高速公路瀝青路面沉陷分析及處治

張永軍

長治市協成公路養護工程有限公司 山西長治 046000

1 工程概況

此高速公路工程項目的全線長度是23.85km，起訖樁號是K55+260--K79+110，采用的是雙向四車道，設計的車速是100km/h。此項目中設計的路面結構具體是：AC-13C細粒式SBS改性瀝青混凝土（厚度是4cm）+AC-20C中粒式SBS改性瀝青混凝土（厚度是6cm）+ATB-25瀝青碎石（厚度是10cm）+水泥穩定級配碎石（厚度是18cm），項目于2015年8月19日正式開通運行，經過多年的通車運行瀝青路面出現了較為嚴重的沉陷問題。本文以此高速公路工程項目為例，綜合分析了瀝青路面沉陷及處治。

2 瀝青路面沉陷現象及原因

2.1 沉陷現象

瀝青路面沉陷范圍及程度。此高速公路工程項目中瀝青路面沉陷基本發生在了行車道與路肩位置，左右兩幅道路的同一時期變形頻數相對偏低。結合瀝青路面沉陷橫斷面實際分布狀況，出現的沉陷頻次比較少，而且中分帶區域路面出現的沉陷頻次也很少。各位置的沉陷范圍較小，沉陷長度基本處于10m至38m[1]。此項目中瀝青路面的沉陷量基本≤6cm，而沉陷量＞6cm的一共有26處。路面沉陷與黃土分布。此高速公路工程項目中黃土段的瀝青路面沉陷現象一共包含88處，非黃土段的瀝青路面沉陷現象一共包含62處。同時黃土段瀝青路面發生的沉陷現象比較嚴重，瀝青路面發生的沉陷數量及變形也較為突出。路面沉陷與路基類型。瀝青路面沉陷位置主要集中于構造物臺后與路基縱橫填挖結合部、沖溝附近[2]。該項目中的路基縱橫填挖結合部、沖溝附近等位置的路基施工條件尤為復雜，難以有效保證路基的整體施工效果。

2.2 原因分析

經過對高速公路工程項目進行實地調查，以及綜合對比分析路基填料與各土層含水量、壓縮模量等有關技術性能指標，總結確定的高速公路工程瀝青路面沉陷形成的主要原因包含三個方面，即地質條件、水條件與施工條件。首先是地質條件，此高速公路工程項目涉及低山重丘區，現場環境氣候為半干旱的大陸性氣候，同時大部分黃土地層與非黃土地層為非飽和類土，地層厚度的橫、縱變化幅度相對偏大。而非飽和類土變化與水含量關系密切，含水量的增多會造成非飽和土自重加大，變形模量減小，加之黃土自身具備濕陷性，容易發生較大的變形現象；其次是水條件，此高速公路工程項目的施工使得原地下水與地表水匯水、排水情況產生了變化，也改變了原地層含水狀態，路基經過地下水長時間浸泡而出現軟化變形，或是呈現干濕交替變形，加之受到土層自重與路基附加荷載的影響，加劇了壓縮變形與路基沉降。在強降雨條件下，路面積水主要通過散排，直接沖刷著路基的邊坡，從而使得邊坡表層土飽和、松軟，甚至邊坡出現滑塌現象，進一步引發路面開裂與沉陷；最后是構造物臺后、路基縱橫填挖的結合部以及沖溝附近等是此高速公路工程瀝青路面沉陷頻發位置：①路基縱橫填挖的結合部與沖溝附近等位置的地形、地貌變化幅度相對偏大，地層結構組成復雜、厚度不一，路基形式多變，很可能會造成路基出現不均勻沉降；②路基縱橫填挖的結合部與沖溝附近等位置是路面排水、匯水關鍵區域。若是防排水功能較弱或是失效就會造成路基含水量持續上升，嚴重影響路基土體結構的強度。

通過調查與分析此高速公路工程瀝青路面沉陷實際情況，總結得出的具體規律如下：高速公路正式通車運行1年到3年，新產生的瀝青路面沉陷段比較多，路面沉陷病害復發率、年變形速度均偏高，大部分瀝青路面沉陷程度比較嚴重，而且基本處在黃土段，由此表明瀝青路面沉陷是受路基壓實變形、路基固結變形以及黃土濕陷變形而產生的。而高速公路通車運行3年之后，瀝青路面的沉陷程度有所改善，且新增的瀝青路面沉陷段與病害復發率均顯著減小，表明黃土段路基沉陷變形已經接近于完成，而路基填料、黃土層浸水軟化而出現的固結壓縮變形是造成瀝青路面沉陷的重要因素。

3 瀝青路面沉陷處治及效果

3.1 處治措施

此高速公路工程項目中瀝青路面沉陷主要采用的是路面銑刨加鋪、路基深部加固與修復防排水的處治措施，具體如下：①針對瀝青路面沉陷變形量≤6cm的路段，采用的處治措施是路面銑刨加鋪方式，操作過程是：標劃路面銑刨范圍→銑刨過程控制（主要包含銑刨厚度、銑刨機行走速度等）→加鋪瀝青層（應保證與原厚度一致）；②針對瀝青路面沉陷變形量＞6cm的路段，同時此路段的瀝青路面沉陷病害復發率相對較高，采用的處治措施是路基深部加固處理；③針對瀝青路面沉陷變形量＞6cm的路段，應采用路基深部加固處理方式。若是黃土段的瀝青路面沉陷變形量＞6cm，路基加固處理深度應在路基下5m，并選擇高壓旋噴樁施工技術，具體過程是：測量放樣→試樁確定相關參數→鉆機就位→下管噴漿→沖洗器具；若是非黃土段的瀝青路面沉陷變形量＞6cm，路基加固處理深度應在路基施工范圍，并選擇注漿施工技術，具體施工過程是：壓力注漿→調整漿液→再次壓力注漿→封孔，但是如果非黃土段路基采用的施工材料不具備透水性，應改選成高壓旋噴樁施工技術。

3.2 處治效果

2018年瀝青路面沉陷處治之后的復發率是19.5%，處治有效率是80.2%；2019年瀝青路面沉陷處治之后的復發率是10.8%，處治有效率是91.6%；2020年瀝青路面沉陷處治之后的復發率是2.3%，處治有效率是98%。由此表明，此高速公路工程項目中瀝青路面經過處治之后，有效控制了瀝青路面沉陷病害的復發，且處治效果顯著，進一步提升了高速公路行車舒適性與安全性。

4 結語

文章結合高速公路工程項目實際情況，首先分析了瀝青路面沉陷特點與原因，然后提出了路面銑刨加鋪、路基深部加固等處治措施。