余有勇

（冕寧縣公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)發(fā)展中心，四川冕寧 615600）

1 項(xiàng)目概況

某國道位于四川省境內(nèi)，建成通車至今已有20多年。該國道某段的路基途經(jīng)膨脹性巖土區(qū)域，在雨雪及交通超載等因素的作用之下，路基已出現(xiàn)變形，經(jīng)過往車輛碾壓之后，水泥混凝土路面出現(xiàn)裂痕、錯(cuò)臺(tái)，甚至沉陷、嚴(yán)重開裂等不同程度的路面損壞情況。有關(guān)部門采取換新填縫料、板底灌漿等常規(guī)的修護(hù)措施，但效果并不明顯，路面損壞的情況未得到根本性的治理和改善。為了維持國道路面的應(yīng)用性能，改善路面的基礎(chǔ)情況，公路相關(guān)部門對該國道采用了有針對性的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，效果顯著，大大改善了路面的破損情況。

2 水泥混凝土路面相關(guān)概念

2.1 水泥混凝土路面受損原因

水泥混凝土路面是國道公路最常應(yīng)用的路面形式。結(jié)合多年來的應(yīng)用及維護(hù)修補(bǔ)情況，分析該種路面磨損斷裂的原因，主要可概括為3大部分：①不夠先進(jìn)的施工工藝。國道水泥混凝土路面的施工工藝復(fù)雜且要求極高，并非所有的施工企業(yè)都具有承建并出色完成任務(wù)的能力和資質(zhì)。某些企業(yè)在施工過程中，受多種因素制約，并未采取最精湛、最適合的施工工藝，也就無從保證國道水泥混凝土路面的質(zhì)量和使用壽命。在日常惡劣的使用環(huán)境中，路面斷裂甚至斷板等問題也就不可避免，大大影響了路面的使用穩(wěn)定性和抗碾壓性能。②國道水泥混凝土路面自身特點(diǎn)導(dǎo)致的，一旦出現(xiàn)問題會(huì)引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)。例如，若路面出現(xiàn)裂縫等問題，進(jìn)而會(huì)引發(fā)起皮、蜂窩等多種聯(lián)鎖反應(yīng)，進(jìn)一步加劇了水泥混凝土路面損壞的情況。③路面經(jīng)過長時(shí)間不間斷的使用后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的受損隱患，需要及時(shí)消除隱患。若問題出現(xiàn)之初不采取及時(shí)有效的補(bǔ)救措施，從根源上消除隱患，后續(xù)的問題會(huì)像雪球一般越滾越大，最終導(dǎo)致局面失控。國道水泥混凝土路面受損，裂縫的種類主要分為橫向、縱向和表面等，若在使用之初就出現(xiàn)失水過快的情況，非常容易導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)表面裂縫。若沒有及時(shí)采取切縫修補(bǔ)措施，失水干縮等問題就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)橫向裂縫。造成縱向裂縫的主要原因是壓實(shí)程度不夠或濕度控制不夠好等[1]。

2.2 水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀

水泥混凝土路面有很多獨(dú)特的優(yōu)勢，包括平整度良好、穩(wěn)定性強(qiáng)、經(jīng)久耐用、修建和維護(hù)的成本不高、施工工藝相對簡單等，被大范圍應(yīng)用在國道公路的建設(shè)中。但在實(shí)際的使用中，受設(shè)計(jì)前期、修建中期、應(yīng)用維護(hù)后期等因素的影響，國道水泥混凝土路面極易出現(xiàn)不同程度的破損情況，嚴(yán)重影響了局部甚至大部分區(qū)域水泥混凝土道路的使用壽命。為了避免此種情況，要對國道水泥混凝土路面進(jìn)行科學(xué)有計(jì)劃的養(yǎng)護(hù)，持續(xù)的巡查監(jiān)測是必不可少的措施，及時(shí)收集整理路面現(xiàn)場數(shù)據(jù)，有針對性地分析不同的破壞現(xiàn)象及特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際破損情況采取最適用的措施來修護(hù)國道道路。雖然國道水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用近些年來逐步上升，但不同地區(qū)不同城市仍存在差距，某些比較落后地區(qū)的水泥混凝土路面維護(hù)方式簡單粗放，缺乏規(guī)劃性與前瞻性，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，這種情況尤其在中西部較偏遠(yuǎn)地區(qū)更為常見。造成的最直接后果是部分路面修護(hù)完成后很難長時(shí)間穩(wěn)定使用，短期內(nèi)可能會(huì)再次破損，重新修護(hù)費(fèi)錢費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對政府資金和社會(huì)資源都是極大的浪費(fèi)。

2.3 水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)

（1）破碎板的處理。將原有國道水泥混凝土路面損壞過于嚴(yán)重的斷板挖除，采取較強(qiáng)混凝土重新澆筑，修補(bǔ)至原路面的損壞處。

（2）裂縫的修補(bǔ)。國道公路的交通任務(wù)繁重，過往大重型車輛較多，由于過往車輛的負(fù)載較大、環(huán)境中溫濕度變化大等影響，剛性的水泥混凝土路面出現(xiàn)面板裂縫的概率大大增加，一旦出現(xiàn)裂縫，需要對各種形狀大小、不同寬度深度的裂縫加以修復(fù)。裂縫處理技術(shù)不僅對國道水泥混凝土路面的裂痕進(jìn)行了有效的填充抑制，也大大提升了路面表面質(zhì)量。水泥混凝土路面的裂縫修補(bǔ)方法主要包括全深度補(bǔ)塊法、直接灌漿法、灌注黏結(jié)劑法等，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取最有效的裂縫修補(bǔ)措施。

在實(shí)際維修工作中，黏結(jié)劑應(yīng)根據(jù)路面破裂情況進(jìn)行篩選。水泥路面的縫隙不易清潔，若清潔效果不符合要求也很難對其進(jìn)行灌漿處理[2]。針對此種較難處理情況，應(yīng)轉(zhuǎn)變思路，改變裂縫原有寬度至滿足清潔的要求，確保清潔工作能夠順利徹底地完成，為灌漿技術(shù)充分發(fā)揮其作用奠定了良好的基礎(chǔ)。另外，在施工過程中，沖擊鉆等輔助設(shè)備的應(yīng)用也是必不可少的，應(yīng)用得當(dāng)會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

（3）路面面板拱起問題的處理。國道水泥混凝土路面面板拱起也是比較常見的損壞情況之一。主要有以下兩種解決措施：①若面板拱起處沒有比較明顯的裂縫，可以對面板適當(dāng)?shù)夭眉粢徊糠?，裁剪的長寬依據(jù)拱起的高度來計(jì)算，將拱起的部分妥善剪除之后，道路面板基本恢復(fù)平整。②面板拱起的情況比較嚴(yán)重，若局部或大面積已出現(xiàn)橫斷面表面裂縫，則需要采取修補(bǔ)法對拱起部分進(jìn)行修補(bǔ)。

（4）路面面板錯(cuò)臺(tái)的處理。若國道水泥混凝土路面出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的現(xiàn)象，需要采用相應(yīng)的措施進(jìn)行修補(bǔ)。錯(cuò)臺(tái)維修技術(shù)是路面維修中的常見技術(shù)，效果顯著，花費(fèi)較短的時(shí)間即可恢復(fù)水泥混凝土路面的穩(wěn)定性。該技術(shù)的運(yùn)用有多種形式，包括填補(bǔ)法或磨平法等。在具體的施工過程中，根據(jù)面板錯(cuò)臺(tái)高差的情況選擇適合的處理方法。如果水泥路面面板錯(cuò)臺(tái)的高度不大于10 mm，宜采用人工磨平法，該方法實(shí)施比較方便且耗時(shí)較短；若面板錯(cuò)臺(tái)的高度大于10 mm，則需通過在錯(cuò)臺(tái)較低側(cè)澆筑混凝土的方式來修補(bǔ)高差，以此提升國道交通的暢通性。在解決水泥路面錯(cuò)臺(tái)問題時(shí)，應(yīng)找到發(fā)生錯(cuò)臺(tái)的根本原因，選擇最適合的處理措施。當(dāng)路基出現(xiàn)不規(guī)則變形時(shí)，大概率會(huì)損壞國道基層，此時(shí)可借助旁壓儀或者雷達(dá)等輔助工具，以幫助找到錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的真正原因。

（5）路面面板脫空的處理。國道路面經(jīng)常有大型重卡車輛經(jīng)過，超載載荷使路面的承擔(dān)壓力過大，國道水泥混凝土面板受較大動(dòng)荷載長時(shí)間的刺激極易出現(xiàn)面板脫空的問題，目前主要采用灌漿法進(jìn)行修補(bǔ)。灌漿時(shí)，根據(jù)路面實(shí)際情況選擇合適的灌漿料，嚴(yán)格控制灌漿的壓力值，使?jié){料既能充分填滿脫空處，又能避免壓力過大導(dǎo)致的局部面板錯(cuò)臺(tái)加劇的問題，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求進(jìn)行灌注，是保障灌漿法效果的重要前提。

3 加鋪瀝青層改造技術(shù)的應(yīng)用

3.1 改造路段的破損確定

首先對該國道全路段進(jìn)行詳細(xì)的破損情況調(diào)查，詳細(xì)記錄下破碎板和脫空板信息。常用的調(diào)查方法有：①觀察法，主要依靠目測對錯(cuò)臺(tái)、裂縫等問題進(jìn)行排查。②借助設(shè)備，如彎沉儀等進(jìn)行檢測，以快速確定脫空板的位置。

3.2 施工前的破損處理

（1）裂縫處理。首先需要將裂縫中的雜物清理干凈，清理后采用水泥漿或?yàn)r青砂實(shí)施灌縫處理。

（2）換板處理。針對國道路面存在嚴(yán)重破碎板的情況，宜采用更換面板的方法。主要操作要點(diǎn)包括：基層松散部分可用15號(hào)素水泥混凝土填充，下沉區(qū)域用同種型號(hào)的水泥混凝土進(jìn)行調(diào)平，對路面上的裂縫必須先徹底清理干凈，方可使用水泥漿實(shí)行灌注填充。

（3）板底壓漿處理。該國道路面的主要破損是板底脫空，最有效的修補(bǔ)措施是板底壓漿法。灌漿操作需嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，切忌修補(bǔ)的過程中引發(fā)拱起、翹曲等新的問題?？茖W(xué)規(guī)劃修護(hù)保養(yǎng)的時(shí)間，以最大限度地保障國道路面的強(qiáng)度。修護(hù)工作完成之后，需要采用彎沉儀等檢測設(shè)備進(jìn)行復(fù)檢，以檢驗(yàn)修補(bǔ)的效果，保證壓漿工作的徹底性。

3.3 加鋪瀝青層的施工

將已修補(bǔ)完成的國道水泥混凝土路面清理干凈，再在路面表層鋪灑一層黏層油，并加鋪燒毛土工布等，注意應(yīng)覆蓋住縱縫，之后做好路面的排水工作。

3.4 效果分析

加鋪層施工若以整體攤鋪的形式進(jìn)行，工期較短，修補(bǔ)的效果也良好。但在重型車輛的大載荷和雨雪等惡劣天氣的反復(fù)沖擊之下，不超過半年的時(shí)間，加鋪層出現(xiàn)了很多反射裂縫，大大縮減了路面的使用壽命。反射裂縫的產(chǎn)生主要是由于溫度、荷載等外界刺激，導(dǎo)致水泥混凝土路面產(chǎn)生變形、位移等破損，并在原有的裂縫處聚集了過多的應(yīng)力，反射到新鋪設(shè)的路面面層上，又引發(fā)了新鋪瀝青面層病害的問題[3]。

4 路面養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)介紹

4.1 反射裂縫的原理

根據(jù)柔性基礎(chǔ)理論，國道水泥混凝土路面各結(jié)構(gòu)層的彈性模量應(yīng)從高到低逐層遞減，這是保障各結(jié)構(gòu)層受力均勻的基礎(chǔ)，也是消除反射裂縫的前提。當(dāng)水泥混凝土路面的破損范圍達(dá)到3～40 mm時(shí)，既要最大限度避免反射裂縫的出現(xiàn)，又要保證公路路面的路基強(qiáng)度。在盡量保證國道路面沒有受到根本性破損的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)，可大幅提升公路的質(zhì)量，并延長其使用壽命。

4.2 試驗(yàn)路段路面結(jié)構(gòu)

本文的研究對象為四川省內(nèi)的某國道路段，在長約1.4 km的范圍內(nèi)，共有3種路面結(jié)構(gòu)（表1）。該段公路距今已通車運(yùn)行了近10年。

表1 試驗(yàn)路段路面結(jié)構(gòu)

4.3 施工工藝

（1）主要工藝流程。該段國道水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)的主要施工工藝流程如下：將試驗(yàn)段的國道路面進(jìn)行清潔填充→制定路面養(yǎng)護(hù)工藝方案→實(shí)施養(yǎng)護(hù)施工。

（2）主要施工過程及效果分析。在對試驗(yàn)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)之前，以下兩項(xiàng)工作不容忽視：①清理干凈試驗(yàn)路面。在養(yǎng)護(hù)工作開展之前，所有路面上松散的多余物及其他物質(zhì)都需要被徹底的清除。②養(yǎng)護(hù)路面的交通行車。盡可能不影響該國道的正常交通運(yùn)行。

該國道水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)工作從以下3個(gè)方面入手進(jìn)行：①接縫養(yǎng)護(hù)處理。接縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)是水泥混凝土路面保養(yǎng)中非常重要的一種養(yǎng)護(hù)技術(shù)，具體的實(shí)施方式隨著工藝和科技的進(jìn)步也有了很大的改進(jìn)和創(chuàng)新。該處理方式摒棄了使用切割機(jī)鋸切或人工清理等傳統(tǒng)模式，大大降低了實(shí)際的施工難度。目前廣泛應(yīng)用的養(yǎng)護(hù)方式是通過厚鋸片來鋸切舊接縫，將殘留在縫隙內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)行徹底的清理，過往采用的高壓水和空氣結(jié)合清洗的方法已被證明了效果不佳，如今更有效的做法是用高壓水直接對鋸縫中殘留的泥漿等物質(zhì)進(jìn)行清洗處理。之后執(zhí)行灌縫操作，灌縫之后進(jìn)行二次清潔處理并烘干，以達(dá)到高效養(yǎng)護(hù)的效果。②排水系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)。該方法也是對提升水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)效果、保障路面的穩(wěn)定性和應(yīng)用質(zhì)量非常有利的技術(shù)。排水系統(tǒng)是養(yǎng)護(hù)設(shè)備體系內(nèi)不可或缺的部分，在試驗(yàn)路面養(yǎng)護(hù)過程中，需要對排水系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查保養(yǎng)，盡早消除隱患，保持水泥混凝土路面的平整度處在規(guī)定的范圍之內(nèi)。在該試驗(yàn)路段，為確保路面游離水盡快排出，在基層處也加設(shè)了排水設(shè)施。在充分考慮路面結(jié)構(gòu)排水的原理基礎(chǔ)上，也增加了邊緣排水系統(tǒng)，并將縱向和橫向排水裝置安裝在硬路肩及行車道間的交接處。與此同時(shí)，也需考慮水流入分隔帶的問題，該試驗(yàn)中對分隔帶進(jìn)行了封閉處理，達(dá)到了有效的隔離效果。③路面抗滑性能養(yǎng)護(hù)。目前常采用物理手段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，如銑刨等，增強(qiáng)水泥混凝土路面的粗糙度，加大路面抗滑的能力，保障交通安全的同時(shí)更進(jìn)一步增強(qiáng)了水泥路面的強(qiáng)度。

4.4 效果分析

將試驗(yàn)的國道路面經(jīng)過以上接縫養(yǎng)護(hù)、排水養(yǎng)護(hù)、防滑養(yǎng)護(hù)等措施后，路面穩(wěn)定使用3年以上沒有出現(xiàn)大的問題。測量數(shù)據(jù)也證明，試驗(yàn)路面的承載能力符合設(shè)定的要求。

5 結(jié)語

綜上所述，在國道水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)維修過程中，應(yīng)深入詳細(xì)分析路面受損的原因，制定科學(xué)的處理措施，以找出合適的處理方法，避免受損情況進(jìn)一步惡化，同時(shí)對受損水泥路面進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)。國道路面是關(guān)乎民生的重要部分，為盡量延長水泥混凝土路面的使用壽命，科學(xué)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)和實(shí)施過程必不可少、至關(guān)重要。科學(xué)的水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)和維修方法是規(guī)避路面問題頻發(fā)的最有效手段，是確保國道穩(wěn)定安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，對促進(jìn)我國公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大且深遠(yuǎn)的意義。