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        高速公路路面病害成因及養(yǎng)護措施

        2022-02-06 07:14:01鄭丹萌
        關(guān)鍵詞:高速公路施工

        ◎鄭丹萌

        高速公路在我國的利用率相當(dāng)高,通過高速公路的交通,更好地實現(xiàn)跨省交通,保證了各城鄉(xiāng)的有效銜接,推動了地方經(jīng)濟全面快速發(fā)展。高速路面經(jīng)過一段時間通車運行后,往往會出現(xiàn)各種問題,主要體現(xiàn)在沉陷、坑槽、松散、車轍和裂縫方面,這些路面的病害如果不能及時有效得以處理,不但會越來越嚴重,更能夠給交通安全帶來巨大隱患,因此,我們有必要對路面病害及成因做進一步的分析,研究并探討有效預(yù)防和養(yǎng)護方法,更好地保證高速交通。

        一、路面常見問題成因與處理措施

        1.路面沉陷。

        (1)定義。

        路面沉陷是當(dāng)前最為主要的問題,主要是指路基不能壓實或土質(zhì)較差,施工后期,在受到地下水與行車荷載持續(xù)作用后,在路面的部分出現(xiàn)了豎向變形,導(dǎo)致部分路面局部下沉。根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)認定,如果路面局部下沉10mm時,就表明路面發(fā)生了沉陷的路面病害,需要及時進行處理后,才能確保交通安全。

        (2)沉陷病害產(chǎn)生的機理。

        高速公路經(jīng)過的區(qū)域條件非常復(fù)雜,不同的地域會呈現(xiàn)不同的狀況,在水源充足的地區(qū),往往會出現(xiàn)路基因水文條件呈現(xiàn)的翻漿或濕軟現(xiàn)象,這種情況下,濕軟的路面就會向下傳導(dǎo),直到傳遞至路基處,造成了荷載超出土體極限抗剪強度后,如果在車輪外力作用下,特別是當(dāng)前運輸量增長的情形下,輪跡則會導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉陷變形,如果是重型車輛,在輪跡兩側(cè)會見到向上隆起的部分。這個時期,路面結(jié)構(gòu)所能夠承受的變形能力不能及時適應(yīng)實際彎曲變形強度,往往對路面造成了影響,路面開裂并逐步發(fā)展成為網(wǎng)裂的形態(tài)。

        (3)沉陷病害的處理措施。

        針對這種情況,我們需要及時進行有效的修復(fù)處理,全面保證安全的交通環(huán)境。要針對不同的路面情況,進一步確定病害出現(xiàn)的部位,劃出修補的具體范圍,為了保證修復(fù)效果,需要對周邊進一步擴展,進行劃線標(biāo)注出來,借助液壓機械設(shè)備對沉陷部位及周圍面層材料挖補,進行挖補施工時,需要根據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行,嚴格各項流程環(huán)節(jié),保證整體修復(fù)的效果,進行修復(fù)時,大體需要全面確定范圍,根據(jù)路面的破壞情況,做好范圍內(nèi)的鋸縫,保證路面能夠到達病害層,對清除的部分材料做好清理,保證廢料堆放,并對路面清理的部分吹掃,選擇添加級配料,做好路面的整平、碾壓,并對路面做好灑黏層油、分層填筑的處理,進行填筑時,要充分保證每層厚度不超6cm,最后做好分層壓實,不低于96%的壓實度,自然冷卻50℃以下后即修復(fù)完成,待清理后可以開放修復(fù)路段交通。

        2.路面坑槽。

        (1)定義。

        坑槽的產(chǎn)生往往是外力導(dǎo)致,一般是路面受行車荷載作用后導(dǎo)致骨料出現(xiàn)了局部脫落,一般深度2.5cm以上、面積0。1m2以上,這部分區(qū)域出現(xiàn)了坑洼的情況,給交通帶來的隱患。

        (2)坑槽病害產(chǎn)生的機理。

        出現(xiàn)這種情況的路面,主要是施工時沒有嚴格把握好材料的質(zhì)量,面層材料組合不符合標(biāo)準(zhǔn),整體較差或施工質(zhì)量達不到要求,還有就是路面施工所使用的結(jié)合料不足,沒有黏結(jié)力,后期在外力的作用下,長時間受重載作用,出現(xiàn)了面層集料黏結(jié)逐漸喪失分散。當(dāng)路面的分散材料被車輛車輪帶走或被雨水沖走后,則會出現(xiàn)路面的各種形狀面積坑槽。路面出現(xiàn)網(wǎng)裂后,各種材料碎塊也會在車輛作用下出現(xiàn)多次的荷載碾壓,出現(xiàn)了破碎的情況,車輛雨水則會帶走骨料出現(xiàn)坑槽??硬鄄『υ蜉^為復(fù)雜,一般體現(xiàn)在幾個方面,一是面層厚度不夠。施工過程中,面層不符合標(biāo)準(zhǔn),沒有按照標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)加工,混合料缺乏黏結(jié),瀝青加熱溫度不足或者過高,路面后期碾壓不密,這種材料下路面很難保全,如果是行車與雨水作用,混合料出現(xiàn)松散發(fā)展為坑槽。二是面層混合料攤鋪不合理。這種情況也出現(xiàn)了施工的標(biāo)準(zhǔn)不夠,下層表面清理不好,出現(xiàn)了垃圾和泥灰,上下層黏結(jié)不牢固。三是路面養(yǎng)護不到位。后期沒有經(jīng)過足夠的時間養(yǎng)護,路面出現(xiàn)了網(wǎng)裂、松散與脫皮。

        (3)坑槽病害處理措施。

        為了做好路面修復(fù)工作,則需要在設(shè)計施工時,嚴格按照設(shè)計要求做好材料配比,路面施工,充分做好材料選擇是關(guān)鍵,確保瀝青面層厚度符合要求。要提升路面建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),選擇性能良好的材料,混合料配合比設(shè)計優(yōu)先黏結(jié)力相對較高的級配,這樣,才能避免因為材料強度不夠,出現(xiàn)路面問題。對混合料拌制要保證拌和時間、溫度與用量,嚴格保證混合均勻才能進行攤鋪,面層施工中,要能充分做好混合料的檢驗,對路面進行清理,在沒有清理好后不能施工,為了保證粘給度,要在路面噴灑黏層瀝青。日常做好路面的檢查與維護,及時發(fā)現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)路面出現(xiàn)網(wǎng)裂、松散和脫皮等,壓根立刻做好修補才能避免擴展。

        3.路面松散。

        (1)定義。

        路面松散主要是路面的面層集料黏結(jié)力不足,在長期使用后,失去了粘度,路表面就會出現(xiàn)懸浮狀集料骨料,造成面層局部分散,形成不了整體。行車荷載出現(xiàn)粉塵飛揚,如果不能及時修復(fù),則會導(dǎo)致更大的問題。

        (2)松散病害產(chǎn)生的原因。

        出現(xiàn)這種現(xiàn)象的成因較多,一是施工過程中,混合料瀝青粘度不足,和集料的黏結(jié)力不夠。二是料中瀝青用量沒達到標(biāo)準(zhǔn),整體用量不足。三是礦料沒有嚴格保存,使用過程中,過濕或不凈,材料中有風(fēng)化石雜質(zhì),影響到了材料的強度。四是混合料拌和溫度沒有控制好,溫度高則會導(dǎo)致瀝青焦枯。五是材料沒有經(jīng)過嚴格檢測,施工中用了老化的瀝青或石料酸性強,黏附力不足,造成路面松散。六是混合料攤鋪時沒有充分碾壓完全,如果混合料溫度低則不利于粘結(jié)。七是基層強度不好,地基承載能力弱,出現(xiàn)了下部路基不均勻沉降的問題,導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了破壞。

        (3)松散病害的處理措施。

        為了有效解決好這個問題,則需要嚴格控制好材料與施工管理。一是控制好材料質(zhì)量,施工中,不允許使用酸性石料進行施工,如果為了節(jié)省成本無法避免的使用,則需要摻入適量抗剝離劑增強瀝青黏結(jié)力。二是控制好混合料拌制。路面施工中所用瀝青與集料必須要符合標(biāo)準(zhǔn)才能使用,如果不符合施工規(guī)范,則不能使用,嚴格控制好時間與溫度,保證材料的粘度。三是控制好溫度。對于在外加工的材料,當(dāng)混合料運輸至施工現(xiàn)場后,需要在溫度沒有下降前進行攤鋪碾壓,提高壓實度。四是做好日常的維護。要經(jīng)常進行路面檢查,如果發(fā)現(xiàn)路面脫皮病害,一定要及時修補,可以將松散面層鏟除重新攤鋪碾壓,如果已經(jīng)到達了基層,則要鑿除到基層再修復(fù)碾壓。

        4.路面車轍。

        (1)定義。

        路面車轍是長期使用后,路面出現(xiàn)的一種問題,主要是指輪跡部位深度10mm,在車輛周邊形成沿縱向分布的帶狀凹槽。車轍是永久變形,需要及時修復(fù)后才能使用。

        (2)車轍病害產(chǎn)生原因。

        車轍病害的出現(xiàn)成因較廣泛,主要受到混合料級配不良影響,如果材料未能達標(biāo)就進行施工,則會出現(xiàn)混合料強度不足,材料中的瀝青要保證溫度,才能施工,避免出現(xiàn)路面變形。另外,路面的施工質(zhì)量達不到要求,也會出現(xiàn)問題,處于地下水豐富的區(qū)域,受水豁影響出現(xiàn)路面的損壞,當(dāng)后期使用后,車輛反復(fù)擠壓造成路面問題越來越嚴重。

        (3)車轍病害處理措施。

        要最大程度的優(yōu)化材料質(zhì)量,根據(jù)公路周邊的環(huán)境,選擇成本低的材料進行施工,瀝青材料配合比要科學(xué)把握,進行設(shè)計優(yōu)化。有效控制施工全過程,嚴格進行路面的碾壓標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)程序做好施工推進,提高混合料壓實度,做好檢測與抽查,避免出現(xiàn)特殊路段壓不實的問題,要大膽使用新型材料,對于條件允許的地區(qū),優(yōu)先考慮改性瀝青的使用,以此保證性能穩(wěn)定。路面結(jié)構(gòu)中增加路面的層厚,一般使用集料最大粒徑4倍。出現(xiàn)輪跡凹槽后,要及時處理,把凹槽兩側(cè)隆起的部分清理掉,把面層鑿除再對凹槽鑿毛處理,均勻涂刷黏層瀝青便于新拌混合料粘結(jié),及時修補路面。如果到達了基層,則要對基層補強后,才能進行路面修復(fù)鋪筑。

        5.路面橫向裂縫。

        (1)橫向裂縫產(chǎn)生的成因。

        路面出現(xiàn)了橫向裂縫嚴重影響到行車的安全,一般出現(xiàn)這種現(xiàn)象的成因較多,主要體現(xiàn)在一是施工縫處理不妥,沒有進行嚴格的接觸,嚴密度不足。二是施工過程中材料質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn),瀝青沒有達到施工的要求。三是半剛性基層出現(xiàn)了收縮裂縫向上反射后呈現(xiàn)了橫向產(chǎn)生的裂縫。四是涵洞兩側(cè)填土不規(guī)范,出現(xiàn)了結(jié)團現(xiàn)象。

        (2)橫向裂縫預(yù)防措施。

        只有組織好施工,嚴格進行過程管理,才能有效避免出現(xiàn)施工問題,進行施工過程中,要充分做好施工組織與監(jiān)督,保證攤鋪施工連續(xù)性,通過嚴格的時間控制,盡可能減少或避免冷接縫。要做好施工監(jiān)管,把橫向接縫碾壓充分到位。重點做好橋涵兩側(cè)填土施工,保證填筑均勻充分,最后進行碾壓保證路面密實。出現(xiàn)了路面的橫向裂縫,要對寬度2~5m范圍橫向裂縫利用乳化瀝青灌縫做好路面的處理,寬度5mm的橫向裂縫采用改性瀝青灌縫。

        6.路面縱向裂縫。

        (1)縱向裂縫產(chǎn)生原因。

        產(chǎn)生這個問題的成因主要是施工過程中,沒有嚴格按照技術(shù)規(guī)范處理冷接縫,以致于路面相關(guān)的部分脫開。縱向溝槽回填土不符合標(biāo)準(zhǔn),沒有進行后期的壓實出現(xiàn)了沉陷,從而呈現(xiàn)了縱向開裂的現(xiàn)象。一些改造的路面,出現(xiàn)了新老路面交界差異沉降的情況。

        (2)縱向裂縫預(yù)防措施。

        為了解決好縱向裂縫,則要在施工中嚴格控制組織,強化對材料的處理,整個路幅混合料攤鋪需要連續(xù)進行,最好一次性結(jié)束施工,上下兩層施工縫至少15cm錯開。溝槽回填土填筑壓實要進行分層處理,完成碾壓后再進行填土。對于路面的改造拓寬段,一定要在保證基層材料厚度的前提下,做好路面的處理。

        二、高速公路路面病害養(yǎng)護技術(shù)

        1.常規(guī)修復(fù)方法。

        (1)局部填充技術(shù)。

        局部填充技術(shù)是路面修復(fù)多見的一種技術(shù),其整體適應(yīng)性較好,特別是運用到高速公路路面病害修復(fù)中,能夠達到良好的修復(fù)效果與品質(zhì),任何一種公路問題,均能夠廣泛用到這項技術(shù)。進行局部填充時,需要把乳化瀝青灌入需要修復(fù)的裂縫中,對路面縫隙進行填充處理,乳化瀝青固結(jié)后則完成修復(fù)。對于較大的高速公路裂縫,需要采取振動的方式,使瀝青填滿裂縫區(qū),通過振搗做好路面的壓實處理,做好表層封口后完成裂縫修復(fù),確保路面通暢平整。

        (2)罩面法。

        罩面法能有效解決表層較輕的淺車轍與裂縫病害,通過修復(fù)后,保證了路面的平整度。此項技術(shù)分為薄層罩面和超薄磨耗罩面兩種方式。進行實際操作時,首先對路面損壞的部分進行銑刨,做好進一步的修復(fù)處理,使路面的面層稍微平整后,在面層均勻覆蓋7cm瀝青層,要充分做好防水處理,避免病害反復(fù)出現(xiàn),通過技術(shù)處理后的高速公路路面,能夠修復(fù)好裂縫變形,提高路面平整度,保證防滑能力,進一步延長高速公路使用壽命。

        (3)撒鋪法。

        撒鋪法主要是通過增強高速路面防水抗滑性能,全面提高路面性能,避免路面病害出現(xiàn),提高路面的使用效果。修復(fù)過程中,主要是將聚合物改性瀝青與連續(xù)級配有防水性能的骨料進行均勻撒鋪,使路面上部整體形成一層面層,進一步提升路面的防水性,保證了路面的防滑功能良好,以此有效減少交通事故。

        (4)路面再生法。

        路面再生法能夠有效保證路面的使用效果,對于高速公路的修復(fù)起到了重要的作用,這種處理技術(shù)是路面病害中使用頻率最高的技術(shù),適用于各種病害現(xiàn)象,整體看,技術(shù)的種類繁多,技術(shù)優(yōu)勢明顯,在長期的使用中體現(xiàn)了良好的效果。路面再生法包括路面冷再生技術(shù)和路面熱再生技術(shù)兩種,主要是以溫度為標(biāo)準(zhǔn)進行劃分,根據(jù)不同的路面病害選擇不同的技術(shù)形式,能夠提高路面修復(fù)效果,保證行車交通質(zhì)量。熱再生包括廠拌和現(xiàn)場兩種。廠拌再生是通過對舊瀝青的材料翻挖回收再利用,通過工廠加工破碎處理,再加入一些新材料,進行混合再生利用,新混合料對路面進行修復(fù),最終達到修復(fù)目標(biāo)。廠拌再生法是現(xiàn)代高速公路修復(fù)中最多見的一種方式,既節(jié)省了材料,又避免了浪費的現(xiàn)象,全面提高了施工單位的整體效益。這種方法也存在一定的弊端,施工周期長、運輸成本高,在實際應(yīng)用中,需要考慮實際條件做好方法的選擇;路面冷再生技術(shù)是環(huán)保效果最好的技術(shù),被稱作綠色工程,因為這種技術(shù)修復(fù)的路面能夠最大限度節(jié)省材料,降低環(huán)境污染,保證了周邊生態(tài)的平衡,維護好環(huán)境的健康,同時,在不影響正常通行的情況下,就能夠施工,適應(yīng)性強,適用于裂縫、車轍、擁包和松散等高速公路路面病害。

        (5)淺層灌漿養(yǎng)護技術(shù)。

        如果高速公路路面病害較為嚴重,則要使用這項技術(shù)進行修復(fù),對于長期使用的路面,在環(huán)境作用下車輛作用下,很容易呈現(xiàn)較嚴重的病害,此時,為了更好地修復(fù)路面,則要利用淺層灌漿養(yǎng)護技術(shù)進行路面的養(yǎng)護,全面提高路面的修復(fù)效果,保證行車質(zhì)量與安全。進行修復(fù)時,規(guī)劃好病害范圍,充分做好區(qū)域劃定,用鉆孔設(shè)備對路面出現(xiàn)問題的部位鉆出深約40cm的孔,圍繞病害區(qū)域做好切割,把具有化學(xué)作用的泥漿灌入到路面整理好的孔內(nèi),通過淺層灌漿和路面形成整體,提高了結(jié)構(gòu)強度,保證了路面硬度,通過淺層灌漿養(yǎng)護技術(shù)后,不但能夠保證路面的行車質(zhì)量,更能夠及時做好路面的排水。

        (6)霧封層技術(shù)。

        霧封層技術(shù)整體成本小,施工效果好,周期不長,特別是對于高速公路路面病害養(yǎng)護中最為廣泛,進行修復(fù)時,主要使用的是改性乳化瀝青,通過技術(shù)修復(fù),能夠短時間內(nèi)保證通行,霧封層技術(shù)處理后的路面穩(wěn)定性高,進行施工時,直接把封層材料噴灑到病害路面,通過對路面縫隙修復(fù),提高行車質(zhì)量安全。霧封層技術(shù)對噴灑瀝青材料時間要求嚴格,要在24小時內(nèi)全面完成,并科學(xué)組織好人力設(shè)備,均勻做好噴灑,以此達到對路面的密封處理。

        2.預(yù)防性養(yǎng)護。

        (1)定期巡視評估。

        要想全面保證高速公路的行車質(zhì)量,則要做好日常的養(yǎng)護與巡查,相關(guān)監(jiān)管部門要把工作做到日常,制定高速公路路面定期巡視計劃方案,根據(jù)不同的路面情況,建立科學(xué)系統(tǒng)的巡視、檢測、評估規(guī)劃,科學(xué)有效對路面進行檢查,對發(fā)現(xiàn)的路面微小病變做好系統(tǒng)的評估,在路面病害程度較輕的時期,進行正確修復(fù),節(jié)省成本時間,提高路面交通能力。通過對小病害的處理,避免出現(xiàn)病害的擴展,將病害消除在萌芽階段。

        (2)建立健全考核制度。

        需要季節(jié)性進行養(yǎng)護,建立起的考核,不斷建立健全考核制度,對員工養(yǎng)護的情況進行檢查,進一步提高養(yǎng)護能力,通過日常的技能培訓(xùn),提高業(yè)務(wù)能力,使員工懂得理論,能夠?qū)嵺`,進一步細化養(yǎng)護環(huán)節(jié),及時發(fā)現(xiàn)問題、明確養(yǎng)護步驟,能夠進行上報處理。通過科學(xué)的考核制度建立,調(diào)動員工積極性主動性,保證了效率,提高了質(zhì)量。

        三、結(jié)語

        綜上所述,要充分保證高速公路路面健康,則需要創(chuàng)新技術(shù)形式,提高養(yǎng)護能力,日常做好巡查檢測,及時發(fā)現(xiàn)路面出現(xiàn)的病害,解決好沉陷、坑槽、松散、車轍和裂縫等路面問題,要根據(jù)不同類型路面病害,采取相應(yīng)措施辦法,科學(xué)合理預(yù)防和處理,不斷提升高速公路修復(fù)養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn),建立起系統(tǒng)可行的解決方案,促進我國高速公路事業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展。

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