減速標線設計樣式圖

3 結論

綜上所述，道路養(yǎng)護作為公路工程中的重要工作，會直接影響高速公路的應用壽命，為此需要結合新時期高速公路工程需求不斷優(yōu)化養(yǎng)護施工技術，養(yǎng)護施工人員需要熟練掌握各項養(yǎng)護施工技術。為滿足公路養(yǎng)護管理需求還需要結合項目特征合理制定質(zhì)量管理措施，優(yōu)化項目綜合經(jīng)濟效益，提升公路養(yǎng)護水平。