高速公路建成通車后,其養(yǎng)護與維修就成為保證其服務(wù)質(zhì)量和使用壽命的重要手段。由于高速公路交通流量大、行駛速度高,其養(yǎng)護工作在保證施工質(zhì)量的前提下,應(yīng)及時、快速、安全且不能中斷交通。同時,應(yīng)最大限度實行機械化養(yǎng)護,加強路上工人的安全保護,盡量避免頻繁調(diào)動機械設(shè)備。太舊高速公路自通車以來,發(fā)生過不同程度各種各樣的病害,我們在對這些病害進行處治的同時,不斷摸索總結(jié),形成了一套較為完整的做法和經(jīng)驗。
1、高速公路路面病害分類及形成原因
高速公路通車后,在行車載荷和自然因素作用下,路面可能發(fā)生裂縫、車轍、坑槽、推移、擁包、沉陷、橋頭涵頂跳車、橋面瀝青脫落等常見病害。
1.1 裂縫
路面裂縫可分為龜裂(網(wǎng)裂)、縱裂縫、橫裂縫。
?。?)龜裂又稱網(wǎng)裂,通常由于路面整體強度不足、基層濕軟、穩(wěn)定性不良等原因引起。瀝青路面老化變脆,也會發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。
?。?)縱裂縫通常產(chǎn)生在拓寬的新舊路面交界處或路基半填半挖處,由路面不均勻沉陷引起。;或在瀝青路面施工的縱向接縫處,由施工接茬處理不善引起;在行車載荷作用下,車轍邊緣也易形成縱縫。
?。?)橫裂縫通常是由于溫度、濕度的變化,路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而弓愧的;半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫,大多是橫向裂縫。不論什么樣的裂縫,在行車載荷和氣溫、雨雪等自然因素反復(fù)作用下,都有加速和擴展的趨勢。
1.2 車轍
車轍是在行車載荷重復(fù)作用下,路面產(chǎn)生積累永久性的帶狀凹槽。車轍的產(chǎn)生受內(nèi)因和外因的綜影響,內(nèi)因包括路面結(jié)構(gòu)層次及材料組成,外因包括設(shè)計、施工、交通條件和氣象條件。
?。?)路面結(jié)構(gòu)及材料組成
瀝青材料在路面結(jié)構(gòu)中厚度越大,在行車作用下發(fā)生永久變形的變形量越大。故路面結(jié)構(gòu)厚度既要有足夠的承載能力,又要有較好的抗車轍能力。采用剛性或半剛性基層,可以大大減少基層和路基的變形,從而減少路面的整體車轍。瀝青混合料具有一定的蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象,在行車載荷作用下,當瀝青混合料的受力超過其彈性極限和屈服點,就可能產(chǎn)生塑性變形,不斷積累形成車轍。車轍的形成還與混合料的選擇有一定的關(guān)系。
?。?)設(shè)計與施工
瀝青混合料配合比、基層材料配合比以及路基土壤組成等設(shè)計,都可能影響車轍的產(chǎn)生。施工時路基的壓實度、排水性能、基層壓實度、路面熱穩(wěn)定性等是否達到規(guī)范要求也都會影響車轍的產(chǎn)生。
(3)道路交通條件
大量重型或超載車輛在路上行駛,由于其單軸載荷加大,從而更容易產(chǎn)生車轍。
同時車輪在不斷地磨損路面,特別是在車輛行駛較多的主車道上,也是產(chǎn)生車轍的原因。
(4)氣象條件
由于瀝青混合料是彈塑性材料,瀝青路面是黑色路面,吸收熱量能力強,所以在氣溫較高時,路面在行車載荷反復(fù)作用下極易產(chǎn)生車轍。在下雨或下雪時,由于雨水滲透侵蝕了基層材料,使其軟化,從而使車轍擴大。
1.3 坑槽
坑槽是瀝青混凝土路面常見的病害,其產(chǎn)生的原因有:
?。?)施工時混合料溫度太高,使瀝青老化,粘結(jié)力降低,脆性增加,在行車載荷作用下易形成坑槽;混合料溫度太低,使攤鋪不夠均勻,壓實不充分,導致壓實度不夠,也易形成坑槽。
?。?)路面的下面層標高控制不嚴,導致瀝青上面層結(jié)構(gòu)厚度不夠,從而在行車載荷作用下,這部分混合料易被“帶走”,形成坑槽。
(3)路面裂縫后,水滲到基層,在行車載荷作用下,基層可能發(fā)生松散、沉陷,從而造成面層進一步龜裂。如此反復(fù)循環(huán),瀝青面層將發(fā)生脫落沉陷,形成坑槽。
1.4 沉陷
路面發(fā)生的沉陷可分為兩類:局部沉陷和大面積的下陷。
?。?)局部小面積沉陷一般是由基層局部成形不足、強度不夠,在行車載荷作用下,路面發(fā)生龜裂,當水滲人后,將已經(jīng)損壞的基層進一步軟化,從而使面層形成沉陷。
?。?)大面積下陷一般是由路基不均勻沉降或局部滑移而引起的。
1.5 推移、擁包
推移擁包在高速公路上不是很常見的病害,其形成原因有:
?。?)瀝青混合料配合比不合理,瀝青含量偏高,在氣溫較高時,在行車載荷反復(fù)作用下,面層可能發(fā)生推移。
?。?)基層和面層沒有粘結(jié)好,在車輛高速行駛時,面層可能相對于基層發(fā)生移動,從而發(fā)生擁包推移。
1.6 橋頭涵頂跳車
橋臺臺背填土時壓實不夠而引起路基不均勻沉降,從而使路面產(chǎn)生沉陷,形成跳車。
1.7 橋面脫落
中粗粒式瀝青混凝土封水性能不佳,當橋面排水不暢時,容易在瀝青面層與橋面之間存水,冬季易產(chǎn)生凍脹破壞,在行車載荷作用下,路面容易產(chǎn)生龜裂甚至脫落。特別是在冬季降雪或結(jié)冰后,進行撒鹽融化,由于鹽水對水泥混凝土有腐蝕作用,故當鹽水滲透到橋面上時,會對橋面產(chǎn)生不同程度的腐蝕,形成灰漿,從裂縫里反滲到路面面層上,在行車載荷作用下,路面面層很快產(chǎn)生龜裂、脫落、坑槽。
高速公路路面病害雖然從理論上分為以上幾種,但實際上往往是一塊損壞的路面多種病害并存,如裂縫、車轍、坑槽、沉陷并存。