公路路基路面病害預(yù)防策略探析

李茜 遼寧省丹東市鳳城市交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展中心

1 前言

引起公路路基路面病害的原因很多，有施工原因、養(yǎng)護(hù)原因、人為破壞原因及天氣環(huán)境原因等。只有對(duì)病害成因充分了解，在公路施工和養(yǎng)護(hù)過程中采取有針對(duì)性的措施，才能減少病害的出現(xiàn)。某縣級(jí)公路位于河北雄安境內(nèi)，通車五年后，不同路段分別出現(xiàn)不同程度的路基翻漿、滑坡、水毀，路面裂縫、車轍、坑槽、泛油等病害，本文將對(duì)各病害成因進(jìn)行分析，并據(jù)此采取相應(yīng)的防治措施。

2 案例概況

重慶合川至四川安岳（重慶段）高速公路地處成渝經(jīng)濟(jì)腹地，是四川和成都之間又一條自西向東連接的高速公路；路線全長(zhǎng)94.97km。本項(xiàng)目建成后，不僅對(duì)完善和加密四川安岳縣和重慶市高速公路網(wǎng)具有重要作用，更是成都天府新區(qū)、成都新機(jī)場(chǎng)以及重慶兩江新區(qū)便捷且快速的直達(dá)通道，對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

3 公路路基路面常見病害成因

3.1 路基翻漿成因

路基翻漿通常由季節(jié)交替所引起，秋季地表下層會(huì)出現(xiàn)積水現(xiàn)象，土層中的含水量增多，到了冬季氣溫急劇下降，土層中的水分得以保持，含水量基本不變，而到了來年的春季，土層解凍，積攢的水分將會(huì)滲入路基，使路基發(fā)生翻漿現(xiàn)象。此外，路基翻漿還受路基土質(zhì)的影響，在車輛長(zhǎng)期碾壓作用下，路基土質(zhì)會(huì)發(fā)生變形、開裂等，土層一旦解凍，水分將會(huì)快速進(jìn)入路基土中，路基土發(fā)生膨脹作用，進(jìn)而加劇路基的翻漿狀況，使路面出現(xiàn)凹陷或隆起。

3.2 邊坡滑塌

縱觀公路路基、路面的各種病害，邊坡塌方的概率大，影響范圍廣，是較為常見的病害形式。根據(jù)發(fā)生規(guī)模和場(chǎng)地土質(zhì)，可分為滑坡和崩塌。滑坡的發(fā)生與高強(qiáng)度重力作用有關(guān)，導(dǎo)致路基局部滑動(dòng)，地質(zhì)條件破壞時(shí)發(fā)生概率較大。崩塌與土質(zhì)密切相關(guān)，松散土質(zhì)邊坡易發(fā)生滑動(dòng)。從具體原因看，邊坡坍塌與施工工藝不合理、場(chǎng)地水害密切相關(guān)。

3.3 沉陷病害

公路工程路基路面出現(xiàn)病害指的是局部道路的路基在垂直方向的作用下出現(xiàn)比較大的下陷變化，導(dǎo)致路基路面出現(xiàn)裂紋、坑洼以及整體下陷等問題。而這一病害大多數(shù)集中于承載力不足的軟弱土層區(qū)域中，如在本工程項(xiàng)目中，通過相關(guān)人員對(duì)工程區(qū)內(nèi)全線的地質(zhì)勘查得出：項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)構(gòu)造剝蝕淺丘為主，特殊巖土主要為軟弱土層（過濕土）。

如果在工程項(xiàng)目開始建設(shè)之前不對(duì)該區(qū)域內(nèi)軟土路段道路路基進(jìn)行實(shí)地勘察，或者是軟弱土層不能經(jīng)過合理處理，其承載力就不能滿足公路常用層位、厚度以及路基路面的施工要求，進(jìn)而使路基路面承載力不足，同時(shí)在行車載荷的作用下，就十分容易造成路基路面沉陷病害。

3.4 路面裂縫成因

裂縫是一種最常見的路面病害。路面裂縫的誘因有：（1）車輛超載作用引起的裂縫：車輛超載會(huì)增大地面受到的負(fù)荷，使地表受到的張力過大，進(jìn)而導(dǎo)致路面裂縫的產(chǎn)生；（2）溫度變化引起的裂縫：當(dāng)路面的溫度過低時(shí)，路面會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，進(jìn)而引起路面開裂。

3.5 坑槽病害

坑槽指的是在行車的作用下，骨料出現(xiàn)局部脫落，導(dǎo)致路面上出現(xiàn)大小不等的坑洼，坑洼形成的原因主要有面層透水、路基強(qiáng)度低等。此外，由于存在輕微坑槽病害的路面未能得到施工企業(yè)和相關(guān)部門的及時(shí)修復(fù)與高度重視，加之車輛滴落的油對(duì)瀝青路面造成侵蝕，這也是導(dǎo)致面層與基層之間產(chǎn)生隔離層和干層的重要因素之一。

4 公路工程路基路面病害的治理措施

4.1 沉陷病害處理方面

通過對(duì)沉陷病害成因的分析，提出了處理沉陷病害應(yīng)考慮路基的連接和平整度。實(shí)踐中，可采用目測(cè)與高精度水平檢測(cè)相結(jié)合的方法，嚴(yán)格控制各層的厚度和平整度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。路面攤鋪前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，攤鋪過程中應(yīng)及時(shí)檢測(cè)和記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為以后的質(zhì)量評(píng)定提供依據(jù)。遵循以下步驟：準(zhǔn)確確定受損部分的覆蓋范圍→設(shè)備進(jìn)場(chǎng)→測(cè)量放線→銑刨→清理碎屑→噴膠層油→平整定居點(diǎn)→鋪路→滾動(dòng)→接縫處填充瀝青→保持。

4.2 路基翻漿防治

為有效防治路基翻漿，首先要做好路基排水工作，具體可在路基設(shè)置隔離層來增加排水效果，隔離層的厚度通常在0.2m左右，由沙子、碎石等組成。然后，設(shè)置隔溫層，主要由爐渣、碎磚等組成，厚度通常為0.3m左右，可以有效地防止路基因溫度變化而發(fā)生膨脹或收縮，對(duì)路基具有較好的保溫作用。最后，利用土工布排水。土工布具有較好的排水效果，可以有效地避免水分的滲透。

4.3 路基滑坡防治

為了有效地防治路基滑坡，首先，需要做好路基邊坡的防護(hù)工作，具體可在路基邊坡位置打入抗滑樁，增加斜坡的穩(wěn)固程度，防止路基邊坡出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象；其次，增設(shè)路基排水手段，在坡上設(shè)置截水溝，防止地表水從路基斜坡流過；再次，增加路基土質(zhì)的厚實(shí)度，可以采用填土反壓的方式，從而即使路基土質(zhì)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，又能保障土質(zhì)厚度均勻；最后，需要在路基邊坡增加植被的數(shù)量，防止土層出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，減少雨水滲入。

4.4 坑槽病害處理技術(shù)

當(dāng)高速公路建成使用一段時(shí)間后，有些路段會(huì)出現(xiàn)坑槽，路面坑槽的出現(xiàn)會(huì)在一定程度上影響車輛行駛的穩(wěn)定性與安全性。因此，作為施工企業(yè)要及時(shí)對(duì)出現(xiàn)坑槽路段的范圍和深度進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果制定針對(duì)性的解決辦法。

但需要注意的是，在對(duì)坑槽病害的處理過程中，要先清理坑槽壁，然后在坑槽壁上涂抹一層黏結(jié)瀝青，再將拌和好的瀝青混凝土填筑其中，填鋪高度要與原有路面持平，后經(jīng)過壓實(shí)，以此保持填鋪層與路面的平整。

4.5 裂縫病害處理技術(shù)

就目前的情況來看，對(duì)于裂縫病害的處理有封縫、灌縫、貼縫。其中，灌縫在高速公路中最為常用。大量實(shí)踐表明，灌縫可有效改善路面的裂縫病害的狀況；同時(shí)，貼縫適合在基層橫斷面狀況良好的情況下使用，而封縫則適用于由于瀝青使用年限過長(zhǎng)、透水比較嚴(yán)重而產(chǎn)生的裂縫中。貼縫和裂縫使用周期較短，一般為2~3年，且費(fèi)用高昂，施工難度極大。

4.6 排水加固方面

水對(duì)路基路面影響較大，水損害引起的病害較為普遍。路基施工時(shí)應(yīng)采取完善的排水措施，如截水溝、邊溝等，以達(dá)到高效排水的效果。路面排水的關(guān)鍵是盡量減少路面積水量，避免對(duì)路基邊坡的嚴(yán)重沖刷。可供選擇的排水方法很多，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。

一是集中排水，在硬路肩周圍修建擋水帶，與路肩形成三角形集水池，達(dá)到雨水高效排水的效果；另外，排污口間距20m~50m。高路段在中心區(qū)設(shè)置雨水井。二是分散排水。這種方法在平原綠洲地區(qū)很常見。關(guān)鍵是要有效阻斷坡面植物的垂直生長(zhǎng)，以免影響水平排水效率。施工內(nèi)容包括硬化路面和加強(qiáng)路肩排水。

4.7 采空區(qū)路基路面處理

采空區(qū)路基、路面處理方法應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇，如開挖、回填、填筑、灌漿等，如涉及開挖作業(yè)，應(yīng)注意保護(hù)定位樁、軸線樁等既有樁結(jié)構(gòu)，以確保無偏差、變形等異常情況。填筑時(shí)，應(yīng)合理選擇填料，填筑到病區(qū)內(nèi)，盡量減少地表沉陷。在條件允許的情況下，優(yōu)先采用水砂充填法，其特點(diǎn)是保證公路安全。對(duì)于開采深度較小的情況，可采用覆巖離層充填，實(shí)現(xiàn)病區(qū)的有效加固，避免地表沉陷。另外，為了滿足優(yōu)化病害治理效果和降低工程造價(jià)的雙重要求，可以及時(shí)選擇橋梁跨徑方案，在病害治理中具有良好的應(yīng)用效果。大型采空區(qū)可采用注漿法處理。

4.8 凍融引起的路基處理措施

工程經(jīng)驗(yàn)表明，凍融作用對(duì)公路穩(wěn)定性有顯著影響，導(dǎo)致路基沉降。其原因主要有自然因素和人為因素。前者是不可抗拒的，后者則來自建設(shè)者的主觀層面。多年凍土受到影響后，路基的穩(wěn)定性將下降。

凍融引起的路基沉降可采取以下處理方法：（1）確定凍土層的具體范圍，開挖后換填透水性好的材料。在此過程中，加強(qiáng)截排水措施，有效清除水體，避免積水。（2）采用地基處理與路基填料相結(jié)合的方法。對(duì)于石料較豐富的路基，宜采用厚塊石填筑。所用填料應(yīng)具有良好的透水性和多種可選形式，其中碎石渣的應(yīng)用最為廣泛。經(jīng)過綜合治理，以盡量減少毛細(xì)水造成的不利影響，避免二次凍脹。

4.9 路面車轍防治

為了有效地防治路面車轍病害，首先，需要合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，重視施工材料的選擇，例如，可以使用SBS改性瀝青作為路面鋪設(shè)材料，以提高路面抗車轍能力；其次，在處理凹陷的車轍時(shí)，需要先刨除車轍面層，再重新進(jìn)行瀝青鋪設(shè)。再次，在處理凸起的車轍時(shí)，需要先將凸起的層面刨除，再使用瀝青填補(bǔ)后進(jìn)行壓實(shí)。

4.10 養(yǎng)護(hù)階段

（1）路面平整度對(duì)該公路的使用性能有著直接的影響，做好平整度的控制，可有效避免發(fā)生交通事故。本工程路面平整度的檢測(cè)采用3m直尺法，如個(gè)別路段平整度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)積極采取養(yǎng)護(hù)措施，及時(shí)修補(bǔ)處理，確認(rèn)合格后開始養(yǎng)護(hù)。

（2）路面施工平整度檢測(cè)合格后要及時(shí)做好本工程的路面養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)控制灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，每天早晚進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，灑水時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察溫度變化，控制溫度在5℃以上，同時(shí)要對(duì)路面表層進(jìn)行覆膜處理，使環(huán)境適宜保濕，以減少瀝青混凝土的熱脹冷縮現(xiàn)象，確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，公路病害的種類繁多，需要及時(shí)采取有效的防治措施以避免質(zhì)量問題的發(fā)生，提高設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量，滿足公路的正常運(yùn)行需求，確保人們出行安全、舒適。