关于特殊地形、地质路段路面冒水处治方案

张开莹 蒋铭 朱鹏 马光强

（山亭区公路事业发展中心，山东 枣庄 277200）

一、国道313线日滕段项目概述

国道313线日滕段山亭区店子至滕州（k291+018～k308+047），起于山东省枣庄市山亭区与临沂市平邑县界，途径店子镇、东郭镇，与省道245线店韩段、京沪高铁、G3京台高速、省道343线北留段交叉，终于滕州市龙泉路与北辛路平交转盘，二级公路，全长30.382km。设计荷载等级：汽车-20、挂车-100；设计速度：60km/h；路拱横坡：路面为2%，路肩为3% ；设计洪水频率：大中桥1/100，路基、小桥涵1/50。一般路段路基宽15m，路面宽12m，店子街区（k337+118～k338+048，0.97km）路面宽15m，路面结构为3cm细粒式沥青混凝土+4cm中粒式沥青混凝土+2×15cm水泥稳定碎石+15cm水泥稳定风化料，2006年建成通车；在2015年对全线实施路面中修，处治原有沥青路面和基层病害，然后加铺4cm细粒式沥青混凝土（AC-13）。全线有大桥1座，中桥3座，小桥19座，涵洞47道。

二、冒水路段沥青路面病害情况及历年维修情况

线路自通车以来，在k298+900～k299、k300+900～k301+100和k301+700～k301+900三个路段均出现不同程度的路面冒水现象，特别是k300+900～k301+100段冒水严重，导致沥青路面出现坑槽、汲泥等病害而且由于坑槽部位始终有流水导致病害，修补困难，严重影响车辆和行人的通行安全。

图1 冒水路段

为了保证公路的安全畅通，始终保持道路处于良好的技术状态，每年挖补维修病害路段，对边沟采取疏通开挖等处治措施，但是始终无法从根本上解决病害问题，特别是汛期，降雨集中，造成了“天上雨停了，路面开泉了”“边沟内水干了，路面上水流了”的现象。这种路面流冒现象更是造成了路面坑槽病害修复困难，采用热沥青修补坑槽却被水浸泡无法压实的问题。后期虽然采用“塑料薄膜作隔水层+水泥混凝土”的坑槽修补办法，但是出现了沥青路面薄膜飘扬、路面“水泥补丁”密布的现象，地下水仍然是要流出来的，导致“旧坑”补了，“新坑”出了，“坑槽满路、密密麻麻”。

三、路面冒水原因分析

根据路面破损和冒水情况，经观察和分析认为导致路面冒水可能有几个方面的原因：

路侧边沟内积水通过路基、水泥稳定风化砂底基层、水泥稳定碎石基层和沥青面层之间的结合部位或结构层本身的空隙渗入。

由于该路段处于挖方路段，路两侧山体较高且石质为透水性较强的花岗岩，水通过岩石裂隙渗透到路基、水泥稳定风化砂底基层、水泥稳定碎石基层和沥青面层之间的层间或空隙，进而通过造成路面出现坑槽排出该部分的夹层水。

由于路面以下存在透水现象，在车辆通行状态下由于受车辆荷载反复作用导致地下水被“虹吸”到路面形成自流现象。

四、处治方案论证和比选

处理积水或冒水就是如何“堵住水”“截住水”或者“导出水”的问题，虽然先后采取了不同的处治方案和措施，且每年都在治理，但始终都无法从根本上解决问题。近几年分别采取了几个方面的治理措施：

1.每年汛期都应重点检查并治理冒水路段，清理边沟内杂草、淤泥等物品，开挖疏通边沟，保证边沟排水畅通，避免出现积水现象，防止雨水渗入路基、水稳基层或沥青面层之间的结合部位或结构层自身的空隙，形成层间水进而导致结构层和油层出现各类病害，这主要是解决边沟内积水“导出”的问题。

2.加大边沟深度，开挖k300+900～k301+050路段两侧边沟，保证沟底标高低于路面标高50cm～60cm，（由于路侧边沟内为石质，边沟外侧为山体，无法深挖边沟），加深和浆砌k301+050～k301+150路段左侧边沟，浆砌边沟深度达到1.5m，通过这种方式降低边沟内地下水位，阻断边沟外山体内积水渗入路基和结构层，这主要是通过“截住”边沟外山体渗水并尽量让边沟内积水快速排出，防止渗入路基、结构层或路面。

五、改“截水”为“导水”

为了彻底根治路面冒水问题，此次治理转变思路，重点是如何导出进入路面的水，改“截水”为“导水”，对于路面和结构层采取“外科手术式”解剖，选取冒水部位对沥青面层、基层、底基层和路基逐层开挖，确定水源地和水流量，制定整改方案和措施。

逐层切割沥青路面、结构层并分层人工破除，细致观察水流的位置、方向和水流量。在开挖过程中发现每破除一层，无论油层或结构层，总是在层间往外流水；如果继续往下破除，水流又在下一层的层间出现；经逐层破除最终确认水流是由于路基透水导致的路面冒水现象，主要是由于上述路面冒水原因的第2和第3两方面原因导致的，也就是路侧山体内水通过岩层裂隙渗透到路基内，在地下水自身压力和车辆压力作用下导致的“虹吸”现象进而导致路面出现坑槽将水流引出。找到了水源只是看到了问题的表象，就是发现了“水”，但是如何解决“水患”则是摆在眼前的客观问题。治水就是疏堵结合，重在疏通，将水引流到路面以外边沟排放。

如何导出水，就是开挖透水盲沟或者埋设透水盲管的问题，经分析：埋设透水盲管存在几个方面的弊端，如成品圆管普遍管径较细，透水管眼容易堵塞，排水能力较小；采用大粒径碎石可以根据水量的大小、透水部位的深浅确定盲沟开挖的深度、宽度，确定满足路基透水的排放能力。

六、开挖边沟 增设渗水盲沟

根据确定的方案分阶段实施，首先在k300+900～k301+100段右幅实验段施工。以路面冒水点集中且出水量比较大的位置作为渗水盲沟开挖点，盲沟之间的间距并非等间距，该段共设置4道盲沟，盲沟上口宽度为1.1m，底口宽度为0.7m，破除原有沥青路面、水泥稳定碎石结构层和底基层并伸入原有路基10cm，开挖总深度为0.66m，盲沟内回填碎石，原有顶基层和沥青面层部分浇筑C30混凝土，厚度26cm。

通过在路面冒水位置增设渗水盲沟，将路面水通过盲沟引流到边沟内排出。

开挖边沟将降低地下水位，应截流路侧山体渗水。针对边沟内积水的问题，疏通和开挖路两侧的边沟，清理边沟内的杂草、淤泥，保证边沟排水畅通，切实解决边沟内积水问题，防止边沟内水位超过渗水盲沟内的水位，导致盲沟内的水无法排除，甚至形成边沟内的水向盲沟内倒灌的现象。

图2 原路面结构图

图3 渗水盲沟侧面图

图4 回填碎石

七、施工

由于k300+900～k301+100段处于弯道下坡位置且作业区位于弯道的下游，施工的危险系数比较高，应根据《公路养护安全作业规程》中对于二级公路养护作业控制区中“二级公路双向交替通行的弯道路段弯道后养护作业”的要求，做好施工路段安全作业区的管理，合理设置限速、施工标志、导向标志、示警桩、水马和爆闪灯设施，保证施工现场的安全。

图5 切割和破除原有沥青路面

图6 回填原沥青面层

利用切割机和破碎锤逐层切割并破除原有沥青路面和结构层，逐个、逐层观察并查验透水的部位、水量。经实际观察，发现每破除一层都在该层底部出现水流，而且水量较大，但是在破除下一层时，上层结合部位都不再有水流出，直至破除到路基后发现水是在路基和底基层的结合部位外流。通过对这该四道盲沟的开挖、确认“水”源是由于两侧山体内水通过透水路基，并在水压力和车辆荷载的反复碾压共同作用下渗透到各结构层和沥青路面，造成沥青路面出现坑槽等各类病害，应加强该部分水的排放。

利用混凝土回填原沥青面层和顶基层，弥补碎石回填盲沟造成的路面本身刚度和强度的不足，保证路面质量，同时利用盲沟上下游方向的水稳结构层对于混凝土回填部分的支撑作用，形成水泥混凝土“板涵”保证碎石回填部分的透水功能。为了防止浇筑混凝土时水泥浆进入碎石回填层填充碎石间空隙，影响碎石的透水层功能，在碎石垫层顶部铺设两层油毡并固定到结构层立面，形成隔离层并作为混凝土（刚性结构）和沥青面层（柔性结构）结合部位的“伸缩缝”，防止结合部位沥青出现不规则裂缝，进而出现啃边、坑槽等破坏。如果该处出现开裂，应采用密封胶对裂缝实施灌缝处置。

八、结语

渗水盲沟的设置将改善该段盲沟渗水情况、边沟内积水和路面病害情况，特别是汛期和冬季雪融后应及时观察，完善和调整治理方案，确保治理效果。

经检验该段处理效果较好，将向其他路段推广实施，彻底解决由于此类特殊地质结构导致的路基渗水和路面冒水问题。

采用盲沟引流路基渗水，如果汛期降雨集中，边沟排水能力不足，将导致边沟内积水并渗入路基、结构层，并对渗水盲沟形成“倒灌”，应开挖原有路肩土，在路面和结构层外部增加两层防水土工布，“阻断”边沟内的积水。