高速公路路面积水原因分析及处理措施

杨杰

摘要：沥青混凝土路面积水不仅容易对路基稳定产生危害，而且严重威胁车辆行驶安全。文章以玉铁高速公路为例，分析路面积水的原因和处理措施，以有效地消除沥青混凝土路面积水。

关键词：车辙;路基灌浆;切槽;微罩面

中国分类号：U412.36+6文献标识码：A

0 引言

2005年广西南友路（南宁至友谊关高速公路）的建成通车，宣告广西正式开启了沥青混凝土高速公路时代。虽然沥青混凝土路面高速公路在我国北方已经很普遍，但广西属于亚热带季风气候，炎热多雨，不同的气候、温度、降雨量等环境的差异，给高速预防性养护工作带来很大的挑战。水是影响公路寿命的重要因素，本文以玉铁高速公路（S21玉林至铁山港）为实例，总结实践经验，引入发达地区成熟的路面積水处理技术，为同行提供参考借鉴。

1 玉铁高速公路路面积水情况

玉铁高速公路2013年4月建成通车，至今通车已经两年多。项目公司秉承“精管细养，畅安舒美”的养护发展理念，从养护全寿命周期考虑，因地制宜开展预防性养护，实施全方位多层次立体式养护模式，高速公路技术状况指数MQI一直保持着较高的水平。但随着车流量的增加，特别是超限车辆屡禁不止，加上沿海独特的地理环境和亚热带季风气候的影响，公路路基路面逐渐出现裂缝、局部沉陷、车辙等病害，且病害发展速度增快，导致局部路段的路基路面产生严重的路面积水现象，易发生交通事故，存在一定的安全隐患，所以路面积水需要及时解决。

2 高速公路路面积水的危害

2.1 降低了路面有效的抗滑系数

路面抗滑系数SRI与路面的有效摩擦成正比，为了保证给车辆行驶、转弯提供足够的摩擦力，要求路面抗滑系数必须达到0.6以上，构造深度TC≥0.55 mm。当路面积水时，路面构造深度受到影响，轮胎表面与路面之间形成一层水膜，类似轮胎漂浮在水膜上，路面抗滑系数大大降低，抗滑性能下降，特别是在弯道位置，且车辆行驶速度越快，路面对轮胎的抗滑能力越低，如果操作过大容易造成车辆交通事故。详见表1。

2.2 降低车辆行车能见度

车辆在积水路面上高速行驶，而存有积水的路面会形成镜面效应，对驾驶人员的视觉造成严重影响，其极易因受到强烈灯光的刺激而产生照射性眩目，尤其在夜间更为明显。同时，汽车车轮卷带起的积水水花，使行车形成雾化效果，特别是大货车带起的水花，对紧邻其后的汽车行驶，造成一定的视觉遮挡，降低驾驶人员的视线能见度，影响对前车的转向及尾灯观察效果，车辆速度越快形成的水雾越大，严重影响车辆行驶安全。

2.3 破坏路面结构性能

玉铁高速公路路面结构分为上面层（4 cm）、中面层（6 cm）、下面层（8 cm），再下面就是水稳层和碎石层。当雨水在路面淤积，会渗入路面结构，当路面结构层破坏（裂缝、坑槽、车辙等），水分会渗透到各层之间，造成面层之间错动，进而加快、加重路面病害发展的速度。如果路面病害不能及时处理，会对路基的承载力产生损害，降低路面承载力，进而使行车路面沉陷，加重路面积水的程度，造成日后养护成本的增加。

3 高速公路路面积水的原因

3.1 路线左转弯变坡

玉铁高速公路部分路段在设计和施工中，为了减少隧道开挖，在遇到沿线山体的时候，路线优先选择绕行，特别是连续山体位置，造成路线弯度过大、变坡段较短。在降雨过程中，左转路肩超高位置，边坡雨水从路肩流向中央分隔带排水沟，而直线段路面雨水从路面流向路肩，这样就会在变坡点处形成一条由超车道流向路肩的斜向的2～3 m宽的水带。当汽车行驶到这个水带位置，左前轮和右后轮直接行驶在水带里面，与其他2个轮子形成反差，稍打方向就容易造成车辆事故，这是玉铁高速公路路面积水的主要原因，如K668+100～150下行、K670+580～700下行、K673+500～550下行等路段。

3.2 路基下沉

路基是路面结构的承载主体，承载着路面的主要荷载。路基下沉的原因往往是由于在施工过程中采用回填土的土质不合格、回填不均匀、单层压实不够、软基处理不当、施工质量控制不到位等，造成路基承载能力不足。在路面通车后2～3年的时间，陆续会因公路路基不均匀沉降引起路面凹陷、车辙、桥台搭板跳车等遗留缺陷。路基下沉容易造成路面局部出现下沉凹陷，雨后在凹陷的低洼处形成路面积水，这也是玉铁高速公路路面积水的另一个主要原因，如K670+060上行、K675+050下行、公馆匝道AK0+970等路段。

3.3 路面车辙

玉铁高速公路部分路段路基和路面施工质量不到位，再加上通行车辆的不断增加，且违规超限车辆屡禁不止，导致路面车辙病害日趋严重。随着车辙深度不断加深，形成路面凹槽，而路面凹槽积水不易排出，车辆轮胎与车辙积水路面之间的摩擦系数减小直至为零，此时，快速行驶的车辆可能发生轮胎的滑水现象，所以车辙也是形成路面积水的原因。如K682+00～200上行路段。

3.4 中央纵向排水沟设计与施工缺陷

在高速公路弯道超高渐变段上，为了将路面积水排出，在中央分隔带内增设了排水沟、集水井。但是，一方面，由于设计上的缺陷造成排水沟截面过小不能满足路面排水要求，导致在超高路段内侧局部积水无法及时排出;另一方面，施工缺陷造成集水井口高过排水沟、排水沟高过路面或路面边缘摊铺过高翘起，致使路面雨水无法通过排水沟和集水井排出，反而在水沟末端将雨水倒灌到路面，在超车道形成路面积水。

3.5 路面排水系统堵塞

路面雨水主要通过路肩边坡、中央排水沟、桥梁伸缩缝、排水孔等排水系统排出，但由于过往车辆司乘人员长期丢弃饮料瓶、塑料袋等垃圾，还有快速生长的野菊花、蒲公英等杂草，很容易堵塞排水沟和排水孔，不仅清理麻烦且极易造成路面积水。

4 高速公路路面积水的处治

为了保证高速公路的快速、安全、畅通，玉铁高速公路项目公司对路面积水问题高度重视，组织技术力量，攻关克难，处理路面积水问题，取得了一定的效果，确保了高速公路的安全畅通。我们主要采取了如下几个处治措施：

4.1 路基灌浆

玉铁高速公路项目公司针对因路基下沉产生的路面积水，主要采用路基化学灌浆“DCG工法”，即：在灌浆压力为0.1～0.5 MPa时，将调配好的灌浆浆液倒入特制的双液灌浆系统挤压至路基的碎石层、土基层，浆液在路基脱空缝隙、凹槽内部迅速凝固、结石，最终形成以立体网状浆脉固结体为骨架的复合土体，有效改善土体的物理力学性能和水力学性能。“DCG工法”路基灌浆法，能有效加固路基软弱土体，提高路基承载力，并抬升调平沉陷路面，恢复路面平顺，消除路面积水。

路基灌浆的主要工艺是：布孔→钻面板孔→造深层孔→抬升观测→安装灌浆管→加固调平灌浆→养生。

玉铁高速公路从开通到现在，路肩灌浆28处，灌入水泥2 238.2 t，彻底消除了因路基下沉而导致路面积水的现象。

4.2 路面打磨、切槽

路面积水的处理措施与路面的凹陷程度有关。当沿行车方向30 m拉线，路面凹陷量≥5 cm时，往往采用路基灌浆的方法，进行抬升调平;当沿垂直行车方向7 m拉线，路面凹陷量<2 cm时，且排水距离较短时，可采用路面打磨方法，引水出路面;当沿垂直路面行车方向7 m拉线，路面凹陷量在2～5 cm时，需要对路面进行切槽，引水出路面。

4.2.1 路面打磨

路面打磨，使用的机械主要是大型路面打磨机。路面打磨主要是在超车道靠近中央排水沟一侧。为了不影响行车的安全和舒适，打磨的深度不宜过深过长，路面打磨深度控制在1.5 cm以内，深入行车道长度控制在60 cm。根据路面积水的严重程度来选择打磨宽度、长度和个数。

4.2.2 路面切槽

路面切槽使用的机械是小型切割机、吹风机和风镐机。路面切槽的位置往往是积水较深的路肩。雨天选取积水最深位置，采用间隔2 m/条，依次向两侧布置，根据路面凹陷量的不同而布置切槽位置。

首先用切割机对沥青混凝土进行切割，用风镐对切割后的地方进行捣碎，然后采用人工清理，并用高压风枪将底槽内的粉尘清除干净，最后用环氧化树脂进行三面密封。切槽大小控制在6 cm宽、4 cm深，且保证一定的坡度，以便进行排水。

玉铁高速公路全线进行路面打磨11处、路面切槽2处，排除路面积水效果明显。

4.3 疏通、修复排水系统

路面积水最普遍的原因就是路面排水系统失效，导致路面积水无法通过排水系统排出，在路面形成积水。针对这种情况，玉铁高速公路项目公司从两方面下手：（1）疏通排水系统，主要是定期清理中央排水沟、急流槽和路肩外侧内的杂草、淤泥，及时疏通桥梁伸缩缝、泄水孔，还有路面切槽内的垃圾，保证排水的畅通;（2）对于设计施工存在的排水系统缺陷，重新砌筑和延长了中央排水沟，并凿除集水井口高出排水沟的部分，保障了排水系统正常运行。

4.4 微罩面处理车辙

微罩面处理车辙是采用摊铺设备将改性乳化沥青、级配集料、添加剂等摊铺到车辙内。（1）在车辙边缘划定位置，采用铣刨机在车辙边缘进行铣刨，保证罩面厚度≥2 cm;（2）对摊铺位置进行清扫、除尘，撒布稀浆封层;（3）将沥青混合料摊铺到车辙内，根据车辙的厚度计算出相应的摊铺系数;（4）采用小型压路机或垂直夯进行压实。

5 结语

广西高速公路受气候和降雨量的影响，路面积水现象普遍存在，严重威胁过往车辆的行车安全。只有加强日常维修保养工作，及时清理路面垃圾和疏通排水系统，才能确保路面排水系统发挥正常功能。同时，要加强日常巡查和检测，特别是雨季时路况的巡查，在路面积水的初发时期就开展养护维修工作，避免病害的进一步发展。要科学分析积水原因，制定有效的积水处理措施，确保高速公路的行车安全。

参考文献：

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