高速公路路面病害成因及养护施工技术

2022-10-14李靖

交通世界 2022年26期

关键词：面层病害路基

李靖

（邢台市公路建设养护中心，河北邢台 054001）

0 引言

高速公路因交通量大，重载车辆多，容易产生病害。如果病害未得到及时有效的处理，将可能造成严重破坏。因此，有必要在明确病害类型及其产生原因的基础上，采取有效的处治措施。

1 高速公路路面病害产生原因

1.1 裂缝类病害

高速公路路面裂缝病害主要包括龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、不规则裂缝与块裂，各自的产生原因如下。

（1）龟裂产生原因：①路面长时间服役导致严重老化，加之路基强度降低和气候因素影响产生龟裂；②交通量快速增长，尤其是重载与超载车数量增多，使路面遭到损坏，且损坏程度不断加大产生龟裂；③基层与路面施工使用的材料质量不合格，未能达到要求的强度，使用一段时间后有可能产生龟裂；④气候条件和所用材料匹配性不好，如在冬季低温环境中使用低温抗裂性相对较差的材料。

（2）横向裂缝产生原因：①半刚性裂缝开裂并反射到面层；②开挖与填筑的交界部位及地质变化发生部位产生横向沉降，导致路面出现横向裂缝；③伴随路面使用年限不断延长，沥青发生老化，降低面层抵抗裂缝发生的能力，伴随时间进一步延长，路面上的温度裂缝逐渐增加。

（3）纵向裂缝产生原因：①路基未得到有效压实产生下沉，或高填方路基发生自然沉降导致路面产生纵向裂缝；②地基与填土在横向上不均匀，尤其当表面有积水不断渗入时，导致路面产生轻微纵向裂缝；③路基沿横向产生一定不均匀沉降而导致面层产生早期纵向裂缝。

（4）不规则裂缝产生原因：路基路面强度未达到要求，基层结构被压碎，导致路面出现不规则裂缝。

（5）块裂产生原因为填方段路基发生明显沉陷，进而在路面上出现块裂[1]。

1.2 松散类病害

高速公路路面松散病害主要包括坑槽、啃边、脱皮、麻面和松散，各自产生的原因如下。

（1）坑槽的产生原因：①路面和基层之间的黏结性较差；②因路面龟裂未得到及时处理，导致雨水渗入造成面层损坏，产生坑槽；③基层强度较低，受重载车辆碾压后基层遭到破坏，进而在面层上产生坑槽。

（2）啃边的产生原因：车辆在路面边缘行驶，由于路肩强度较低，导致边缘遭到破坏，产生啃边。

（3）脱皮的产生原因：路基路面施工时，没有按照规范程序洒布透层油，使两者间的黏结性变差，导致上层结构发生推移脱落，或由于长时间通车，车辆反复制动使面层和基层局部分离，产生脱皮。

（4）麻面的产生原因：路面在行车及外界因素影响下部分嵌缝料散失，或因沥青老化逐步丧失黏结力而产生嵌缝料散失现象，导致路面上产生麻面。

（5）松散的产生原因：沥青老化使黏结力降低，路面上存在的坑槽未能得到及时、有效的处理，使面层产生破碎与松散；渣土车在行驶过程中发生掉落，导致路面沥青膜逐步脱落，产生松散病害[2]。

1.3 变形类病害

高速公路路面变形病害主要包括拥包、沉陷、车辙与泛油、波浪或搓板，各自的产生原因如下。

（1）拥包的产生原因：路面受重载车辆反复碾压产生剪切变形，经长时间累积变为拥包，加之横坡造成的影响，导致产生拥包。

（2）沉陷的产生原因：路基强度降低或不足；路面铺筑过程中未能及时有效地压实；路面混合料级配不合理。

（3）车辙与泛油的产生原因：路表发生变形，基层强度不足；混合料配制过程中各材料比例欠合理或混合料搅拌不均匀。

（4）波浪或搓板的产生原因：面层强度不足、基层局部强度较低或整体稳定性较差[3]。

2 高速公路路面病害处治技术

以某高速公路段落为例，对其路面病害处理施工技术进行分析。该路段路面损坏状况调查结果如表1所示。

表1 路面损坏状况调查结果

2.1 裂缝类病害处治

对于已经出现裂缝的路面，需及时采取有效的技术措施来处理，当裂缝宽度在5mm以内时，先用吸尘器将裂缝中的杂物和尘土清理干净，然后在裂缝中灌入沥青与细砂（也可采用石屑），并采用人工捣实，最后进行必要的养护；当裂缝宽度超过5mm时，应借助切割机在裂缝边缘处进行切割，其深度通常按照3cm控制，宽度需达到1cm，然后用吸尘器将缝槽内存在的杂物和尘土清理干净，最后使用热拌混合料进行灌缝[4]。

开槽灌缝施工主要利用开槽机沿裂缝走向凿出宽、深分别为1.0～1.5cm和1.5～2.0cm的缝槽，将缝槽内部碎屑清理干净后，借助灌缝机在缝槽中压入密封胶。施工中应注意以下事项：①临时封闭交通，根据所在地区路面养护流程采取各项安保措施；②检查开槽机和灌缝机，确认达到施工要求；③严格按照设计要求的尺寸进行开槽，严格控制开槽深度，根据裂缝宽度和类型，随时调节开槽尺寸；④凿出缝槽后，需使用气枪清除缝槽中的灰尘与碎渣；⑤利用灌缝机在缝槽中注入密封胶；⑥缝槽灌满密封胶后，将路面上的杂物清理干净，并撤除所有安全标志，开放路段交通[5]。

贴缝的原理是把修复剂灌入裂缝，将裂缝密封，其施工工艺为：①做好交通临时封闭，根据所在地区路面养护流程采取各项安保措施；②将裂缝内的杂物清理干净，必要时可采用气泵枪进行清理；③利用注射器在清理干净的裂缝中注入养护剂；④裂缝被注满后，在其表面撒上一层细砂并连续养护2h；⑤待养护完成并检查合格后，撤除安全标志，开放路段交通。

对于路面龟裂与块裂，可采用以下方法处治：①当路面结构层厚无法达到要求时，应先铣刨面层，然后重新铺筑；②当龟裂与块裂相对较小时，可使用封层或薄层罩面的方法进行处理；③若龟裂是基层方面的原因导致，则应先采用换填等方式使基层达到稳定，经检查确认基层稳定后，即可重新铺筑面层；③切实加强路面日常养护，对早期产生的轻微裂缝和龟裂，也可通过以上方法加以处理，以免由于不断发展造成大规模破坏[6]。

2.2 泛油处治

泛油是指当气温较高时，路面混合料中的油料向外渗出，在路面上形成油膜，导致路面抗滑性能大幅下降，如果未能及时有效地处理，将威胁到路面的行车安全。对于轻微泛油病害，在气温较高的季节在路面上撒布一层粒径为3～5mm的石屑或粗砂，然后用压路机进行碾压，使其达到密实；对于严重泛油病害，同样要在气温相对较高的季节先在路面上撒布一层粒径为5～10mm的碎石，用压路机碾压密实后，继续撒布一层粒径为3～5mm的石屑或粗砂，最后碾压密实。当存在含油量很大的软层时，应将其全部挖除，然后重新摊铺面层。对于泛油病害的处理关键在于选择合适的时间，一般选高温季节，撒料按照行车方向进行，且应先撒布粗骨料，再撒布细骨料[7]。

2.3 松散类病害处治

（1）坑槽的处治方法：先在坑槽周围扩边10～15cm，再用切割机对扩边后的坑槽进行切割，确保切割完成的坑槽形状规则，如正方形或矩形，然后用吸尘器将坑槽内部和边壁上附着的杂物清理干净，并均匀洒水，待水分蒸发后，于坑壁涂抹黏层油，待上述作业均完成后方可开始修补面层。在修补面层的过程中，当坑槽深度不超过25mm且坑槽面积在1m2以内时，可按照双层沥青碎石路面进行修补，下层为中粒式沥青碎石，上层为细粒式密级配沥青混合料；当坑槽深度超过25mm且坑槽面积大于1m2时，下层需采用粗粒式沥青碎石，上层材料不变。

（2）啃边的处理方法：先清除已损坏的面层部分，然后在接茬部位喷洒一层黏层沥青，最后使用新拌混合料对啃边部位进行修补。

（3）脱皮的处理方法：在相邻两个面层结构间喷洒一层黏层油，增强结构间黏结性；对于因为纵坡过大重载车辆反复刹车产生的脱皮现象，应先将面层结构挖除，再采用人工对基层进行拉毛，拉毛后均匀喷洒一层透层油，之后用中粗混合料对面层进行修补。

（4）麻面的处理方法：对于因在气温较低的情况下施工产生的麻面，应先将松散料准备好，在气温不低于10℃的情况下，将麻面路段上的杂物和尘土清理干净，并重新喷洒一层沥青，然后撒布石屑或粗砂，最后将其碾压密实[8]。

（5）松散的处理方法：预先准备充足的松散料，待环境温度不低于10℃后重新铺筑面层。

2.4 变形类病害处治

（1）拥包处治：对于因基层强度不足产生的拥包，应先将拥包段路面基层挖除，然后根据实际情况，按照相关技术标准重新进行基层与面层施工，若基层挖除后发现路基松软，则应采用排水盲沟来降低区域的地下水位，并采用砂砾等透水材料修筑垫层。对于因路基沉降产生的路面沉陷病害，应在处理路面上沉陷病害的基础上对公路排水设施予以完善，避免后期因黄土路基下沉导致的沉陷病害再次发生。

（2）车辙处治：通常车辙大多长距离分布且深度相对较大，在处理过程中应将减小车辙深度与恢复路面性能相结合，先采用铣刨的方法去除车辙隆起处，然后均匀、全面地拉毛，再采用脱皮处理方法进行处理，使路面质量得以恢复。

（3）波浪处治：将存在波浪的面层与基层全部挖除，然后严格按照相关技术标准，结合现场实际情况重新铺筑基层和面层。热料冷补方法适用于雨季损坏的路面抢修。沥青路面正常运营时如果遇到雨季产生很多坑槽病害且未得以及时有效的修补，将使坑槽病害不断恶化，对路面正常使用造成很大影响。该修补方法的基本原理为：采用冷补料在公路沿线上对坑槽进行填充，然后使用压路机将其压实，确保路面满足通车基本要求。待降雨停止后，采用热处理方法对路面坑槽进行处理。这项工艺将不同修补技术的优势结合在一起，能使路面修补施工不受温度和时间等因素的限制。