路基路面病害成因分析及整治措施研究

高海燕

山東華遠(yuǎn)公路勘察設(shè)計有限公司，山東 濰坊 261061

1 公路路基路面病害類型及成因

1.1 公路路基病害類型

（1）路基邊坡水毀。在暴雨期間會誘發(fā)大量的崩塌和滑坡，其中最為主要的原因就是在強(qiáng)降雨的條件下坡面雨水快速入滲到坡體內(nèi)部，進(jìn)而導(dǎo)致坡內(nèi)的巖土體物理力學(xué)性能急劇下降，最終導(dǎo)致出現(xiàn)邊坡的失穩(wěn)破壞[1]。

（2）路基路面水毀。山區(qū)的公路大多都采用半填半挖的方式，或者是沿河填筑路基，路基的一側(cè)緊鄰河流，在河流長期的沖刷作用下或者邊坡上坡面水流的作用下，路基不斷被掏蝕，水土不斷流失，最終導(dǎo)致路基路面產(chǎn)生整體破壞。除此之外，在暴雨的過程中，可能會發(fā)生洪水淹沒道路，路面被浸泡磨蝕的情況，使路面被崩解破壞進(jìn)而侵蝕路基。

（3）防護(hù)工程水毀。為了提高路基邊坡的抗沖刷性能，大多數(shù)沿河公路都會根據(jù)實際情況修筑相應(yīng)的防沖刷工程。例如在路基坡角附近修筑丁壩、護(hù)坦等坡腳防護(hù)工程，若這些防護(hù)工程發(fā)生水毀、失穩(wěn)及坍塌情況，也可能導(dǎo)致路基路面出現(xiàn)破壞[2]。經(jīng)調(diào)查，常見的防護(hù)工程水毀現(xiàn)象主要有坡面防護(hù)工程局部或者整體受到損壞，使得水流直接沖刷坡體，加速路基路面破壞；擋土墻等基礎(chǔ)被水流掏空，防護(hù)工程變形破壞，穩(wěn)定性降低，從力學(xué)的角度上分析，墻體的破壞主要是降雨入滲，使得巖土體內(nèi)物理力學(xué)參數(shù)降低，坡體對擋土墻的主動土壓力增大，最終超出了擋墻的承載力而導(dǎo)致路基破壞。

（4）橋涵水毀。橋涵水毀大多是水流對橋梁基礎(chǔ)、涵洞的沖刷造成的。橋梁基礎(chǔ)在河流洪峰時刻遭到強(qiáng)烈的沖刷，導(dǎo)致橋基受到強(qiáng)烈的侵蝕，涵洞水毀則主要是涵洞的進(jìn)出口防滲沖刷能力不足而導(dǎo)致的水毀。

1.2 公路路面病害類型

（1）變形類病害。瀝青路面的變形類病害主要包括車轍、沉陷、波浪及擁包。交通量和車重的增大，再加上高溫的作用容易導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生形變。當(dāng)溫度較高時，在車輪碾壓的作用下，瀝青混合料達(dá)到了承載的極限值，使得路面產(chǎn)生側(cè)向的形變，在長時間的作用下就會產(chǎn)生車轍。出現(xiàn)車轍的主要因素包括施工條件、氣候、渠化交通及重載作用[3]。路面的不均勻沉降會引發(fā)沉陷病害，造成沉陷的主要原因是路基的抗壓不足，路面在橫向和縱向上產(chǎn)生了斷裂和下降，導(dǎo)致路基的壓實度不足，進(jìn)而造成路面的承載力下降，產(chǎn)生路面沉陷，而這也是路橋過渡段存在橋頭跳車現(xiàn)象的一個重要原因。波浪也是變形類病害的一種，波浪病害的主要原因有路面選材不合理、基層不平整、面層基層之間的夾層不穩(wěn)定，以及基層的強(qiáng)度不足。路面的瀝青過厚或路面基層的水分太多都容易造成擁包的現(xiàn)象。

（2）松散類病害。路面的松散類病害指瀝青鋪裝層精細(xì)集料產(chǎn)生分散，在交通荷載及溫度的作用下，水分流入瀝青及集料的結(jié)合部位，從而導(dǎo)致瀝青膜及集料表面發(fā)生脫落，集料之間的黏聚力也不足，最終引發(fā)松散類病害，而坑槽是龜裂和松散進(jìn)一步惡化造成的。造成松散類病害的主要原因有交通荷載的重復(fù)碾壓，瀝青及礦料的黏附力不足，以及水分的作用。

（3）裂縫類病害。裂縫在最初形成時對路面的影響相對較小，但是隨著雨水的滲入，路面的強(qiáng)度會不斷被削弱，同時加上行車荷載的作用，最終對路面造成嚴(yán)重影響。裂縫主要可以劃分為縱裂、橫裂及網(wǎng)裂。導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的原因主要包括氣候交通條件的影響、施工因素、路面面層厚度、基層和瀝青混合料，以及溫度的影響。

2 公路路基路面整治措施

2.1 公路路基整治措施

（1）路基水毀防治的基本原則。對于公路路基水毀的防治要結(jié)合災(zāi)害發(fā)生前、災(zāi)害發(fā)生時和災(zāi)害發(fā)生三個方面進(jìn)行防治，遵循“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，盡可能提前控制災(zāi)害，以防發(fā)生災(zāi)害而造成較大的人力、物力、財力損失[4]。對于災(zāi)害的防治要有一定的預(yù)見性，在規(guī)劃階段就要考慮到路基水毀的問題，只有這樣才能掌握更多的防災(zāi)主動權(quán)，一旦公路建成投入使用，防災(zāi)的工作就會陷入被動。在這種情況下再進(jìn)行災(zāi)害的防治就需投入更多的資金和人力，且治理的效果還很難確定。因此在建設(shè)的初期選線階段，就要進(jìn)行精準(zhǔn)的勘察，盡量避開地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)的地段，遵循“能避則避”的原則。對于臨河的路段，要考察洪水的頻率及洪水位，從而為確定路基的最小高度提供依據(jù)。同時，盡量利用凸岸的地勢，減少凹岸臨河路線的長度。此外，還要考慮上下游水力水電及城鎮(zhèn)對河流演變的影響，預(yù)測未來河道的變化。防護(hù)工程的設(shè)計原則是“因勢利導(dǎo)”，對于洪水應(yīng)順應(yīng)其流勢，利用防護(hù)工程逐漸消耗洪水的動能，并且改變沖刷水流的方向，引導(dǎo)洪水平順的流向下游，要盡量少改變河流的自然狀態(tài)，在保證公路安全的基礎(chǔ)上，與河流協(xié)調(diào)發(fā)展。施工順序、施工工期及施工組織等要素對路基水毀災(zāi)害的防治極為重要。在施工的過程中要盡量避開雨季，因為在雨季施工開挖巖土體，會為雨水的入滲創(chuàng)造條件。在雨季施工，其施工的效率也較低，支護(hù)工程往往容易被延誤，一方面雨水降低了巖土體的強(qiáng)度，另一方面又不能及時安排嚴(yán)格的控制，易加劇工程的破壞。在施工的過程中應(yīng)合理控制施工的速度，路基施工為露天作業(yè)，受自然環(huán)境的影響較大，在旱季也會有降雨，且工期越長不確定的因素也就越多，巖土體暴露的時間越長，其自身的強(qiáng)度也就會越低。在搶修的過程中要遵循“先路基，后路面，先搶通，后恢復(fù)”的原則，因地制宜，靈活運用，根據(jù)不同的水毀類型，采取不同的搶修措施，盡量縮短搶修的時間。為了保證車輛行駛的安全性，災(zāi)后還應(yīng)該對路基路面及附近的防護(hù)設(shè)施進(jìn)行全面檢測。

（2）路基水毀的防護(hù)工程。①直接防護(hù)工程。所謂的直接防護(hù)工程就是直接依附在路基上，對天然的水流影響較小，主要包括擋土墻、漿砌片石護(hù)坡、坡面植物防護(hù)等坡面防護(hù)工程，以及堆石、石籠、漿砌阻水堤等護(hù)腳工程。這一類防護(hù)屬于被動防護(hù)，一旦被洪水沖毀，會直接威脅到路基的安全。②間接防護(hù)構(gòu)造物。這類防護(hù)構(gòu)造物對上游和下游的水流的影響比較大，會明顯改變水流的狀態(tài)，讓水流偏離被防護(hù)的河岸線，從而使沿岸的路基得到防護(hù)，這類構(gòu)造物主要有丁壩、順壩等。這類防護(hù)的效果比較明顯，并且即使洪水破壞了局部的構(gòu)造物，也不會立刻威脅到路基的安全。在實際的工程中，一般會將這兩種防護(hù)結(jié)合使用，分別從主動和被動的效果上來對路基進(jìn)行防護(hù)，防止水毀現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 公路路面典型病害整治措施

（1）車轍病害的整治措施。對于車轍類的病害目前常用的措施為銑刨拉毛技術(shù)，采用該技術(shù)可解決車轍兩側(cè)的凸出問題。應(yīng)用直接填補(bǔ)的措施來對車轍凹槽部分的瀝青路面進(jìn)行填補(bǔ)；應(yīng)用銑刨加鋪技術(shù)對車轍深度較大，且嚴(yán)重影響車輛運行的車轍進(jìn)行修復(fù)；應(yīng)用微表填補(bǔ)技術(shù)填補(bǔ)車轍導(dǎo)致的凹陷部位；對于匝道、彎坡橋橋面、長坡和陡坡地段等特殊路段的車轍問題，通常應(yīng)用灌注式的半剛性路面[5]。

（2）松散類病害的整治措施。瀝青路面出現(xiàn)松散現(xiàn)象通常采取“修補(bǔ)”工藝來進(jìn)行維修，即將出現(xiàn)松散的區(qū)域局部或者完全挖除。如果路面的基礎(chǔ)較薄弱，則需要首先對基礎(chǔ)進(jìn)行修正，然后再重新鋪筑表面層。新鋪筑的路面需要在瀝青混合料中加入抗剝落劑、增黏劑等用來加強(qiáng)瀝青和礦料的黏結(jié)性能，提高瀝青路面的水穩(wěn)性。

（3）裂縫類病害。裂縫的整治需要根據(jù)裂縫的類型來選擇合理的整治措施，如果是單條橫縫則可以直接采取灌縫措施；如果是橫縫帶則首先需要清除表層瀝青，內(nèi)壁采用嵌縫條進(jìn)行粘貼，之后再重新鋪筑瀝青。對于龜裂和網(wǎng)裂路面，開挖需要沿著被破損處外側(cè)1m處進(jìn)行，然后對工作面進(jìn)行清理，待工作面清潔干燥后，鋪灑改性乳化瀝青透層，最后再進(jìn)行瀝青的鋪筑。

3 結(jié)束語

綜上所述，在公路的長期運營過程中會出現(xiàn)不同程度的病害，文章主要分析了路基邊坡、路基路面、路基防護(hù)工程、橋涵等方面的水毀原因，同時闡述了路面中變形類、裂縫類、松散類病害產(chǎn)生的原因，并提出了路基水毀的防治原則，通過主動防護(hù)措施和被動防護(hù)措施協(xié)同配合來防止路基水毀，最后還針對路面所產(chǎn)生的各種病害提出了具有針對性的整治措施，有利于進(jìn)一步延長公路路基路面的使用壽命。