韩墩总干沥青路面病害治理措施

2014-04-07张惠萍

山东水利 2014年7期

张惠萍

（滨州市韩墩引黄灌溉管理局，山东滨州 256621）

韩墩总干堤顶沥青路一期路面位于总干渠左岸，建成于2003年，全长17.9 km，路面宽4 m、沥青层厚度4 cm，路基灰土层宽5 m、厚30 cm，设计时速40 km/h。自2010年以来，沥青表层开始出现局部龟裂脱落，虽经多次修补，毁损面仍呈扩展趋势。若不采取措施加以遏制或仅小修小补，终将发展为结构性破坏导致路面提前报废。总干路面的通畅与否，不仅影响灌区工程管理效率和投资效益，而且事关地方经济发展、群众生活便利以及油区生产稳定。

1 工程现状及成因分析

干渠左岸堤顶总宽约12～15 m，其中交通占宽6～7 m，乔木绿化区宽约7～9 m。纵断面采用依山就势、削峰填谷的高程模式，远观虽蜿蜒起伏却并不降低行车舒适性；横断面则与一般路面中间高的路拱设计不同，内高外低呈单向倾斜，路边沿未设路缘石及附属排水设施。据观察，1）沥青表面裂缝呈纵向或放射状发育，表层呈现松散、坑洞、拥包、裂缝进而产生啃边、局部沉陷、翻浆等现象。脱落暴露后基层呈现不规则裂纹并伴有破碎层出现。2）局部断面凹陷沉降多位于原坝体填方区。伴随坝体束窄、水土流失样貌，因雨季时路面大量积水涌向坝顶绿化区，坝体经受长期反复浸泡松软，极易形成流沟暗隙，进而坍塌毁损。3）全程未现明显车辙，说明路基承载力可满足实际使用要求。两岸堤坝与周边农田交界处未设分界沟，周边农地与堤顶相对高差较大，坝顶积水若直排入田间，易威胁外边坡稳定并造成农田渍涝。

1.1 水的破坏作用

1）表现形式。坑洞：雨雪天气时，当自由水侵入并滞留在路面孔隙中，在行车作用下造成行车道上的局部网裂逐渐松散，松散的石料被车轮甩出而形成坑洞。唧浆、网裂：水透过沥青面层滞留在基层顶面，在高速行车作用下，自由水产生很大压力并冲刷基层混合料表面的细料，形成灰白色浆。灰浆又被行车压唧，通过表层裂缝泛至路面，产生网裂和变形。

2）成因。外因：积雨积雪，自由水透过裂缝和孔隙进入面层；车辆重复作用，在面层结构孔隙中和面层与基层交界面上滞留的自由水，当车辆通过时产生相当大的水压力和抽吸力，两种力的瞬间先后作用，将滞留在基层顶面的浆水唧出表面。浆水唧出过程中，造成沥青混凝土较大颗粒上沥青膜的逐渐剥落，进而面层向下变形，形成网裂并下陷。内因：排水系统缺失，表层压实标准低，材料老化离析。

3）处置修补。雨后及时排除路面积水；将损坏部位剔除10 cm（或15～20 cm）深度后现浇水泥混凝土，抗压防水效果较好，但造成路面条块分割，翻新再生时增加处理成本。

1.2 道路结构设计

1）路基稳定性。经过多年使用后，少数路段呈现纵向起伏和局部性横向断面沉降，未现整体横向错层导致蹦车或颠簸。绿化区低于路面高程的路段，排水状况较好，表层毁损较轻；反之则破坏较重。为避免新生结构性破坏，亟需翻新改造面层或加铺罩面，以延长道路使用寿命。2）结构组成和材料性能。根据道路等级和设计要求，沥青面层在正常运行期内未遭损坏，当前已进入超期服役阶段。灰土结构层抵抗疲劳和抗裂性能满足要求，可继续使用。

1.3 交通状况影响

随着灌区社会经济的不断发展，交通流量逐年增大，通行车辆更新换代速度加快。工矿企业生产技术升级使运载车辆更趋于大型、重型化，不可避免伴随一定程度的超速超载。这对于已超期服役的路面管护将是巨大的考验。

2 对策与措施

2.1 局部增补改良

1）表层修补。在每年清明节前及秋分后集中进行，将局部原沥青表层清除干净后，采用密实式改性沥青混凝土（如SMA混合料）摊铺碾压找平，防止或减轻表面透水。在明确道路功能、不实施升级拓宽的前提下，区分不同路段和部位的特点，组合设计，采取不同改造方式。在需要提高承载力的区段，可采用加铺沥青罩面层的方案；在道桥相接及重车必经段口，可采用局部加厚改造为承载力更强的水泥混凝土结构或加铺玻璃纤维网的方式。

2）增设路缘石。为避免沥青层边缘不均匀受压开裂，且防止两侧路缘石与面层沥青混凝土连接处透水，采用平型设计利于大部分雨水自行排至路面以外。沥青面层与路缘石之间涂抹水泥沙浆以防止少部分水渗入路面基层和土基内部。

2.2 排水系统设置

1）坡面设施。一是在适当区域设置合理数量的坡面截水沟、边沟、排水沟。若坡脚处有界沟与农田排水沟连通，可由坡面直排水入界沟，力求避免临界农田受涝；绝大部分渠段坡脚无界沟且坡内外高差较大，只能增设渗沟、盲沟及斜管等。二是在坡面与之交汇处设置明沟，将坡面积水引入临近支渠或支路边排水沟，该方法可以起到硬化加固支路路面及支渠边坡的作用。三是在坡顶栽植根系发达、耐旱耐碱、固坡强基的树种，外坡面则植草绿化以减少雨水对坡面的渗入和冲蚀。

2）渠体设施。受地形限制且距相邻支路支渠较远、无法设置坡面排水设施实现外排水时，可局部设置反向排水系统向干渠内引排水。路肩以外设纵向灰土明沟，坡降约1%左右。路面积水较重区域对应的外边缘处设置集水槽（口），间距约30～50 m。选择水平钻机或直接破除路面在路基下埋置横向排水管。内坡面设置水簸箕、跌水或急流槽，路面积水通过明沟经集水槽收集后，再由路基下排水管经水簸箕通过落差排往干渠以内。

2.3 表层翻新改造

1）沥青旧路的传统改造方案有：一是铣刨加摊铺。首先将旧面层剔除，在原基层上重新摊铺新面层，因其施工工艺简单，最为常用；二是原表层之上加铺新层。这种新层覆盖旧层的办法未能根本修复原有病害，后期维修成本高，用料浪费。

2）沥青表层再生技术是对旧沥青路面进行翻挖、破碎、筛分，将原有沥青混合料经过加工处理，再和新集料、新沥青、再生剂混合在一起，并达到技术标准要求后，再行摊铺形成新的表层。常用的沥青层再生技术主要有3大类：现场冷再生、现场热再生和厂拌热法再生技术。综合比较，本路段翻新改造适用于现场热再生技术。即将旧沥青面层经过表面加热、翻松铣刨、回收、破碎、筛分后，掺入适当比例的新拌沥青混合料、再生剂等，再使用移动式现场拌和设备进行加热拌和，随即摊铺、熨平、辗压，热铺成新的路面结构。可以一次性实现对表面一定深度范围内（6 cm以下）旧沥青路面再生。并可针对沥青表层进行不同程度的性能恢复、整型，改善路面包括排水性能在内的功能性服务性能。