淺談水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對策

  廣西在20世紀(jì)末發(fā)揮本地石頭多、水泥資源豐富的有利條件，在桂林至柳州高速公路、柳州至南寧高速公路、南寧至北海高速公路、欽州至防城港高速公路、宜州至柳州高速公路等多條高速公路上全部修筑水泥混凝土路面，混凝土路面具有承載力強(qiáng)、耐高溫性強(qiáng)、疲勞壽命長、耐腐蝕性好、材料易得、環(huán)保、建設(shè)及養(yǎng)護(hù)費用低等優(yōu)點，可以說，水泥混凝土路面為廣西的高速公路發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。近年來，隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷引進(jìn)，使得養(yǎng)護(hù)技術(shù)、管理水平整體上了一個新的臺階。但從高速公路管養(yǎng)的角度看，混凝土路面也具有對基層的沖刷性要求高、對基底接脫空相當(dāng)敏感、板塊剛性大，不適應(yīng)大沉降量、以及后期維護(hù)周期長、維護(hù)困難的缺點，近幾年已有部分高速公路通車十年左右就需要進(jìn)行大修改造。如何做好水泥混凝土路面的管養(yǎng)，發(fā)揮路面的優(yōu)點，有效降低路面的病害發(fā)生，進(jìn)而降低混凝土路面的維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，是目前廣西水泥混凝土路面發(fā)展和養(yǎng)護(hù)急需解決的問題。下面我們就以宜州至柳州高速公路（以下簡稱宜柳路）為例，對混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)進(jìn)行探討。

  一、宜柳路概況

  宜柳路于2000年12月建成通車，全長112.7km，為雙向四車道，26厘米水泥混凝土路面。該路是西南各省、市及桂西北地區(qū)出海的輔助通道，是廣西第一條東西走向的高速公路，西起廣西宜州市葉茂接金城江至宜州一級公路，東止于廣西柳州新興互通立交連桂海高速公路。

  二、宜柳路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)所取得可喜成績

  宜柳路至今已開通運營了將近14年，取得了令人振奮的成績：一是在2010時成功實現(xiàn)廣西唯一一條高速路達(dá)到10年不換板；二是截止2013年全線水泥砼路面換板1.45萬平方米，換板率僅為1.2%；三是公路技術(shù)狀況指數(shù)MQI一直處于優(yōu)等級；四是現(xiàn)正在為“宜柳路20年不大修”的目標(biāo)推進(jìn)。宜柳路能取得這么好的成績，做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作是關(guān)鍵因素。

  三、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗分析

  （一）建管銜接好，使混凝土路面的建設(shè)、管養(yǎng)有良好的連貫性。宜柳高速于1998年10月1日開始動工建設(shè)，在開工到完工過程，高速公路管養(yǎng)單位派出多位養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員參與工程設(shè)計及工程建設(shè)管理，對宜柳路的路況非常熟悉，為2000年宜柳路開通后的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)打下良好的人才及技術(shù)基礎(chǔ)。

  （二）重點做好水泥混凝土路面的檢測和評估，在此基礎(chǔ)上提出科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的養(yǎng)護(hù)對策。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心是采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，重點是對現(xiàn)有路面使用性能的評估，路面調(diào)研數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性直接影響到養(yǎng)護(hù)方案的確定，從而影響處治后的路面壽命和工程費用。路面性能調(diào)查包括交通量調(diào)查、彎沉檢測、路況調(diào)查、路面病害發(fā)展趨勢監(jiān)測，以期全面評估現(xiàn)有路面的性能，制定符合實際的養(yǎng)護(hù)實施方案。

  1、交通量調(diào)查

  截止2013年底，宜柳路累計通過的車輛約為2.57×107輛，其中小型車（小客車和小貨車，總重5t）所占比例為57.83%、中型車（中貨車和大客車，總重5～15t）為35.5%、大型車（大貨車，總重15～30t）為6.66%，折算為標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)約為2.82×105次。

  2、路況調(diào)查

  每月定期做好路況調(diào)查工作。定期做好路況調(diào)查是我們掌控路況信息的有效手段，是我們獲得水泥混凝土路面損壞的第一手資料。實地調(diào)查時，首先對每塊水泥混凝土板塊進(jìn)行編號；其次是調(diào)查時不僅要弄清水泥混凝土路面的總體損壞情況，還需清楚記錄每一塊板是否存在病害及存在病害的種類和程度，對原有路面的典型病害，如裂縫、沉陷、大坑洞（0.01～0.5 ）、錯臺、唧泥、接縫失效等進(jìn)行調(diào)查，詳細(xì)如實地記錄病害情況；第三是在調(diào)查時重點關(guān)注彎沉值較大的路段和路面板，因以往調(diào)查結(jié)果表明，彎沉值較大的路段和路面基本存在路面沉陷、斷板、裂縫、唧泥、砼路面與路肩拉裂等病害，病害處理大多進(jìn)行日常“矯正性養(yǎng)護(hù)”，對于因路基不穩(wěn)定、板底已出現(xiàn)脫空的路段和路面板，僅僅是治標(biāo)不治本。如原在K988、K990、K994、K995、K997、K1008、K1010等病害嚴(yán)重路段，水泥混凝土路面與瀝青路肩之間出現(xiàn)嚴(yán)重程度不等的拉裂，這給雨水的滲入提供了機(jī)會，滲入的水在行車的作用下高速流動而沖刷路基形成泥漿噴至路面而出，造成唧泥的同時，更加速了板底脫空的區(qū)域。

  路況調(diào)查過于詳細(xì)雖費時費力，但好處有四：一是進(jìn)一步評估路段的損壞類型、病害發(fā)展趨勢，確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處治方案，為后續(xù)提出養(yǎng)護(hù)對策乃至施工提供依據(jù)；二是確定處治方案的工程量，并進(jìn)行費用預(yù)算；三是合理提出維修計劃，為養(yǎng)護(hù)審批部門的決策提供科學(xué)依據(jù)；四是對癥下藥，治標(biāo)并治本，為后期養(yǎng)護(hù)節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本。特別指出的是，對于約手拇指頭大小的坑洞也需記錄好，不能因坑洞未達(dá)到公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)中坑洞的定義就不予維修。宜柳路在開通的前5年里，路面病害主要以小坑洞為主，我們不但詳細(xì)記錄，而且全面進(jìn)行修復(fù)，截止2006年底，路面小坑洞就修補8000多個，有效防止小坑變大坑，有力的延緩病害的發(fā)展。

  3、路面病害發(fā)展趨勢監(jiān)測。根據(jù)月調(diào)查及日常發(fā)現(xiàn)，詳細(xì)記錄路面病害的發(fā)展情況、路面病害維修情況及維修效果等，尋找出路面病害的發(fā)展規(guī)律及有效的處置手段、方案，對癥下藥，以便藥到病除。

  4、做好路面彎沉檢測工作。路面彎沉值是路面結(jié)構(gòu)承載能力的綜合反映，是計算路面強(qiáng)度指數(shù)SSI的重要參數(shù)。從2005年開始，我們每年都對宜柳路全線路面板塊進(jìn)行彎沉值檢測，以便及時掌握路面細(xì)小的變化。我們采用貝克曼梁彎沉儀進(jìn)行檢測，首先選取水泥混凝土路面荷載最不利作用位置作為檢測點，一般選取橫縫及縱縫附近的點，彎沉儀的測點與支座不應(yīng)放在相鄰兩塊板上，采用2臺5.4m長彎沉儀及BZZ—100標(biāo)準(zhǔn)軸載（后軸重為10t）測定車。經(jīng)現(xiàn)場檢測，內(nèi)業(yè)整理、分析得到全線每公里代表彎沉值，部分路段的彎沉值較大，與路況調(diào)查對比，代表彎沉值較大的路段或路面板，存在嚴(yán)重裂縫、凹陷、錯臺、唧泥、接縫料失效等病害，在形成裂縫的銳角處往往發(fā)展成為大坑洞（0.01～0.5 ），這些路段或路面板在未進(jìn)行灌漿處理前，病害修復(fù)后還是比較容易損壞的。因此，從2005年開始，根據(jù)彎沉值的調(diào)查結(jié)果和路況調(diào)查結(jié)果，綜合選定板塊進(jìn)行灌漿，根據(jù)彎沉檢測及路況調(diào)查結(jié)果后，針對現(xiàn)場實際，結(jié)合費用、處治效果提出以下預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對策：（1）.對于彎沉值不明顯，但已出現(xiàn)輕微裂縫的路面板，僅需進(jìn)行日常維修保養(yǎng)，并做進(jìn)一步觀察；（2）.對于彎沉值不明顯，但已出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎板的路段或路面板，應(yīng)進(jìn)行灌漿處理或“五合一”綜合治理，需觀察處治效果和病害發(fā)展情況；（3）.優(yōu)先安排處治彎沉值30（0.01mm）且路面板、路肩裂縫較為嚴(yán)重的路段或路面板，路面板外觀損壞嚴(yán)重者采取“五合一”綜合治理，外觀良好者進(jìn)行壓漿處理；（4）.彎沉值20L

  5、培訓(xùn)路面清掃工識別路面病害，發(fā)現(xiàn)病害及時報養(yǎng)護(hù)部門。在宜柳路開通的前幾年里，利用清掃工每天都上路作業(yè)的資源，清掃工發(fā)現(xiàn)病害后可以及時告知我們，使我們起到時時監(jiān)控掌握路面動態(tài)和及時修復(fù)的作用。截止2008年底，清掃工已累計報養(yǎng)護(hù)部門的病害達(dá)3000多處。

  （三）使用“五合一”綜合治理工程預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

  1、技術(shù)可靠。宜柳路從2005年開始引進(jìn) “五合一”綜合治理技術(shù)對沉陷、破碎板進(jìn)行處治，該技術(shù)不需清除破碎板，綜合應(yīng)用“DCG加固路基調(diào)平路面工法”、“板底灌漿技術(shù)”、“裂縫處理技術(shù)”、“錯臺、坑洞、崩邊填補技術(shù)”、“接縫防水技術(shù)”等五種快速高效的成熟技術(shù)，對路基路面的各種病害進(jìn)行快速、全面徹底的處治，從而可以替代換板，原位恢復(fù)路面完整和平順，達(dá)到治標(biāo)治本的目的，它是使宜柳路實現(xiàn)了10年不換板的重大功臣。該工程實踐證明，從2005年到2011年實施的“五合一”綜合治理效果較好，板塊在3-4年里基本沒有或僅有少量病害進(jìn)行再次維修，從交通量情況和使用情況其壽命周期至少為4～6年，有力的證明采取該技術(shù)預(yù)防養(yǎng)護(hù)的重要性。

  2、有經(jīng)濟(jì)意義，節(jié)約成本。從以往的養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗來看及彎沉檢測情況來看，因板底脫空而造成的路面裂縫、錯臺、大坑洞、填縫料損壞、路面與路肩拉裂等病害將會相繼出現(xiàn)，并呈現(xiàn)出嚴(yán)重的趨勢，最終發(fā)展成為破碎板，部分砼路面板若不是及時采取治表、治本處理，已可以達(dá)到換板的要求?，F(xiàn)以K998公里為例，以2005年、2006年針對砼路面板采取各種養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行對比：日常維修費用投入0.3292萬元，實際板底灌漿投入費用1.8346萬元、五合一綜合處治費用為3.7338萬元，五合一處治前，若采取灌漿處治的費用為0.585萬元，若未處治，該公里滿足換板條件的費用為9.66萬元。從該費用對比容易得出，雖然日常維修保養(yǎng)覆蓋面廣，費用低，但因板底脫空引起路面板斷裂產(chǎn)生的病害，采用“矯正性養(yǎng)護(hù)”措施不但不能延緩水泥混凝土路面板的壽命，反而在病害“二次”出現(xiàn)時數(shù)量更多、更嚴(yán)重。在K998公里，如果僅采取日常維修保養(yǎng)措施，實際修復(fù)效果表明，在短短的兩年時間內(nèi)，滿足換板條件或者說急需換板的數(shù)量僅占整公里雙幅的5.6%，而將發(fā)生的費用可達(dá)9.66萬元，大大超過“日常維修＋灌漿＋五合一處治”的累計費用。

  3、施工較安全、少污染環(huán)境。而換板工程往往存在三個弊端：一是投入的養(yǎng)護(hù)成本高；二是環(huán)境污染嚴(yán)重；三是安全隱患較大。

  綜合以上所述，繼續(xù)引進(jìn)使用“五合一”綜合處治技術(shù)是較好的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，它經(jīng)濟(jì)并且技術(shù)可靠。宜柳路從2011年后就沒有再引進(jìn)“五合一”綜合處治工程，主要考慮到處治后還是破碎板，按公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)，破碎板還是較大影響到路況養(yǎng)護(hù)質(zhì)量指數(shù)，在此建議對路面斷板、路面僅有1至2條裂縫（未成為破碎板）的板塊進(jìn)行“五合一”技術(shù)處治，以便更有效的做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作，避免更多的換板造成污染環(huán)境。

  四、結(jié)束語

  通過上述分析，可確定現(xiàn)有路面的損壞主要是由于板下基礎(chǔ)逐漸產(chǎn)生變形和唧泥，致使水泥混凝土路面板的局部范圍不再與基礎(chǔ)保持連續(xù)接觸，即出現(xiàn)板下局部或完全脫空，最終導(dǎo)致水泥混凝土路面板的斷裂、破碎損壞。在實際養(yǎng)護(hù)工作中，欲提出和選擇科學(xué)、客觀、合理、經(jīng)濟(jì)、操作性強(qiáng)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對策，需對原有交通量進(jìn)行調(diào)查，將路面檢測彎沉值、路況的調(diào)研、病害的日常維修保養(yǎng)歷史記錄綜合使用，互為驗證和補充，以便真實、準(zhǔn)確地反映實際的路面損壞狀況，否則處治后的路面很容易再次產(chǎn)生新的病害，達(dá)不到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的。養(yǎng)護(hù)工作重點應(yīng)該著眼于路基路面的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)管理工作應(yīng)該提倡“?！?、 “救” “根治”工作理念?！氨！本褪锹访鏌o損壞的路段采取有效措施保證其完好；“救”就是對已破損的路面分析其破壞的原因采取有效措施能夠矯正的路段；“根治” 就是對已破損的路面不能夠恢復(fù)其正常使用功能的路段的更換。宜柳路已經(jīng)成功實現(xiàn)10年不換板，現(xiàn)正為實現(xiàn)20年不大修的偉大目標(biāo)而推進(jìn)，可以說是任重而道遠(yuǎn)，除了要全體養(yǎng)護(hù)人員的共同努力外，準(zhǔn)確提出科學(xué)預(yù)防養(yǎng)護(hù)對策是成功的關(guān)鍵。