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高速公路病害及日常養護探討

發布時間：2014-08-09

　　我國自改革開放以來，隨著國民經濟的快速發展，運輸市場日益繁榮，公路運輸正向著高速度、大噸位方向發展，從而也要求公路建設向高質量、高標準方向發展。高速公路建設中，所采用的路面類型分為剛性路面和柔性路面，即水泥昆凝土路面和瀝青混凝土路面兩類．其中，瀝青路面相對于水泥混凝土路面而言，其以表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工期短、養護維修方便、適宜分期修建等特點，在全世界范圍內得到了廣泛的使用。

　　我國地處世界最大的歐亞大陸板塊的東部，是季候風氣候最典型、最強烈的大陸．按照瀝青材料路用性能氣候分區，地處2—2區，即夏熱冬寒區，其夏季最高氣溫可達4O℃，冬季最低氣溫可達一40℃。這種氣候對瀝青路面的使用具有極其不利的影響。

　　1、高速公路概況

　　京哈高速是“九五”期間國家重點建設項目，全長658 km，總投資近200億元，該高速公路起自北京市東四環路，經河北省廊坊、天津寶坻、河北省唐山、北戴河、秦皇島、山海關、遼寧省錦州、盤錦、鞍山，終點至沈陽市過境繞城高速公路。高速公路全線為6車道，設計時速為120 km．它是中國“兩縱兩橫及3條重要路段”國道主干線路網規劃中建成的第一條路，也是國家規劃的“五縱七橫”國道主干線中優先實施的“兩縱兩橫及3條重要路段”的組成部分。

　　長余高速公路是京哈高速公路的一部分，于2002年9月通車．它是吉林省第一條省際高速公路，全線廣泛應用了新技術和新材料，概算投資為43．23億元，總長161 km，是吉林省最長的一條高速公路。

　　2、高速公路運營中病害調查及其危害

　　瀝青混合料不屬于純彈性體，也就是說，當荷載水平、荷載作用時間及其工作溫度發生變化的時候，瀝青混合料在其應力一應變關系也會呈現不同的變化，有時為彈性性質，有時呈現出粘塑性性質，而在火多數情況下，幾乎同時呈現上述性質。正是由于瀝青混合料的上述性質，使瀝青路面在夏季高溫時易于變軟。經調查顯示，長余高速局部路段夏季高溫時出現車轍、波浪、推移、擁包等病害；在冬季低溫時其變形能力降低，會出現橫向裂縫，嚴重影響其路用性能，并降低使用壽命。

　　2．1 裂縫的產生及其危害

　　瀝青路面在低溫時由于瀝青材料的勁度模量增大，故其強度也增大，但此時，其變形能力卻降低．氣溫下降，特別是在溫度短時問大幅下降時，瀝青路面會出現低溫縮裂。該開裂可分為兩類：

　　(1)溫度下降而造成路面表面的開裂。這種開裂形式主要是因為瀝青混合料因溫度降低而產生收縮，因此，開裂往往是由面層的表面開始，而逐漸向下發展為貫穿裂縫(在芯樣上可以看出來)；

　　(2)路基或基層收縮與冰凍共同作用而產生的裂縫。這種裂縫是因為半剛性基層在失水或低溫開裂并傳遞到瀝青面層而產生的。低溫產生的裂縫大多是橫向的。路面通車初期所產生的裂縫的間距一般較寬。但隨著運營時間的增長，裂縫數量增加，問距變小，若雨水由裂縫滲入路面結構內部，則會更加惡化路面的工作狀況。

　　2．2 車轍的產生及危害

　　車轍是路面結構及土基在行車荷載作用下的補充壓實，以及結構層中材料的側向位移產生的累積永久變形，車轍是高級瀝青路面的主要破壞型式．瀝青混凝土的熱穩性主要表現在夏季路面是否在車輛荷載的作用下逐漸形成車轍．處于45~C以上環境中的瀝青路面受交通荷載的作用最易造成較大的車轍。

　　不少公路通車不久就開始出現路面早期破壞，其中，以車轍為代表的瀝青路面的流動變形成為最常見的瀝青路面損壞現象之一。與路面開裂、水損害相比，車轍的危害性最大，而且維修最為困難、成本較大，已成為公路養護工作的重中之重。

　　2．3 波浪、推移、擁包

　　若瀝青混合料配合比設計或瀝青混合料拌和過程中所產生的混合料空隙率過小，瀝青用量偏多或瀝青稠度偏稀時，在夏季高溫的條件下，就會出現瀝青與礦料問的粘結力不足的情況，加之行車荷載反復碾壓，尤其是重型交通荷載(甚至是超載車輛)，所產生的水平力，超過了該種情況下瀝青混合料的抗剪強度，瀝青路面表面就會出現上述變形。

　　2．4 水損害

　　瀝青路面成形后，在運行過程中，不可避免地要受到地面水(大氣降水；江、河、湖中和水；各種天然溝渠中的水)及地下水的影響。瀝青路面的強度主要來源瀝青材料的粘結力及礦質集料的內摩阻。瀝青膜裹覆集料使松散的集料成為一體，從而承擔行車荷載所產生的各種應力。在瀝青路面受水的作用時，集料具有明顯的親水性(尤其是酸性集料)，從而會導致瀝青材料從集料上剝落下來，而溫度的升高會加劇這一破壞。在這種前提下，瀝青材

　　料礦質集料問的粘結強度會部分或大部分損失，從而形成水損害，其主要表現如松散、坑槽等。上述瀝青路面的病害雖不屬于結構性破壞，但隨著病害進程的發展，會越來越嚴重地影響瀝青路面使用性能，令司乘人員感到不適，對車輛造成損害，增加油耗．當出現惡劣天氣時，甚至會誘發嚴重的交通事故，造成大量的生命財產損失．所以，高速公路的日常養護對于延長其使用壽命，提高其服務水平起著不可替代的作用。

　　3、高速公路日常養護措施的綜合運用

　　日常養護是指對高速公路及其附屬設施進行經常性、及時性、周期性和預防性養護與維修工作，使高速公路及其附屬設施保持完好狀態，確保其使用功能與服務水平。

　　日常養護分為日常保養和小型維修。日常保養的主要內容包括：清掃保潔、除雪防滑、路基養護、橋梁與涵洞養護、交通設施保養、綠化維護和公路巡邏與檢查；小型維修的主要內容包括：路基、路面、橋涵、沿線設施等的小型維修。

　　筆者在長余高速公路養護分公司工作期間，長余高速已投入運營超過5年，盡管設計施工環節均非常精細，期間一直進行細致的日常保養工作，但由于所處的自然環境和地理條件的原因，公路路面橫向裂縫間距較小，局地出現網裂．為了很好地完成養護工作，我們主要完成了以下工作：

　　(I)以長余管理處處長為該項目業主代表，實行項目經理負責制，由項目總工程師負責認真執行公路養護方針政策與有關規定，按計劃全面完成養護工作任務；

　　(2)組織技術力量按照養護技術規范，適時組織高速公路日常養護工程，并組織項目部人員編制年、季、月生產計劃；

　　(3)及時而詳細的掌握所轄路段具體情況和病害情況，認真組織路況調查、橋梁調查，并進行病害評價；

　　(4)積極落實日常養護計劃執行情況，并組織自檢及考評；

　　(5)熟知各種養護設備功能及用途，并使之處于良好狀態；

　　(6)遇有雨、雪等惡劣天氣，積極采取得力措施，保證高速公路安全通行；

　　(7)做好高速公路巡查，日常養護自檢工作；

　　(8)做好路基、排水設施、路面破損、橋涵等構造物的調查工作，對損壞情況提出初步的處理對策和建議；