高速公路复合式路面养护维修技术分析

徐芳媛

（石家庄市西柏坡高速公路运营中心，河北 石家庄 050000）

0 引言

复合式路面是我国公路早期建设中常见的路面结构，这种路面结构是水泥混凝土与沥青混凝土面层的结合应用，属于刚性路面，具有一定的耐久性和行车舒适度。但随着公路投入使用时间的增长，部分路段出现断板、错台、凹陷、车辙、裂缝等病害，亟需采取有效的养护维修措施进行病害治理，避免路面破坏进一步扩大，影响交通安全。

1 工程概况

某高速公路投入使用7年，路面结构为AC中粒式沥青混凝土（厚5cm）+水泥混凝土（厚25cm）+水泥稳定碎石（厚15cm）+水泥石灰稳定土（厚15cm），该路面结构属于复合式路面结构。在公路使用期间，未开展过大修工程，目前公路部分路段的路面出现较为严重的病害，导致面层强度和平整度大幅度降低，影响行车安全性及舒适性。经过现场勘察可知，本工程复合式路面破坏分为两类，一类为结构性破坏，包括断板、脱空板、局部凹陷、错台等。另一类为功能性破坏，包括车辙、麻面、泛油、松散、铺装层剥落、局部网裂等。基于此，需对本工程部分路段进行养护维修，针对不同类型、不同程度的路面病害，采取相应的治理方案，以恢复路面的路用性能。

2 高速公路复合式路面养护维修技术

2.1 复合式路面结构性破坏的养护维修技术

2.1.1 全厚修补

在本次养护维修中，对局部无法修复的路面结构性破坏采用全厚修补技术，彻底修复耐久性裂缝、面板开裂、面板块裂等较为严重的路面病害。

（1）修补混合料拌和。在水泥中掺入促凝剂，水泥用量为450～550kg/m³，采用低水灰比设计，拌和时加入2%氯化钙，提高混合料的早期强度。

（2）确定修补区域。将可见破坏区两侧外延0.6m都划入全厚修补区域，修补长度不小于1.8m，宽度不小于3.6m。对修补长度超过4.6m的部位，要进行加筋处理，并设置横向接缝；用金刚锯锯开修补区域边线，锯入深度控制在13mm以内，防止对基层造成破坏。

（3）清除旧路面。采用起吊法清除混凝土，选用重型机械起吊锯开边界后的混凝土板，将大块板分割成小块板吊运走；混凝土板清除后，清理基层上松动的集料，排出修补区内的积水，保证基层结构稳定[1]。

（4）混凝土浇筑。混合料坍落度控制在51～102mm范围内，浇筑后用振动刮板刮平；全厚修补区的纵横向接缝都采用锯缝、填缝工艺，缝槽深度不得小于51mm，以达到分散修补区表面受力、减少接缝剥落的目的。

（5）养生。在混凝土浇筑后，将聚乙烯薄膜覆盖到修补区域，减少混凝土水分损失，促使混凝土快速进入养生阶段。

2.1.2 断板处治

根据断缝破坏程度不同，将混凝土板断裂划分为轻微、中等、严重三个等级，针对不同等级采取不同的修补技术方案。

（1）轻微断裂修补。在处理裂缝宽度小于3mm的轻微断裂时，先清理缝隙，准备灌缝浆液，再用喷嘴将浆液灌入缝内，最后加热灌缝处，促使灌缝材料与裂缝处混合料黏结密实。

（2）中等断裂修补。在处理裂缝宽度3～25mm的中等断裂时采用局部修补技术，沿裂缝两侧20cm宽度放样，开凿成凹槽，凹槽深度为混凝土板厚1/2，垂直于中线。清理凹槽，沿中线平行方向用冲击钻打眼，打眼深至基层表面，清理孔眼，将Ⅱ型钢筋安放在孔眼内，再用高强度水泥砂浆填充孔眼。

（3）严重断裂修补。在处理裂缝宽度大于25mm的严重断裂时，因裂缝处出现集料剥落，混凝土板出现活动断板，因此采用整板更换的处理方案[2]。

2.1.3 脱空板处治

本工程的部分路段出现混凝土板与基层脱空病害，板缝附近的水泥稳定碎石基层呈现破碎状态，导致路面翻浆问题较为严重。在处理脱空板时，本次养护维修采用压浆处理技术，具体施工技术要点如下：

（1）压浆材料。采用水泥粉煤灰浆液，水泥∶粉煤灰∶水的比例为1∶0.5∶0.45，灰浆固化后的抗压强度不得小于5MPa。

（2）施工机械设备。采用钻孔取芯机、灰浆拌和机、灰浆泵、膨胀螺栓等施工机械设备与工具[3]。

（3）钻孔。根据脱空板所在区域确定钻孔位置，使用钻孔取芯机钻孔，钻至板厚深度，保证孔径与压浆头直径相差不得超过2mm。

（4）压浆。按照水灰比制备浆液，用灰浆泵将浆液从钻孔处压入混凝土板底，压力保持在2.0MPa，直到浆液从钻孔中溢出，此时用圆木塞封堵溢浆孔，避免压力散失。注浆后，封堵注浆孔，封堵超过3min后才能拔除两个孔上的木塞，再在孔口处用灰浆封严[4]。

（5）养护。在灰浆强度达到5MPa之前，不允许车辆通行；压浆后养生3d，养生结束时用标准轴载车、贝克曼梁测量压浆处理部位的弯沉值，要求弯沉值不得小于0.3mm。如果未达到要求，则要重新钻孔补压。

2.1.4 错台处治

本工程部分路段的路基与基层压实度不足，造成混凝土板下移，形成错台。在错台治理时，根据错台严重程度采用不同的治理方法。

（1）轻微错台治理。当错台高差不超过10mm时，采用机械磨平法与人工凿平法进行处理，并在混凝土板下注入氧化沥青，起到固定面层的作用。

（2）严重错台治理。当错台高差超过10mm时，采用路面修补法处理错台，整体翻修混凝土板。

2.1.5 凹陷龟裂处理

本工程部分路段已经发生严重沉陷，经现场勘查表明，此路段的基层、底基层已经遭受破坏。在处理凹陷龟裂病害时，挖除原沥青混凝土面层，按照行车道水泥混凝土板宽度确定挖除宽度，开挖后采用以下处理方案：

（1）混凝土板处理。检查基层是否完好，对基层完好的混凝土板破除处理，清理干净槽底碎料，利用新混凝土补平局部凹陷部位；恢复拉杆钢筋部位，浇筑新混凝土板，浇筑厚度为23～25cm；浇筑后锯缝、灌缝、养生，在混凝土强度达到设计值70%时，将改性乳化沥青黏层油喷洒到混凝土面层上，喷洒厚度为1mm。在混凝土槽侧面涂刷热改性沥青，厚度为3mm，将高分子抗裂贴铺贴到混凝土板缝上，铺贴高度和宽度均为15cm。分层浇筑混凝土，浇筑厚度与原复合式路面标高一致[5]。

（2）基层处理。当基层出现破损时，挖除全部破碎部位，预留出不小于20cm的横向间距，准备做预切纵缝，纵缝不得与面层裂缝重合；在基层上浇筑新混合料，混合料中的水泥用量控制在170kg/m³以上，集料最大粒径不得超过31.5mm，混凝土试件28d弯拉强度不得小于1.0MPa。

（3）底基层、土基处理。在长期受到水损坏的影响下，路基顶部填土呈软塑状态，对这部分底基层和土基的处理要换填碎石，全部挖除软化层，厚度不小于40cm，用碎石换填挖除部位。分层压实换填材料，保证压实度达到相关规范要求。

2.2 复合式路面功能性破坏的养护维修技术

2.2.1 裂缝处治

本工程部分路段的裂缝以反射裂缝为主，呈形态规则的横缝和纵缝。裂缝渗水会导致路面结构强度下降，因此本次养护维修重点针对不同程度的裂缝采用不同的处理措施。

（1）宽5mm以下的裂缝处理。清理裂缝内的灰尘，向裂缝内灌入沥青玛蹄脂封堵裂缝。针对顺直裂缝，采用开槽机沿着裂缝开凿，开凿宽度和深度均为13mm，使开凿断面呈矩形槽。开凿后用空气机清除槽缝内的灰尘，再用改性沥青聚合物灌平裂缝[6]。

（2）宽5mm以上的裂缝处理。凿除裂缝两侧松动的集料，在缝壁处灌入液体沥青，振捣密实沥青，再在沥青层上覆盖细砂，压实；沿着不规则裂缝的缝边缘开凿，开凿后的矩形槽宽为50mm，深度与原沥青路面面层厚度一致；清理干净凹槽内的杂质，将热改性沥青涂抹到槽底和侧面，厚度分别为1mm、3mm，之后再沿着板缝贴上高分子抗裂贴，最后铺筑改性沥青混凝土，压平裂缝处。

（3）网裂处治。针对造成路面网裂的不同原因，采用不同的处治技术。具体如下：如果路面小面积网裂是水泥混凝土层强度低于设计值造成的，则可以用乳化剂填充裂缝，恢复路面结构整体性；当网裂面积较大，且出现不断扩展趋势，则要在该路段采用加铺罩面施工技术；当网裂布满路面，且难以通过此方法维护修复时，则击破此处的路面板块，重新铺筑水泥混凝土板。

2.2.2 泛油维修

采用抽提试验测定泛油处的油石比，根据泛油严重程度采用不同的养护维修技术。

（1）轻微泛油。在泛油路段铺撒石屑，粒径为3～5mm，通过车辆行驶碾压石屑。

（2）较为严重的泛油。在泛油路段铺撒碎石，粒径为5～10mm，通过车辆行驶碾压。待碎石挤嵌到泛油处后，再铺上粒径为3～5mm的石屑，继续引导车辆碾压。

（3）严重的泛油。对已经出现软层的高含油量泛油路段，均匀铺洒碎石，粒径在10～15mm，采用压路机碾压；碎石挤嵌稳定后，再铺上一层粒径在5～10mm的碎石，通过车辆行驶进行碾压。

2.2.3 拥包、麻面处治

在拥包、麻面周围扩展20～30cm，确定挖除范围，挖除后检查水泥混凝土面板是否完好；对已经出现板缝的水泥混凝土面板进行清洗，采用热改性沥青灌入板缝，再喷洒改性乳化沥青黏层，厚度为1mm；将高分子抗裂贴铺在板缝处，铺贴宽度为15cm，在抗裂贴上铺筑改性沥青混凝土，铺筑后压实[7]。

2.3 加铺层施工技术

本工程在养护维修中采用铣刨罩面的施工方案，防止反射裂缝，恢复路用性能，提高养护作业效率。在部分病害程度较轻的路段采用加铺层预防性养护技术，加铺层结构为SMA沥青混凝土加铺层（4cm）+SBS应力吸收层（1.5cm）。具体施工技术要点如下：

2.3.1 应力吸收层施工

（1）用打磨机、真空吸尘机处理原沥青路面，保证面层清洁，无浮尘、杂物。

（2）选用SBS改性乳化沥青、无碱玻璃纤维作为应力吸收层施工材料，其中无碱玻璃纤维用量为110g/m2。

（3）均匀涂刷乳化沥青，采用同步切割喷涂技术，促使胎体材料与防水涂料均匀混合，增强应力层的作用；在大面积涂布材料之前，先涂刷转角处等隐蔽部位，之后再正式涂布路面，控制材料用量，不得出现涂料流淌、漏涂、堆积等质量问题。

（4）铺设完毕应力吸收层后，不允许机械设备、施工人员在应力吸收层上活动，防止灰尘污染吸收层面。

2.3.2 加铺面施工

（1）拌和。SMA混合料的原材料选用Sasowma改性剂、中海70号机制沥青、SBS改性沥青、碎石粗集料、石屑细集料、矿粉填料和木质素纤维，最佳油石比为6.2%；根据配合比设计要求，在自动化拌和机内投放各种材料，控制拌和温度，制备SMA改性沥青混合料；在拌和过程中依次投入集料、纤维进行干拌，时长为5～8s，再投入矿粉干拌，保证纤维均匀分布；喷入沥青进行湿拌，时长不得小于5s，之后再投入改性剂，适当延长拌和时间。

（2）运料。本工程配备大吨位运料车运输混合料，装料时前中后移动运料车，确保混合料均匀卸入车厢内，避免出现SMA混合料离析；混合料拌和后要在最短的时间内运输到施工现场，合理规划运输路线。

（3）摊铺。采用两台同型号的摊铺机呈梯队排列形式联合摊铺施工，摊铺机之间的距离控制在20m以内；在摊铺前预热熨平板，预热后启动振动装置，均匀摊铺混合料；摊铺作业的环境温度不得低于15℃，以免造成SMA混合料降温速度过快，无法保证碾压质量；摊铺过程中，保证混合料供应充足，当遇到供料不足的情况时，可以适当放缓摊铺速度，待自卸车辆运料恢复后，再按照正常的摊铺速度作业。

（4）碾压。加铺层碾压采用钢轮压路机，压路机紧跟着摊铺机进行初压，采用静压的方式碾压2遍；复压紧跟着初压，使用20t振动压路机碾压3遍；终压采用钢轮压路机碾压2遍，消除加铺层上的碾压轮迹；压路机施工速度控制在5km/h，碾压后检测加铺层压实度，当压实度实测值达到98%时，应停止碾压。

3 结语

在高速公路养护工程中，要实地调查复合式路面病害类型和成因，将病害划分为结构性破坏与功能性破坏，针对不同类型的病害采用有效的修复处理技术。同时，养护工程要积极采用预防性养护措施，对病害程度较轻的路段实施加铺罩面养护技术，预防放射裂缝扩大，减少后期大修路面造成的成本浪费，用较低的养护成本达到最好的养护效果。