高速公路路面损坏原因分析及维修方案

2021-12-24赖友烽

四川水泥 2021年11期

赖友烽

（福建省高速公路集团有限公司龙岩管理分公司，福建龙岩 366300)

1 高速公路路面损坏成因

1.1 裂缝问题

在高速公路运营期间，沥青路面不可避免地会出现老化，抗腐蚀能力降低，同时在温度变化之下，极易产生横向裂缝[1]。纵向裂缝通常产生于具有偏差性的操作环节，例如填土不匀称、软基或填挖交界处理不到位等，出现路基不均匀沉降。在改造旧路路基期间，倘若未采取针对性的手段处置，那么在铺设路面期间，一旦技术操作不过关，就极易产生纵向裂缝。

1.2 车辙

依据相关调研不难看出，如果路段承载压力偏大，就极易引发车辙问题。路面开裂、推移、断板都是较为典型的问题，造成高速公路的使用周期大大缩减。高速公路处在不堪负重的情况下，就很难维系较为平稳的路面结构，这类问题就难以避免。

1.3 坑槽

雨水长时间渗透于地基之下，车辆长时间驶过，这些都会严重影响到路面的稳定性，长此以往也会出现不同程度的路面坑槽。除此之外，在高速公路上，交通工具如果一直维持高速驾驶，路面也会遭受严重威胁；若油污渗入路面，会进一步影响到沥青内部材料的性能，也会产生不良性的坑槽现象，引发路面结构上的隐患。

2 高速公路路面维修技术

2.1 裂缝处置养护施工工艺分析

在处置裂缝的过程中，工作人员务必要用高标准来对待，对不同裂缝要采取针对性的养护施工工艺。实际上，针对多处缝隙，同时具备明显网裂或者显著性下沉的路段，此时就要求对路基予以注浆加固处理。待沉降平稳之后，其路基与路面要采取等级同等的沥青稳定碎石，接着再提供填补处理，接着于面层撒上慢凝液体石油沥青透层油，还应于沥青混凝土上面层、中面层间提供一处改性沥青粘结防水层[2]，如此一来就可以大幅度地提升修复路面的水平。针对已产生的横向裂缝问题，其裂缝宽度要控制在5mm 左右，此时应该把缝隙清理洁净，接着用乳化沥青或热沥青灌封；针对裂缝宽度超过5mm 的地方，要先用机械开槽，铣刨中面层以及上面层，倘若基层强度俱佳，那么就需要顺着裂缝平铺一定的玻璃格栅，接着再采取乳化沥青予以摊铺，接着使用细粒式沥青混合料完成填充以及捣实工作。

2.2 车辙的养护施工工艺分析

车辙作为沥青混凝土路面最为普遍的问题之一，通常就是在车荷载的重复作用下，沥青混凝土路面产生持续性变形的带状凹槽。如果沥青路面产生较为显著的车辙时，相关人员先要合理地分析沥青路面产生车辙的原因，进一步观察是何种类型的车辆，若通过观测了解到属于沥青的表层受损，此时就要求采用铣刨机，及时移除掉变形的沥青路面，然后重新采用沥青予以铺筑[3]。倘若是因为路面基层强度无法达到既定标准，那么就要及时铣掉表面，从整个路面的基层再次铺筑沥青面层。倘若车辙是受到沥青混合料配比影响，那么就要及时铣掉表面层，同时平铺沥青材料。

2.3 针对松散、脱皮以及坑槽等问题的养护工艺

首先，相关人员要明晰修补的实际范畴，确保路中心线与纵横边线保持垂直或平行；倘若问题规模相对较小，同时比较聚集，那么就要求将相邻问题予以合并处置；采取与原路面统一的沥青材料予以摊铺[4]。针对那些再次摊铺的路面，则要求采取压路机械予以碾压，确保压实的严密程度以及平整程度。在实际碾压之后，新路面还需要稍微高出一定的原路面。如果路面损坏深度大于7cm，就不要求压实机一次碾压成型，而是采取分层铺筑的形式，下层开始进行人工夯实，上层则采取压实机械予以持续性碾压。

3 具体工程案例分析

3.1 工程背景与气候条件

政永高速公路龙岩段是福州、莆田、宁德通往龙岩、广东北部山区的最便捷通道，也是湄洲湾秀屿港通往三明及江西等内陆地区的疏港通道，往南延伸可达珠江三角洲，形成一条纵贯闽中沿海、闽西山区和粤东地区的交通主干道。本次路面维修路段为莆永高速公路段，全长162.031km，采用沥青混凝土路面，现场营运桩号为K314+987～K477+018，现场勘查图见图1。该公路沿线气候属亚热带季风气候，年平均气温20～25℃，最冷月1～2 月，平均气温达6～10℃；最热月7～8 月，平均气温为33～37℃，极端气温最高42.3℃，最低-2.5℃；沿线年降雨量在900～2100mm，多集中在3～9 月；7～9 月为台风暴雨期，10 月至次年2 月年为旱季。

图1 现场勘查图

3.2 路面损坏原因分析

该部分维修段落主要以裂缝损坏为主，根据现场勘察发现莆永高速路面的裂缝具有如下特点：

由于裂缝主要发生在轮迹带附近，为沥青面层在反复行车荷载及温度变化作用下产生疲劳裂缝或温缩裂缝，或是由于东环高速匝道路基拼宽导致主线路基主车道出现纵向裂缝。

3.3 处治方案设计

（1）针对路面损坏主要为横缝、纵缝、松散、修补块等，且损坏层次发生在上面层的段落，处治方案见表1。

表1 路面损坏处理方案

（2）针对部分桥头或路面跳车段落，采用表2 方案进行维修。

表2 部分桥头路面损坏处理方案

3.4 局部维修

铣刨面若存在相对较严重的裂缝、坑槽、松散等局部问题，这些局部问题路面结构会影响整体罩面质量。本次设计针对局部问题采用以下四种方式进行维修：

（1）轻微裂缝：轻微裂缝（缝宽≤3mm）采用“刻槽灌封+抗裂贴”处治，铣刨面轻微裂缝，刻槽灌缝后沿裂缝方向粘贴抗裂贴。

（2）严重裂缝：严重裂缝（缝宽＞3mm）处治，应沿裂缝位置铣刨0.5m宽面层，再对下面层的裂缝损坏程度进行判断，若下面层裂缝为轻度时，应采用“刻槽灌封+抗裂贴”方案进行处治，重度裂缝则应继续加深处治。

（3）坑槽、局部结构松散等：采用“圆洞方补、斜洞正补”的原则，铣刨深度、面积根据现场损坏情况确定，原则上深度不得小于原损坏的最大深度，面积不得小于损坏面积。

（4）基层松散：针对基层结构松散、强度不足等问题，应经业主、设计、监理、施工单位四方共同确认基层处治范围，自基层顶部向下铣刨8cm，采用AC-20C 沥青混合料重新铺装。新铺装材料与旧路面交接处应喷洒乳化改性沥青以加强界面粘结。

3.5 主要工程技术及施工工艺

3.5.1 维修要求

考虑到养护施工特殊性，本次设计的表面层路面结构均为AC-16C。基本要求对于铣刨回填所采用的沥青混合料应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求。

3.5.2 施工工艺

对于需要进行铣刨的路段，主要施工工艺如下：

交通控制：根据维修路段的规模和长度，合理制定交通控制管理方案，包括施工车辆进出路径、双向车辆行驶路径、安全警示标志设置、管理人员等。

放样：确定处理部位后，需要把铣刨面用粉笔标记。

铣刨：铣刨施工工艺，应按设计上面层厚度进行刨铣，加深处治时，应经“四方”确认，施工宽度原则上为车道两侧标线内边缘往外延深5cm，若标线处存在损坏，则应在损坏边缘处加宽5cm 做为处治界限。铣刨找平面应严格按照设计横坡、纵坡去控制。调平层应确保最底层（趁补找平层）的最小压实厚度。每步路面结构层铺筑完毕后，其顶面必须为一个横坡界面。铣刨机的铣刨宽度对于每台铣刨机而言是固定的，一般铣刨一个车道的宽度为3.4m～4m。铣刨后的路槽不得留有未铣净的夹层，边线顺直，路槽应及时清理干净，不得有浮尘、松散石子等杂物。

3.5.3 施工控制要点

采用扩缝灌缝方案，即对裂缝进行扩缝，切割深20mm、宽10mm 的凹槽进行灌缝，灌缝采用SBS 改性热沥青，要求必须将缝灌满为止，若裂缝位于下面层或上基层位置，灌缝后沿裂缝发展方向粘贴32cm 宽抗裂贴。

（1）填缝料加热：灌缝作业前，先将填缝料升温加热，为便于灌注，填缝料应加热升温170～180℃。

（2）开槽：开槽机开槽时应对准裂缝作业，开槽宽度为10mm、深20mm左右。

（3）清缝：先用铁钩钩出缝内的松动颗粒，再用扫把清扫缝内的颗粒和粉尘，最后用鼓风机将缝内粉尘、杂质吹扫干净，缝内潮湿时应注意延长吹扫时间，直至缝内干燥为止。

（4）灌缝：灌缝枪头应与缝宽相适应。灌缝分两次进行，中间间隔3～5mim。第一次灌缝：把灌缝枪头放入缝槽内，灌注填缝料，灌注时灌缝枪应匀速移动。第一次灌缝至距路表面约10mm 左右，然后撒入5～10mm 碎石，用竹片把碎石嵌入填缝料内。第二次灌缝：第二次灌缝时填缝料至与路表面齐平，灌缝时应特别小心，避免填缝料溢出路面。

（5）清扫路面：灌缝完毕，将路面废料清扫干净，集中装车运离现场，不得将废料弃于路边。

（6）开放交通：待填缝料冷却至常温后即可开放交通。

针对喷洒区周边的结构物表层，此时要采用相应的保护举措，避免沾染上粘层油，同时粘层油用量通常为0.4～0.6L/m2，在撒上粘层油之后，就不允许车辆进行通行，同时还应该在第一时间处理沥青砼。摊铺、碾压以及验收都需要契合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的技术要求。在维修工作结束之后，就要求在接缝方位上开始灌缝封闭处置。针对沥青混合料矿料级配，要求契合目标配合比及生产配合比的标准，混合料沥青用量需要把控在生产油石比-0.2 至+0.2 的范畴中。沥青混合料应采用间隙式拌和机拌和，拌和机应有防止矿粉散失的密封性能及除尘设备，并有检测拌和温度的装置和自动打印装置。沥青混合料拌和时间以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青胶结料为判断标准，并控制沥青混合料的出厂温度和到场摊铺温度。