高速公路路面病害成因及养护技术措施

文/海南省公路管理局琼海公路分局 张丽

水泥混凝土路面是一种具有高强度、荷载承受力强、稳定性好的基础路面类型，在追求经济效益和成熟技术的现代公路建设过程中，混凝土路面多被用于等级较高的重交通公路建设中。但随着水泥混凝土路面的使用年限增长以及经济快速的发展,大型车辆及其超负荷运作对早期修建的混凝土路面造成不同程度的损耗。因此，如何减低路面损耗和对病害进行及时维护成为当前决定混凝土水泥高速公路持续发展的首要难题。对已建设完成的混凝土高速公路病害成因分析和养护是提升混凝土建设技术和高速公路路面养护综合治理的探索和尝试。

高速公路路面常见病害

高速公路水泥混凝土路面常见的病害主要在其投入使用的3年至5年后开始出现，在病害发生后的1年至2年间会表现出多样化的快速发展趋势。如果公路在此期间无法得到良好养护，其基层材料的强度和刚度会持续下降并且前期所做的路面修复也会随之失效，甚至会出现惯性病害和耐久性不强的表现，从而造成高速公路养护和维修费用的增加。以下为高速公路路面常见病害：

路面板破碎

高速公路使用水泥混凝土路面会在一定年限内出现典型的路面病害面板破碎，由于高速公路使用年限增加，原本的设计需求与现实交通压力的不符导致热点路段的路面板换板率占全国混凝土水泥高速公路的10%。此外，随着部分公路的老化与车辆通行率上升，破碎板的数量也在逐年增加。

路基泥浆喷涌

高速公路水泥混凝土路面之间的衔接处和路肩部分在车辆的反复碾压后会出现面板破碎和路基泥浆从缝隙处涌出的现象，从而形成水泥混凝土路面各段间衔接处产生严重裂缝病害，严重时还会产生坑槽。由于水泥混凝土高速公路路面的广泛铺设，在道路连通范围内会出现显著的季节性变化和温度变化，这种情况是产生混凝土路面铺设路基泥浆喷涌和缝隙坑槽的主要因素。

混凝土路面板板底虚空

高速公路使用混凝土路面浇筑期间，由于施工工艺和现场监察体系不完整，灌注完毕后没有进行路面板灌浆弯沉检测，水泥混凝土板底大多存在板底脱空的现象。因为弯沉度不达标的水泥混凝土板底脱空形成的路面板错位和衔接缝隙所导致路段脱空面板断裂的路面病害时有发生。

高速公路路面病害成因

高速公路路面病害种类较多，成因复杂，无法从单一角度进行分析，以水泥混凝土路面病害成因为例进行综合因素分析，将高速公路水泥混凝土路面损耗成因进行总结如下：

设计预想与实际运输量不符

国内大部分水泥混凝土高速公路设计标准为JTJ01设计规范，但随着近年来交通量的不断增长，路面实际耐用度和超负荷的交通量成为水泥混凝土路养护维修的桎梏。同时，在路面结构设计和底基层铺垫上所使用的水泥混凝土层也无法达到目前高速荷载的承载要求。在标准使用年限20年为期限的使用期间，各项设计指标无法满足当前超负荷的运输量。

交通量激增

使用水泥混凝土路面的高速公路多为早期修筑的高速路面，交通量年增长率高，其中大型车辆通车比与交通量进行累计轴次分析结果表明，累计轴次比已超过水泥混凝土高速路面原设计。同时，由于重车和超重车的载重吨数提升，其中单车轴重最大可达240千牛，因此造成路面断裂和损坏现象不断加剧，甚至影响到部分路段的正常使用。

施工不足

水泥混凝土路面病害的主要成因表现在施工方面，通过对施工工艺、施工材料、路面排水结构的分析来总体对施工方面的缺陷进行如下概括。

第一是部分水泥混凝土高速路路面修建期间相关施工技术规范和技术水平尚未成熟，在施工过程中所发现的问题主要是混凝土振捣不足形成的混凝土孔隙率大；行车道之间未设置拉杆；混凝土养护期限不足；破坏混凝土强度等。后期施工时对混凝土各阶段的搅拌流程控制失调，导致无法控制捣振程度，致使部分路段水泥混凝土强度无法达到设计要求。

第二是施工阶段对水泥混凝土路面的原材料质量较差，较多路段出现雨后浆泥现象，从此可对路面路基所使用材料进行推断，其中路面基层强度低，对雨水冲刷的抵抗力不足，容易在降水和车辆荷载加大的情况下使得路面面板断裂损坏。

第三是水泥混凝土路压实度不足导致路面板裂隙较多，由于在施工阶段碍于环境限制或未考虑路面排水问题所导致的后期路面板断裂、路基路面排水不畅、路面脱空现象是路面排水施工缺陷所导致。

养护技术落后

高速公路管理过程中对养护管理的审批流程繁琐、养护技术落后是当前水泥混凝土路面养护不及时的原因。受自然因素如降水、温度、水文地质条件的影响防范性养护措施不到位会对水泥混凝土路面造成路面状态不稳定，路基干湿失衡的情况，最终引起路面板破碎的产生。

高速公路混凝土路面的养护技术措施

分析高速公路混凝土路面主要病害种类和成因后对其进行系统化整理，综合当前的施工工艺、经济条件、公路等级和性质，针对问题提出以下几种养护高速公路路面病害的探索方案：

水泥混凝土高速路面病害养护处理

首先，针对路面板的问题进行维修养护，面对由施工造成的路面板表面原因可直接对板面进行麻面和坑槽处理，通过使用修补材料对表面病害的处理可以达到恢复公路路面板破损的效果。其次，修复由板角断裂形成的水泥混凝土板强度等级下降的预应力问题时，必须采取混凝土快速修复法进行，将断裂边角修补成规则图形后，使用R型材料进行清洁填补，这种新型材料专用于道路抢修使用，其超早性决定的速成抗压性是当前水泥混凝土道路修补的最佳材料。最后，当混凝土路面的断裂程度不断加深后所使用的填补材料也必须进行化学处理后才能达到需求强度和粘合度，R型材料已经不具备此时的修补要求，需要使用环氧树脂类高分子材料进行修补处理。处理严重板面破碎时，需进行破碎板评估，同时要在确保道路畅通的情况下进行，并在维护期间注意天气变化，在雨季多发期需对修复路面进行轮养制维护。

水泥混凝土路面裂缝的修复

针对日常养护过程中对水泥混凝土路面之间的连接处出现的多余填充料进行清理，在确保路面板平整完整的基础上，着重养护板面连接处，防止异物掉落挤压进入接缝中影响面板收缩。当发现水泥混凝土路面出现裂痕，使用压缝带（贴缝带）施工技术进行修复，将里面裂痕通过外力进行挤压将带状材料进行封闭处理。清理完路面缝隙杂物后，根据裂缝的实际情况切割压缝带产品，采用热帖式压缝带进行修补。

水泥混凝土高速路面板底虚空的处理方式

对板底虚空的处理方式主要是通过注浆管灌注，在运行中对注浆管施加压力，将准备好的填充材料通过注浆管输送至板底空隙处，使其压入板底空隙并渗入路基。灌注法的优点在于使用渗透、排挤的方法将原本板底的积水和空隙填充排出，使得原本松散的板体分层紧密结合形成一个整体，在改变板体紧密性的同时改变面板的受力，加之施工工艺的改进整个施工过程由内向外、先低后高的操作顺序是确保填充物灌注质量的要素。在修补路面板板底后，通过对其造成的路面板缝隙和路基坑洞塌落进行分析维护，及时更换路基及路面周边填缝材料，将板底灌注修补与板面缝隙修补相结合。与此同时，需要确保路面板边缘设置的盲沟与排水沟竖井的联系性，以免造成修复好的路面板底再次积水分离。