高速公路水泥混凝土路面日常养护探讨

李世昆

摘要：文章结合兰海高速公路合山段的管养经验，对高速公路水泥混凝土路面日常养护进行探讨，分析了坑洞裂缝的成因，阐述了坑洞裂缝和路肩拉裂的处治措施，对高速公路类似路面问题的处治具有一定的参考意义和借鉴价值。

关键词：水泥混凝土路面;坑洞裂缝;路肩拉裂

中图分类号：U418.6 文献标识码：A DOI：1O.13282/j.cnki.wccst.2019.07.019

文章编号：1673-4874（2019）07-0058-03

0引言

20世纪末，广西利用本地砂石多、水泥资源丰富的有利条件，大力兴建水泥混凝土路面。水泥混凝土路面具有承载力高、强度大、耐高温性强、耐腐蚀性好、疲劳寿命长、材料易得环保等优点，该路面为广西高速公路的发展贡献巨大。其中兰海高速合山段就是典型的水泥混凝土路面高速公路，于2004年全部建成通车，全长54.392km，为双向四车道，采用24cm的水泥混凝土面层，设计时速120km/h。该路是连接北海到湛江的交通要道，是广西一条重要的东西走向高速公路，是连接两广交通的重要组成部分。合山段高速公路通车时间久、货运汽车多、交通量大，导致路面病害较多，主要体现在路面坑洞裂缝频发和路肩拉裂渗水。该路处于广西合浦境内，属于沿海平原地区，气候为亚热带海洋性季风气候，平均日照总时数为1921h，年均气温22.4℃，年平均降水量为1663mm，气候潮湿，雨水充足，导致出现很多路面病害。路面坑洞裂缝和路肩拉裂等病害若得不到及时处理，就会有很多地表水渗入地基，影响高速公路使用寿命和行车安全。本文就以上问题进行一些简单探讨，并提出一些个人看法和建议。

1坑洞裂缝的成因分析

水泥混凝土路面具有强度高、耐久性和稳定性好、抗滑性能良好等特点，而且在19世纪末砂石开采频繁，水泥资源丰富，施工工艺简单有效，因此在以前的公路建设中基本都采用水泥混凝土路面，但由于改性沥青的普及和继续发展，现在新建和改建路都用沥青面层。

面层开裂最基本的原因是强度不够。通车时间长、大交通量荷载以及温度等自然条件都会造成混凝土强度下降，还有以前各个标段的施工标准和质量的不同也会造成不同路段的混凝土面层强度有所差异，但是这些都已经不能通过后期养护来补救，我们现在讨论的是在现有基础上能够解决的，即水损害。水泥混凝土路面因其混凝土特性，要设计接缝来防止热胀冷缩导致路面的破坏。在长时间重荷载的运营环境下，很多接缝处的填缝料已经老化或损坏，不能起到防止地表水渗入基层的作用。特别是路肩与行车道之间的拉裂，年久失修，雨水长年累月无阻隔地渗入到基层，必然会导致地基承载力的大幅度下降，造成路面板板底脱空或者更严重的基层脱空。此时在车辆荷载的反复作用下，脱空路面板已经与基层分隔开来单独承受压力，必定大大加快其断裂的速度和降低其原有的承载力，导致迅速形成肉眼可见的坑洞和裂缝。另外一个造成地表水渗入基层的原因就是路面板在正常服役的环境下产生的一些细微裂缝没有得到及时处治，地表水日积月累从裂缝渗入也会导致基层的损坏。

路面坑洞形成的先天原因肯定是施工质量、材料、工艺等不过关，如使用劣质砂石和水泥、施工期间振捣不充分、基层压实度不足、混凝土塌落度不满足要求等，导致其面层强度达不到要求从而引发坑洞。在施工质量和施工材料等都满足要求后，路面坑洞形成的主要原因是：水泥混凝土路面表层材料有轻微破损后，其强度和耐久性会迅速下降，若不加以处治，在长年累月的雨水沖刷和行车荷载等作用下，破损会逐渐发展，慢慢变成肉眼可见的、影响行车安全的坑洞。

2裂缝的处治

修补裂缝的材料主要有聚氨酯、环氧树脂等高分子化学材料。此类材料具有热塑性好、强度高、伸长率大、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等特性，是目前修补水泥混凝土路面裂缝最常用也是最有效的材料之一。裂缝修补的一般步骤如下：

（1）用切割机沿着裂缝走向把缝扩宽成5～20mm的沟槽，沟槽可根据裂缝的深度来确定，最大深度不得超过1/2板厚。沟槽应扩成矩形面，严禁将沟槽扩成V字型截面。

（2）使用较大功率吹风机将沟槽内的粉尘、碎石等清除干净。

（3）使用灌缝枪把聚氨酯接缝料在一定的压力下均匀地灌入缝内，减少气泡产生。如果沟槽深度>15mm，应先嵌入直径比缝宽大2～5m的多孔泡沫塑料背衬条，再进行灌缝。热天进行灌缝应保持灌后顶面与路面持平;冷天灌缝则应为低于路面1～2m的凹面。填缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续通贯，填缝料不得缺失、开裂和渗水，要与缝壁粘结牢固，表面平整无污染。

（4）待灌缝材料固化后便可开放交通。裂缝修补的主要目的就是防水，防止地表水通过裂缝渗入，假如裂缝不能及时修补的话，在日积月累的地表水作用下，会慢慢渗入地基，导致地基承载力下降，引发一系列的病害。如唧泥、错台，甚至破碎板等。因此，在平常的养护工作中，一定要注意观察路面病害，及时发现裂缝并按时处治，争取在裂缝发展成严重病害前就处理好，保证路面使用性能和行车安全，节约养护成本。裂缝处治前，地表水必定会随着时间的推移迅速渗入地基，毁坏原有结构。修补裂缝后，因为采用的是化学性能良好的高分子材料进行修补，能够很好地适应路面热胀冷缩的特性和防止水往下渗，所以修补后的裂缝可以很好地延长路面的使用寿命，也只对路面使用性能和行车安全产生极小的影响。裂缝修补一年后，只有颜色跟刚刚修补好的裂缝不同，而裂缝材料的饱满性、防水性能、伸缩量等都没有明显的变化。因此采用聚氨酯等高分子材料对水泥混凝土路面裂缝修补起到了很好的作用，能够有效延长路面板的使用寿命和节省养护成本。

3坑洞的处治

路面坑洞的出现会极大地影响行车安全。在发现路面坑洞后要及时有效地修补好，这就对修补坑洞的材料和工艺有较高要求，须能够快速处理，快速开放交通并耐久性良好。修补坑洞的材料选择坑洞灵，其具有与水泥混凝土路面粘结性好、稳定性和耐久性良好、与路面色差小和回弹性能好等特性，并且施工工艺简单快速，在较差天气条件下也可施工，是目前国内比较常见的修补水泥混凝土路面坑洞的材料。修补坑洞的一般步骤如下：

（1）使用切割机按照坑洞实际破损面的大小切割成规则的矩形形状，切割深度2cm。

（2）凿除坑洞破损、松散部分，坑槽壁应凿成粗糙的垂直面。

（3）清除干净混凝土碎屑，用吹风机将坑内粉尘和其他杂物吹干净。

（4）清理干净后，在坑内涂刷沥青粘结层，然后将坑洞灵直接填入坑内，并用铁锤人工锤击直至夯实为止，要保证修补后的坑洞高于路面2～3cm，确保坑洞平整密实。

未修补的路面坑洞出现在路面板上，存在安全隐患，影响行车安全和舒适性。修补后的坑洞要比原路面高一点，是为了保证在以后的行车荷载下能够保证坑洞的密实性。修补后的坑洞在色泽上与原先路面板没有较大差异，没有很大的突兀性，对行车视觉没有很大影响。修补一年后的坑洞会和原路面持平且不会出现漏空、不密实现象，色泽上由于在氧化和车辆轮胎摩擦作用下会逐渐变黑，但是不影响正常使用，大大延长了路面板的使用寿命。

4路肩拉裂

路面和路肩之间的纵缝称为路肩拉裂。合山段高速公路路面是水泥混凝土路面，而路肩采用沥青材料。沥青路肩的强度、耐久性等都不如水泥混凝土路面，并且路肩至今都没有进行过中修或大修工程，导致在长年累月的自然因素和行车荷载作用下，路面和路肩之间的纵缝即路肩拉裂越来越宽，越来越深，有些地方甚至可以定义为坑槽了。路肩拉裂过宽或者过深都会对路面及路基产生严重影响，拉裂处会成为地表水渗入地基的绝佳地点，地基在不断渗入的地表水和荷载作用下，导致其承载力严重下降，出现一系列的病害，比如路基沉降、路面坑洞裂缝、错台、唧泥，严重的还会导致板角断裂、破碎板等，因此对路肩拉裂处的处治显得至关重要。

目前处理路肩拉裂的方法主要有两个：（1）针对拉裂不是很宽很深的，采取直接灌入热沥青的方法，将路肩拉裂封堵住，让雨水等不能从此渗入地基。采用热沥青在短期内能够很好地防止雨水渗入，但是由于热沥青在高温状态下会融化消失，因此必须要经常性灌缝才能保证效果。得益于热沥青造价便宜和灌缝工艺简单的特点，采用直接灌入热沥青还是有比较明显的处治效果的。（2）针对路肩拉裂很宽很深的情况，直接采用沥青料覆盖，让路面和路肩连成一片，可以保证良好的排水性能，不会使雨水渗入地基，可以明显改善原有状况。但是直接覆盖会产生比较大的成本，因此也只是适用于比较严重的拉裂处。

5及时养护的意义

及时发现路面坑洞裂缝和严重拉裂并尽早处治能够有效保证行车安全性和延長路面使用寿命。在路面其他接缝良好的情况下，地表水只能从路面坑洞裂缝和路肩拉裂处进入路面结构内部，在车辆荷载作用下，基层由于塑性变形而同面层板之间产生缝隙，日积月累导致板底脱空，水在轮载作用下会形成有压水，又同基层混合料浸湿的细料混合形成泥浆，从裂缝或拉裂处喷溅出来，形成唧泥。随着唧泥的进一步发展，路面板和基层之间的空隙越来越大，随之产生对路面板更为强烈的损害。具体表现为路面坑洞裂缝越发严重，路面板产生错台，发生板角断裂甚至发展为破碎板，严重影响行车安全和路面使用寿命。

以2018年合山段高速公路处理坑洞裂缝为例，分析及时处理路面病害所产生的效益。如表1所示，可以看到2018年合山段处理坑洞裂缝投入了大量资金，但这些都是能够接受的，因为假如不对已有的病害进行处治，任由其继续发展，必定会使路面板破碎，这时候再去治理会花费巨大的资金（如表2所示），表中更换破碎板数量根据裂缝数量乘以路面板宽度所得。这不符合当前社会提倡的环保节约的风气，也会产生较大的安全风险，影响路面的安全使用。

从表1、表2可直观地看出未及时治理坑洞裂缝所需的后续资金，因此，在水泥路面的日常养护中，对于坑洞裂缝的及早发现、及时处治是非常有必要的，不仅能够给运营单位节约大量成本，还会保证路面使用性能良好和行车的安全舒适。

6结语

本文通过对合山高速公路水泥混凝土路面日常养护的一些内容进行分析比较，对坑洞裂缝和路肩拉裂的处治提出了相关建议，得出一般水泥混凝土路面养护的经验。高速公路养护工作任重而道远，在当今社会发展迅猛的前提下，交通量在各条高速路上也呈指数形式增长，如何保证高速公路的养护质量是交通行业面临的巨大挑战。在原有的养护基础上要加大技术创新力度，努力培养创新型养护人才，全方位适应当前养护形势，以饱满的热情和过硬的技术迎接新的挑战，养好每一段路。