國內外高速公路路面常見病害種類探討

曲 濤 張瑞玲

(夏河縣交通運輸局，甘肅 夏河 747100)

1 高速公路發展概述

截止目前，全世界已有80多個國家和地區擁有高速公路，目前世界各國的公路總長度約2000萬公里，約80個國家和地區修建了高速公路，通車總里程26萬公里左右，其中美國、中國、英國、德國、法國、意大利、日本、加拿大等國高速公路里程約占世界高速公路里程的80%以上。中國高速公路發展從1988年滬嘉高速公路的建成通車實現中國大陸高速公路零的突破，到2013年底，高速公路通車總里程達到10.4萬公里，已超過美國躍居世界第一。

2 高速公路路面常見病害

由于我國修建高速公路起步較晚，修建高速公路的水平、經驗有限，在修建和設計時難免存在不足，在已通車的或正在建設中的高速公路上由于各種因素的影響，大多數或多或少都存在著病害，它直接影響著高速公路的質量或正常運營，有些嚴重病害，直接威脅著高速公路運行車輛的安全，造成一些不必要的損失，同時也給日常養護、維修工作帶來許多麻煩。本文就瀝青路面及水泥路面常見病害的種類及成因進行分析，從而解決高速公路建設、管理、養護的重大難題。

2.1 瀝青路面

瀝青混凝土路面破損按其形狀可分為裂縫類、松散類、變形類、表面損壞類四大類，每類破損包含的內容見表 1。而高等級公路路面常見的損壞一般有裂縫、車轍、坑槽、松散、沉陷、橋頭涵頂跳車、表面功能衰減等[3]。

表1 瀝青路面的破損類型

2.1.1 裂縫

路面裂縫是路面早期破損最常見的病害之一，其危害在于從裂縫中不斷進人水分使基層甚至路基軟化，導致路面承載能力下降，加速路面破壞。影響裂縫產生的因素有瀝青混合料、基層、路面面層厚度、施工因素、氣候交通條件等[4-5]。

2.1.2 車轍

它是路面上沿行車輪跡產生的縱向帶狀凹槽，深度在1.5cm以上，數量按實有長度乘以變形部分的平均值計算。車轍在行車荷載重復作用下，有擴展和積累的趨勢。常見的車轍有結構性車轍、流動性車轍、磨損性車轍、壓實不足引起的車轍等。影響車轍產生的因素有內因和外因，內因包括瀝青混合料和路面結構設計，外因包括施工、交通、氣候條件等[2]。

2.1.3 松散類損壞

路面混合料失去粘結力，集料松動離散面積在0.1m2以上，深度不超出2cm稱為松散。當路面混合料丟失的深度大于2cm，面積在0.04m2以上使路面破壞而形成明顯的深洼時，稱為坑槽。坑槽有壓實不足性坑槽、厚度不足性坑槽、水損害性坑槽等，影響坑槽產生的因素瀝青混合料、路面排水設計、施工因素等。

2.1.4 沉陷、橋頭涵頂跳車

沉陷是由于路基路面產生豎向變形而導致路面下沉的現象，通常有均勻沉陷、不均勻沉陷、局部較大面積沉陷。均勻沉陷是由于路基路面在自然因素和行車作用下，達到進一步密實穩定的表現，這種沉陷不會引起路面破損。局部大面積沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均勻沉降或局部滑移而引起的。橋頭涵頂跳車往往是由橋臺臺背填土碾壓時壓路機施工困難，碾壓密實度不夠，臺背填土隨時間和荷載增加產生局部滑移和不均勻沉降，從而使路面產生沉陷形成跳車。

2.1.5 表面功能衰減

瀝青路面的表面功能是指瀝青路面的抗滑、噪聲、濺水和水霧等。在我國，瀝青路面抗滑性能在通車后迅速下降主要有兩方面原因，一是瀝青標號過大，針人度偏大，瀝青用量可能過多，路面漸漸泛油，構造深度下降，直至變成光滑的路面。其次是粗集料不耐磨，迅速磨光。

2.2 水泥路面

近年來水泥路面呈現出大量病害，按損壞的特征和范圍分為斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層損壞類四大類。包括：破碎板、裂縫、板角斷裂、錯臺、唧泥、邊角剝落、接縫料損壞、坑洞、拱起、露骨等。

2.2.1 裂縫

混凝土板面的裂縫，可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫(簡稱貫穿裂縫)。表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的。貫穿裂縫為貫穿板全厚度的橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫、板角斷裂等。垂直于行車方向的有規則的裂縫稱為橫向裂縫，導致水泥混凝土路面出現橫向裂縫的原因較多。沿行車方向出現的裂縫稱為縱向裂縫。兩條或兩條以上相互交錯的裂縫稱為交叉裂縫。產生交叉裂縫的主要原因：(1)水泥混凝土強度不足，在荷載和溫度作用下會出現交叉裂縫；(2)路基和基層的強度與水穩性差，一但受到水的侵入，將會發生不均勻沉陷，在車輪荷載作用下，混凝土板塊出現交叉裂縫；(3)水泥的水化反應和堿集料反應。

板角斷裂與混凝土板角兩邊接縫接相并貫穿板厚的裂縫稱為板角斷裂。相鄰板角之間無傳力桿，傳荷能力較差，在車輪荷載的作用下荷載應力較集中，除在混凝土路面的起始點設有角隅及邊緣鋼筋外，其他部位均未設加強筋，而且一旦混凝土路面板接縫進水，板下就會出現唧泥、脫空現象，板角更處于不利狀況，車輪荷載作用在板角時，很容易出現板角斷裂。

2.2.2 接縫碎裂和填縫料損壞

水泥混凝土路面板接縫兩側傾斜的剪切擠碎現象稱為接縫碎裂。混凝土路面常見的接縫分縱縫和橫縫。橫縫又分為脹縫(真縫)和縮縫(假縫)兩種。脹縫的寬度隨氣溫而變化，當氣溫上升時縫中的填縫料被擠出；反之，使縫中形成空隙，泥沙、石屑等雜物侵入，成為板塊伸脹時的障礙。雨雪水便能沿此空隙滲入，損壞基層和墊層，造成路面接縫處的變形和破損。縮縫的變化較小，但經過若干次凍縮，能把假縫折斷成真縫，加之填縫料的老化，也會造成象脹縫一樣的后患。施工、養護不規范，切縫不及 時或未達規定深度，也是造成接縫破損的原因之一[7]。填縫料損壞主要是由于填料脆裂、老化、擠出與板邊脫離造成。質量較差的填縫料，短時間內就會發生填縫料損壞現象。

2.2.3 拱起(blow-up)[6]

拱起是指橫縫兩側板體發生明顯抬高的現象，通常多由接縫被硬物阻塞或脹縫構造設置不當致使板體在氣溫升高時不能自由脹伸所引起。

2.2.4 錯臺(faulting of slab ends)[6]

錯臺是指接縫處相鄰板體產生的垂直高差。在澆筑混凝土板時，脹縫的填縫板未予牢固固定，在振搗中被振歪使縫壁傾斜，或接縫的上部填縫料同下部填縫板未能對齊，兩板在伸脹擠壓過程中將導致形成錯臺。當接縫未設傳力桿、傳荷能力不足或雨水通過接縫滲人基層產生唧泥使接縫處板塊產生不均勻下沉，以及因溫度和濕度梯度的作用，使反的接縫處產生翹曲都可引起板的錯臺。

2.2.5 唧泥(pavement pumping)[6]

接縫的填縫料失效，雨水滲入基層使其軟化，在輪載頻繁作用下產生塑性變形累積而使板底脫空，這時積水在輪載通過時成為有壓水并與基層細料混攪成泥漿而從縫隙中泵唧出來，即形成唧泥現象。唧泥使板邊緣的基礎部分失去支承能力，在輪載重復作用下最終導致板的斷裂，使板產生局部沉陷，并污染路面。

2.2.6 板塊沉陷(plate depression)[6]

水泥混凝土路面板的沉陷，多由基層濕軟、水穩性不足，或板底出現空隙以及路基下有墓穴等坑洞，在行車作用逐漸產生豎向變形所形成。

2.2.7 板面起皮、剝落

水泥混凝土路面表層上下脫開，這種板面淺層內所發生的病害稱為起皮。距接縫40cm寬度內的板邊，板角40cm半徑內不垂直貫通板的破碎(裂)現象稱為剝落；起皮主要是施工中水灰比過大或因混凝土施工時表面砂漿有灑水提漿現象所致。剝落主要是由混凝土強度不足，縫內人進雜物所引起。混凝土成活時過度抹面、養生不及時、休料質量低劣、水泥中的堿與集料中某些特定礦物發生化學反應以及采用鹽類融化路面冰雪等都可引起表面起皮與剝落。

2.2.8 坑洞

坑洞是指水泥混凝土路面板表面產生直徑2.5-10cm、深為1-5cm的破損現象。施工質量并或在澆筑的混凝土時砂石材料含泥量過大，夾帶朽木、紙張、泥塊等雜物，以及行駛的某些車輛、機械的金屬硬輪等對路面產生撞擊都可造成坑洞的產生。面層集料局部脫落而產生的長槽稱為坑槽。

2.2.9 麻面、露骨(surface angularity)[6]

水泥混凝土表面結合料磨失，成片或成段地呈現過度的粗糙稱為麻面。路面混凝土保護層脫落形成集料裸露稱為露骨。麻面主要是由于混凝土施工時遇雨所致。露骨主要是混凝土表面灰漿不足，灑水提漿造成混凝土路面表層強度不足。

2.2.10 松散

水泥混凝土路面由于結合料不足或失效，成片或成段地呈現過度地粗糙和砂石材料分離稱為松散。松散主要是由于砂石含混量較大，水泥質量較差或用量較少，混凝土強度不足引起。

2.2.11 磨光

水泥混凝土路面磨成光面，其摩擦系數已下降到極限值以下。磨光的主要原因是由于水泥路面水泥砂漿層強度低，水泥等原材料耐磨性差，路面使用時間較長也會發生磨光現象。

3 結論

高速公路路面出現的病害有很多種：瀝青路面主要是早期病害，由于設計及施工方面都存在一些不足，水泥路面亦如此，因此只有認清這兩種路面各自的不足，才能提高路面使用性能的同時，延長使用壽命，提高投資效益，保證路面的行車安全。

[1]李立寒，張南鷺.道路建筑材料[M].4版.北京：人民交通出版社.

[2]高志田,劉中國.瀝青路面車轍產生的原因及防治措施[J].黑龍江交通科技,2002(08).

[3]昂劍鋒.瀝青路面常見病害成因分析及其防治措施[J].中國水運:學術版,2007(06).

[4]劉志遠.瀝青混凝土路面病害及其防治[J].交通世界,2012(Z1).

[5]張常浩.瀝青混凝土路面裂縫的產生原因及防治措施[J].科技資訊,2010(19).

[6]JTGH10-2009公路養護技術規范[M].北京：人民交通出版社.

[7]傅智,金志強.水泥混凝土里面施工與養護技術[M].北京：人民交通出版社,2003.