高速公路养护施工方案制定研究
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摘要:公路的养护以路面养护为中心环节。本文介绍了高速公路路面养护设计方案的制定中应该注意的相关问题，探讨了设计过程中的几个盲区以期能优化路面病害的养护设计方案，对于养护方案的制定提供依据。
关键字:高速公路；养护；病害；方案
0引言
目前，我国高速公路正处于迅速发展阶段，但是高速公路出现的大量早期损坏，导致公路使用寿命缩短，造成了巨大的经济损失。对此，各级交通主管部门和研究机构采取了许多措施以期提高道路的运营水平。面对当前路面不同的病害，传统的养护方式远远不能满足现代公路养护技术的需要，提出更合理的养护措施及施工设计方案在现代公路养护工程中愈加显的迫切与重要。本文主要针对现在高速公路沥青路面养护工程中，不同病害，提出不同设计方案，以期能够找到最优的养护设计方案。
1 高速公路沥青路面主要病害
1.1 病害调查步骤
对路面病害进行调查，要采用科学手段，准确判断路面病害及其病因，这样才能制定最优方案，才能从根本上保证工程质量。准确确定病因，一般按以下方法步骤进行：（1）采用人工现场目测，确定病害的大体路段和位置；（2）利用弯沉仪测定具体病害路段基层强度，必要处加密检测点；（3）利用探地雷达确定路面病害的长度、宽度和深度，与弯沉检测结果进行验证比较；（4）利用取芯机对病害路段的路面、路基进行取芯或结合开挖探坑与雷达检测结果验证，最终确定病害的地点、类型、层面和深度。
1.2 主要病害
通过调查发现，高速公路路面的典型病害主要有以下几种：
1.2.1 车辙病害
车辙是沥青路面在汽车荷载反复作用下产生竖直方向永久变形的积累。这种变形主要发生在高温季节。当沥青路面采用半刚性基层时，车辙主要发生在沥青面层。根据车辙形成原因的不同，可将其分为三类：（1）失稳型车辙。这种车辙主要发生在轮迹处，由于沥青混合料的高温稳定性不足将使内部结构层在外力作用下产生横向的流动。失稳型车辙是沥青路面车辙问题的主要形式。（2）结构型车辙。这种车辙主要是由于路基变形传递到面层而产生的整体永久变形。（3）磨耗型车辙。由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下持续不断地损失而形成，当车辙达到一定深度时，由于辙槽内积水，极易发生汽车滑移而导致交通事故。根据车辙研究分析，高速公路路面的车辙病害主要发生在行车道上。高速公路车辙主要表现为压密性车辙和失稳性车辙，永久性车辙很少出现。
1.2.2 沥青路面水损害
沥青路面在大气降水、行车荷载的长期作用下，地表水进入到沥青面层并长期滞留其中使得沥青与集料剥离、脱结，造成混合料的松散、剥落，并在行车荷载的不断作用下在路面上形成松散、麻面，沥青路面出现早期的透水症状；水长期滞留在基层中进而使集料与结合料分离形成泥浆，泥浆在行车荷载的不断挤压下从缝隙中到达路表形成唧浆；随着面层和基层的强度进一步衰减，开始出现沥青层的破碎，在行车荷载的作用下沥青路面沉陷、开裂、脱落形成坑槽。
1.2.3 裂缝
沥青路面裂缝一般分为龟裂（网裂）、纵向裂缝和横向裂缝。龟裂，通常是由于路面的整体强度不足或沥青路面老化变脆引起的网状裂纹。纵向裂缝通常发生在沥青路面的施工交界处、新旧路面交界处、路基半填半挖处等，主要是由于路面的不均匀沉降引起的。路面横裂缝在公路建设与养护中是最常见到的，大都属于基层反射裂缝，是由于温度、湿度变化在基层产生裂缝，裂缝向面层反射导致路面结构层产生收缩而引起的。对于反射裂缝，初期是微小裂缝，如不及时进行处理，水很快从微裂缝中渗入到路面结构层内对沥青路面造成破坏，也会使路基也存在安全隐患，最后导致严重病害。不管什么原因引起的裂缝, 行车载荷的反复作用是裂缝加速出现和扩展的直接原因。
2 路面病害处治方案研究
2.1 制定方案原则
制定科学可行的最优养护维修设计方案，首先要对检测结果进行综合分析，针对不同的病害分别制定出具体的、科学可行的最佳维修方案。确定初步方案后，必须进一步研讨，以使方案进一步完善和优化。拟定方案一般应遵循以下几条原则：（1）结合病害实际，实事求是；（2）积极采用新技术、新材料、新工艺；（3）新方案技术指标和标准要高于或优于原设计，尽量与原设计相匹配吻合；（4）要适当考虑施工设备和施工条件；（5）路面病害要彻底根治。
2.2 典型病害养护方案
2.2.1 车辙养护方案
传统机械的车辙病害治理方法对车辙产生机理的认识尚存有误区。制定治理方案时应注意，提高高速公路面层的抗车辙能力，仅靠上面层材料和结构的选择，而中下面层除控制压实度与空隙率之外，无其它技术措施是远远不够的。试验理论证明：剪应力最大值出现在面层结构中3～8cm 的范围内的，这是易产生车辙的主要层位，结合我国目前流行的路面结构组合，恰恰就在沥青路面的中面层上，因此当技术措施不利时容易产生车辙。另据路面温度调查显示：夏季路面的最高温度出现在面层结构中的中面层，这同时也要求我们对中面层的高温稳定性也应有其他的指标要求，或者中下面层采用的沥青标号较上面层低等措施，从某种意义上讲这种要求比只重视上面层来的更重要，也更具抗车辙的针对性。
因此在对以车辙为主要病害高速公路路段可以采取以下治理方案：对于车辙较大的路段要至少洗刨两层结构层，然后表面层采用连续密级配，保证密实封水，沥青采用改性沥青；中面层同样采用连续密实级配，改性沥青；底面层可以针对其嵌挤和内摩阻力，改善水稳、温稳等项性能采取方案。为加强路面结构层间的粘结并提高防水及封水效果，各面层之间设置改性乳化沥青粘层油，在利用基层和整修基层的顶面喷洒透层油和改性沥青下封层。
2.2.2水损害养护方案
水损害病害路段的治理要根据病害的发展程度、发展规模确定处治方案而不能盲目的进行挖补。比如初期透水路段，面层表面空隙较大，可以采取预防性养护。目前采用的预防性养护措施主要有稀浆封层、微表处、TL-2000 封层、铺筑罩面层等。而对水损害后期要进行彻底挖补治理，绝不能在病害路段直接铺筑罩面层或稀浆封水层等；设计方案中不能单纯的进行挖补恢复路面结构，要与原路面的相结合，并且以原路面结构为依据，提出新的结构形式，彻底治理病害路段。比如设置有效的防水层、挖补后的路面设置防水磨耗层等。
2.2.3 裂缝的养护方案
对于反射裂缝，不能仅依靠提高路面结构层厚度，虽然增大沥青层厚度能够延迟基层裂缝向上传递，但是从我国的实际使用情况上看绝大部分沥青层厚度较厚的高速路仍然有明显的反射裂缝，可见增大沥青层厚度并不是最佳的处治方案。对于纵向裂缝，处治方案的制定应更多的考虑其内在原因，可以考察地基处理、路基分层填筑和压实的效果、沉降观测的数据等原始资料。了解这些数据后再选择最佳的纵缝处理方案。对于初期微裂缝要尽早处理以免影响整个路面的使用寿命，可以采取加强日常养护，及时灌缝，修补，加强预防性养护，等措施；对于裂缝较严重的路段不能只是挖补治理，要分析原因、对症下药。对于裂缝的治理可以选择柔性基层的方案、铺设垫层的方案等来预防裂缝的发生发展。
3 结语
高速公路路面养护与维修方案的制定是一件非常复杂的工作, 涉及很多因素。沥青路面养护维修方案的合理确定, 必须经过详细的路况调查, 依据路况调查结果, 进行路面使用品质评价, 然后根据评价结果, 并结合以往路面养护工程成功的经验, 对不同的病害方可得出合理的养护方案。
参考文献：
[1]沙庆林，高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].人民交通出版社.
[2]李志强，浅析高速公路沥青路面典型病害处治方案[J].公路交通科技应用技术版.2009（1）
[3]代中立 高速公路沥青混凝土路面机械化养护技术方案[J] 黑龙江交通科技 2010（3）
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