淺談山區公路路基病害類型及其成因

陳澤智?曹凱

摘 要：在山區公路建設中，由于地形地貌條件的制約，經常出現高填深挖的情況，因此路基病害多種多樣。根據山區公路路基病害的特點，對山區公路路基病害進行了分類，并系統分析了病害的成因。

關鍵詞：山區公路；路基；病害；成因分析

公路路基是整個公路構造的重要組成部分。公路路基病害直接影響公路的使用性能和行車安全，公路路基一旦出現問題往往對公路的影響較大，且路基病害一般會導致一系列的路面病害。因此很有必要開展深入研究。

1.路基病害類型及特征

按照橫斷面形式的不同，山區公路常見路基可分為填方路基、挖方路基和半填半挖路基三種。路基病害主要包括路基沉陷、路塹邊坡溜塌滑坡、填方路基失穩滑塌、路基錯臺、路基裂縫和路基橫坡破壞等。

1.1 路基沉陷

公路路基沉陷其主要特征為路基實際變形大于路基的容許變形致使路基在低于原設計標高。路基沉陷從形態上可分兩大類：一、路基的整體沉陷，其特點表現為范圍較大。二、路基的不均勻沉陷。相對不均勻沉陷，整體沉陷對道路的使用影響不大，不影響道路的整體運行。

大部分路基沉陷病害主要表現為路基的不均勻沉陷，按照其沉陷裂縫的走向及病害形式把路基不均勻沉陷分為局部不均勻沉陷、橫向不均勻沉陷和縱向不均勻沉陷。其主要去區別表現為裂縫形式不同、形成地質條件差異等特征。

1.2 路塹邊坡溜塌滑坡

邊坡出現溜塌滑坡后，往往會引起堵塞排水設施的次生病害。出現路塹邊坡溜塌滑塌路段的共同特點是邊坡較高、坡度較陡、表面覆蓋層較厚、排水系統不完善（如未設截水溝），且缺少必要的防護措施或雖有防護措施但防護措施過于單一不能滿足需要。

1.3 填方路基失穩滑塌

通過對山區已有公路路基病害的調查發現，山區公路路基出現失穩滑塌現象的特征表現為路基一側填方較高、填方邊坡坡度較陡，且缺少必要的加固措施或加固措施不完善。填方路基失穩滑塌主要特點為填方高度及坡度均較大，無防護措施。

1.4 路基裂縫

路基裂縫類型從裂縫表現形態上可分為縱向裂縫和橫向裂縫。調查發現路基裂縫是路基病害中出現最多的一種形式，且往往是發生其他病害的先兆，在路基出現沉陷、錯臺、支擋結構破壞時，必然伴隨路基的開裂?？v向裂縫走向基本與行車方向平行，由路基或基層沉降引起的縱縫，通常斷斷續續，綿延很長；施工搭接引起的縱縫，形態特征長且直；結構承載力不足引起的縱縫多出現在路面邊緣。裂縫多發生在路基填方與挖方結合部和輪跡分布集中處。

1.5 路基錯臺

接縫處或者裂縫相鄰面板出現垂直高差的現象，路基錯臺發生處常常伴隨有路基縱向裂縫，路基失穩滑塌。

1.6 路基橫坡破壞

路基橫坡破壞是指路基橫向傾斜度出現較大變化或不均勻變化。常見形式有兩種：一是在車輪輪跡集中處，伴隨路基沉陷發生；二是在路基填挖結合處，伴隨路基不均勻沉降發生。在第一種破壞形式下，往往導致路基排水困難，進一步加速了路基的破壞，在設有路肩墻的部位，由于路基積水的問題，導致路肩墻穩定性降低，進而引發更嚴重的路基病害；在第二種破壞形式下，由于路基橫坡嚴重偏離設計值，使行車安全性降低，如果橫坡破壞發生部位位于平曲線外側，則可能成為交通事故的誘因。

2 病害成因分析

路基作為公路主體，與路面結構一起承受行車荷載的作用，是主要的承載結構，其強度和穩定性決定了道路承載能力的大小。提高路基的強度和穩定性，可使路面有更好的受力環境，改善路面的使用性能，延長路面的使用年限，因此，路基質量的好壞直接關系到公路的整體質量。

2.1 路基壓實度不足

路基壓實度不足是指公路的實際壓實度沒有達到規范要求，或雖達到了規范要求，但壓實度標準較低不能滿足實際行車荷載要求，由此將帶來兩個方面的影響：（1）路基工后塑性變形偏大，在外荷載作用下，其變形累積，導致路基沉陷，或因荷載不均勻導致路基變形積累不均勻，造成路基橫向破壞，橫向排水功能喪失，形成路面積水，進而造成惡性循環。（2）路基的壓實度與路基的彈性模量密切相關，路基壓實度不足導致路基彈性模量較小，路基在外荷載作用下導致豎向變形偏大，導致路面結構底部拉應力過大，路面開裂，造成雨水下滲進入路基內部，使路基強度急劇降低，加劇路基病害。

2.2 邊坡設計不合理

（1）邊坡過陡。邊坡過陡是指填方或挖方邊坡在自然放坡的情況下邊坡坡度過大。邊坡過陡包括兩個方面：a、路堤邊坡在確定邊坡坡率時，對填料的物理力學性質、邊坡高度、工程地質條件等因素的綜合考慮不夠充分。b、路塹邊坡在確定邊坡坡率時，對坡面巖土體的組成、巖石風化程度、巖石產狀、排水系統的設置等影響因素的綜合考慮不夠充分。

（2）邊坡防護不合理。邊坡防護不合理主要有三個方面：a、一般路塹邊坡缺少必要的草皮防護。b、較陡路塹邊坡沒有設置必要的坡面防護工程。c、填方高度較大時沒有設置必要的支擋結構，導致路基失穩滑塌。

2.3 路基排水不暢

路基排水不暢是指路基在雨天不能將雨水迅速排出路基，導致路基長期處于積水狀態，軟化路基，使路基承載力降低，在行車荷載的作用下路基發生沉陷失穩，嚴重時發生路面滑塌。路基排水包括橫向排水和縱向排水，橫向排水不暢發生在路基橫坡破壞以后，導致大量雨水在路面匯集引起路基軟化破壞，縱向排水不暢是指路基邊溝堵塞，雨水漫過路面。

2.4 路基設計不合理

由于路基設計過程未完全考慮施工過程中的自然變化情況，導致路基設計荷載與實際承載能力存在較大差異。在邊坡較陡地段未按要求設計合理的子彈結構物，在常規土質邊坡去燒必要防護，導致路基應邊坡雨水侵蝕而穩定西下降，失穩滑坍。

2.5 填挖結合不當

新老路基結合部處置不當是路基病害產生的重要原因，主要有四個方面的問題：（1）填挖結合面處置不當。路基填筑時沒有清除表面植根土或松散土，未處理好原地面，使填挖結合面差異較大形成薄弱滑動面，可能誘發填方路基失穩。（2）臺階開挖不合理。若在設計時臺階數量或者太臺階尺寸不能滿足規范要求時，致使填挖結合不良，形成潛在滑動面，當不利因素耦合時，就會形成路基病害。（3）缺少必要的支擋結構。由于山區地勢陡峭，填方邊坡采用自然放坡的情況下，邊坡坡度較大，且容易形成“薄皮”，使路基的穩定性降低。（4）新老路基結合部缺少排水與防滲措施。在路面出現裂縫后，雨水進入新老路基結合部，導致結合部抗剪強度急劇下降。

2.6 養護不及時

公路在使用過程中出現一些病害是不可避免的，但若能及時發現病害并采用合理的維修養護措施，就可防止病害的進一步發展。山區暴雨可能導致路塹邊坡溜塌滑塌，淤塞道路邊溝，應不及時疏通，盡量減少雨水自裂縫進入路基。

3.結論

路基各類病害之間有著密切的聯系。路基病害最先多以裂縫的形式出現。路基的不均勻沉陷還可能伴隨有路基裂縫和路基錯臺。故對路基的早期病害應加強養護與維修。山區公路填挖結合路基往往是病害的多發區。常見病害是填挖結合部出現路基縱向裂縫，路基錯臺，路基橫坡增大等。

參考文獻

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[3] 舒相中 山區公路路基病害形成原因及防治措施研究，江西建材，2014，10

作者簡介

陳澤智，男，壯族，廣西桂平人，鄭州大學道路橋梁與渡河工程2011級本科生。

曹凱，男，漢族，河南周口人，鄭州大學道路橋梁與渡河工程2011級本科生。