高速公路路面病害成因及养护措施分析

2021-01-22 08:15
四川水泥 2021年5期
关键词:罩面路基病害

(重庆铁发遂渝高速公路有限公司,重庆 40000)

高速公路上车流量大,行车速度快,高速公路面临着较大的运行荷载,如果高速公路路面出现病害,就会增加车辆通风的风险,无法实现路面交通的安全性。近几年,人们生活水平提高,私家车的数量越来越多,这也就增加了高速公路的通行压力,增加了路面病害的发生机率。高速公路路面结构直接关系到交通安全,针对路面病害必须采取合理的养护措施,完善高速公路的路面结构。

1 高速公路路面病害的表现

本文例举高速公路路面结构中常见的几种病害,分析路面病害的表现,具体如下:

1.1 车辙

高速公路上的车辆多、车速快,路面结构上承载着车辆连续产生的荷载,车辆荷载长期作用到路面上就会产生永久不变的凹槽,以带状凹槽为主[1]。车辆在路面上直接影响到高速公路的平整度,车辙越深越容易造成风险,车辙内部还会囤积雨水、灰尘,不利于车辆的安全通行。

1.2 裂缝

高速公路路面结构上的裂缝病害主要有横向裂缝、纵向裂缝两种,横向纵向裂缝均会影响高速公路的行车安全,横向裂缝主要分布在路面的不同位置,其发生位置无规律,不集中,横向裂缝如果得不到有效处理,会从路面向路基延伸,造成更大的裂缝破坏。纵向裂缝多发生在路面接缝、急停车带、路肩边缘等位置,纵向裂缝在路面上容易在车辆荷载的作用下产生路基滑移,增加了高速公路通行的风险。

1.3 坑槽

高速公路路面上的坑槽病害有不规则坑槽、路面沉陷,这些路面病害受车辆事故影响较为明显,车辆发生侧翻、碰撞事故后,外力直接作用在路面,就会形成坑槽。路面坑槽的危害是不能忽视的,路面坑槽会引起囤水问题,还会破坏内部路基,较大范围的坑槽还会在车辆行驶过程中造成颠簸,发生在桥头位置的坑槽更是会引起跳车,不利于高速公路车辆的安全驾驶。

2 高速公路路面病害的原因

高速公路路面病害中以车辙、裂缝、坑槽最多,结合这些病害的形成,例举路面出现病害的几点原因,具体如下:

2.1 车流量过载

私家车的数量日益增多,高速公路承载着较大的荷载,特别是在五一、国庆中秋、春节这些节假日中,人们回家探亲、出门旅游,高速公路的车流量过载,致使路面长期处于超负荷的状态。车流量过载致使路面处于较差的通行状态,路面容易出现断板、车辙、裂缝这类的问题[2]。例如:某高速公路在国庆假期车流量超负荷,某司机未注意安全车距,由于跟车较近出现追尾事故,前车受后车撞击摩擦路面,后车因急转弯而侧翻,在路面上产生外力破坏,形成了破碎式的坑槽,车流量过载不仅会破坏高速公路路面结构,还会引起交通事故,是值的注意的一项问题。

2.2 排水能力差

高速公路施工时规划了排水系统,主要是在降水期间排出路面上的水,避免雨水从路面上渗漏到路基中而产生破坏。高速公路路面排水能力差会降低路面结构的使用寿命。一般情况下,路面排水设计不规范、排水孔洞堵塞等因素都会出现路面排水不畅的情况,导致路面上的雨水无法快速的排净,这样雨水就会破坏路面的稳定性,路面松散后容易出现车辙、坑槽[3]。高速公路与普通的公路不同,车辆多、行车速度快,路面囤积雨水后很难实行人工清理,雨水不仅破坏了高速公路的路面,还会影响到交通安全,雨水在路面上就会降低摩擦力,车辆行车速度较快后面临着滑移、侧翻的风险。

2.3 路基结构弱

高速公路施工期间路基结构弱,达不到技术标准,就会引起不规则的路基沉降,在伸缩缝、连接缝位置最容易出现结构破坏。路基结构沉降之后直接作用到路面上,导致路面出现凹陷、纵向裂缝等。例如:某高速公路路面与桥梁连接位置发生了桥头跳车事故,驾驶员驾驶一辆小型面包车,通过该高速公路与桥梁连接位置时有明显的跳车现象,因驾驶员控制车速较低,未发生安全事故,导致高速公路行车段堵车3 个小时,该桥头跳车事故经过调查后发现,公路桥头引导位置的路基结构有差异性沉降,致使路基结构松散,破坏了路面连接,路面台背回填处出现了20cm 的沉降断裂,高速公路管理部门采取了紧急修复及疏导交通,3 个小时后陆续恢复交通。

2.4 原材料老化

高速公路路面病害原因分析中不能忽视原材料老化这项因素,高速公路在室外环境中,原材料会受到不同程度的影响,比如温度、降水、不合理使用等,这样就会加速原材料的老化。除此以外高速公路路面施工期间,如果选用了不合格的原材料,路面后期使用中也会出现老化的情况[4]。原材料老化后路面就不具备抗裂的能力,车辆通行后路面会有横向裂缝的风险。例如:某高速公路的路面层为厚度是26cm 的水泥混凝土面板层,选用C35 的混凝土材料,基层主材料是水泥石屑,铺筑厚度是15cm,该高速公路投入使用接近10年,出现了原材料老化的问题,路面经过车辆碾压以后有明显的凹陷、横向裂缝病害。

2.5 温度差较大

高速公路所处环境四季温差大、昼夜温差大会降低路面材料的粘结性,破坏路面的抗老化性及稳定性,致使路面有早期破坏的问题。温度差对高速公路路面的破坏主要就是损坏路面材料的性能,降低路面对车辆荷载的支撑力,进而引起路面破坏。高速公路路面、路基施工时可以选择一些改性材料,比如改性沥青,这类材料具有抵抗温差影响的能力,有助于预防温差引起的早期破坏。

3 高速公路路面病害的养护

本文针对高速公路路面病害给出一些可行的养护措施,用于解决高速公路的路面病害。

3.1 铺撒技术

铺撒技术用于弥补高速公路路面排水性能不足的缺陷,高速公路养护时当发现路面排水能力下降后,就要采取铺撒的方法,铺撒有助于提升路面的防水能力,保证路面具有抗滑的作用,这样来预防车辆打滑,车辆在路面上正常行驶,无不良行驶时就会降低对路面的破坏性,因此铺撒技术一来能提高路面防水能力,二来对路面起到有效的保护作用。高速公路路面铺撒时选用性能较高的聚合物,聚合物在很大程度上提高路面的防水能力,路面有防水作用也就能加快路面排水的速度,预防雨水渗入路基内。

3.2 局部填充技术

局部填充技术的适应力强,其在高速公路路面病害修复中主要用在裂缝修复方面,不同类型的高速公路上都可以使用局部填充技术来修复裂缝[5]。局部填充时把乳化沥青灌入待修复的裂缝内,指捏填充路面缝隙,待乳化沥青固结后能够达到修复的效果。如果高速公路路面上裂缝很宽,这时局部填充技术中还需要配合振动技术,也就是把沥青填充到局部裂缝区域,接着在路面上安排振捣压实,压实到平整状态,表层做封口处理,完成较宽裂缝的修复工作。

3.3 罩面养护技术

高速公路路面病害修复中罩面养护也是常用的措施,罩面养护能够处理路面产生的车辙,维护路面的平整度。常见的罩面养护技术有薄层罩面养护和超薄磨耗罩面技术,罩面养护时选择厚度约5cm 的混合料,均匀的铺设到路面病害处,罩面养护技术适用于路面车辙位置,把混合料摊铺到车辙位置,达到养护路面的标准。

3.4 再生路面养护技术

再生路面养护技术是高速公路路面养护使用频率最高的技术,再生路面养护技术中回收了路面上的沥青混凝土,利用回收的沥青混凝土做病害修复。再生路面养护技术回收了原材料之后,把这些原材料处理之后重新填充到病害处,对新填充的材料做摊铺处理,完善路面结构。再生路面养护技术具有环保和节约的优势,因此其在公路公路路面养护中有充分的应用体现。

3.5 浅层灌浆养护技术

高速公路路面病害表现如果较为严重就要采取浅层灌浆养护技术,养护时规划好病害的范围,使用钻孔设备钻出深入约40cm 的孔,或者围绕病害区域切割,这时再把一些具有化学作用的泥浆灌入到孔内,浅层灌浆与路面形成统一的整体,保证路面结构的坚硬度。浅层灌浆养护技术还能提高路面的排水性能,快速恢复路面的正常状态。

3.6 雾封层技术

雾封层技术在高速公路路面病害养护中属于成本小、易操作的一项技术,其涉及到乳化沥青及改性乳化沥青的应用,用于修复路面上的所有缝隙。雾封层技术能够在短时间内完成路面缝隙的补全和修复工作。雾封层技术处理后的路面具有稳定性的优势,修复时直接把封层材料喷洒到路面上,短时间内就能完成路面缝隙的修复工作。雾封层技术应用时要特别注意喷洒的沥青材料必须在24 小时以前配合完成,均匀的喷洒到路面上,这样才能起到密封的作用。

3.7 微表处理技术

微表处理技术在高速公路路面病害养护中使用时间较长,此项技术需要把乳化沥青、集料、碎石、水调和起来,这些材料的调和比例非常重要,为了保障调和比例准确,路面病害修复前需做放样测试,根据放样测试准确的确定出浆液的配合比例,之后再按照配合比例混合材料,配合好的浆液直接摊铺到路面病害位置,浆液会固化形成具有防水、防滑作用的薄层,恢复路面结构。

4 高速公路路面结构的预防性养护

高速公路路面病害养护中提出预防性养护的要求,采用预防性养护措施降低路面病害的发生机率,提高路面的稳定性水平[6]。首先高速公路路面管理部门应该定期组织巡视工作,以便及时发现路面病害或者潜在的病害问题,快速的提供处理措施,避免路面病害继续扩大;第二每个季度组织一次路面养护工作,主要是提高路面的性能,检查路面结构的状态,检查路面交通状态,确保路面结构为安全有效的状态;第三高速公路管理部门监督路面上车流量及车速,通过管理的手段预防交通事故,给予路面一定的保护措施,完善高速公路路面交通环境,预防路面结构病害;第四高速公路路面预防性养护中采用评价指标,评价指标包括路面状态、抗滑性能、强度评估、行驶质量等几个方面,利用评价指标评估路面的状态,根据评估结果组织预防性养护,实现针对养护的目的,以此来保证高速公路路面结构的安全性、稳定性,也能及时判断路面的实际状态。由此可见,预防性养护在高速公路病害控制中有着明显的作用。

5 结束语

高速公路在我国的发展与建设中,不仅仅是通行桥梁,还是促进经济发展的条件。高速公路路面病害的危害性很大,需采取有效的养护措施,恢复高速公路路面结构,最主要的是保证高速公路路面结构的安全性、稳定性,以便承载车辆荷载。本文中例举了高速公路使用过程中常见的几类病害以及病害的成因,并且总结了高速公路路面结构养护的方法,提高高速公路路面行车的安全水平。

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