公路路基路面病害分析與處治方法探討

摘要 公路投運(yùn)時(shí)間的延長(zhǎng)，在一定程度上增加了公路的破損度，導(dǎo)致公路路基路面出現(xiàn)諸多病害。為提高公路行車舒適度，減少病害發(fā)生，必須做好道路養(yǎng)護(hù)工作。文章針對(duì)公路路基路面病害問題進(jìn)行研究。結(jié)合實(shí)例項(xiàng)目從公路路基路面病害類型與處治方法等方面進(jìn)行分析。并提出公路路基路面病害的處治方法。希望能夠減少病害給公路帶來(lái)的不良影響，提高公路的通行能力。

關(guān)鍵詞 公路工程;路基路面;病害;處治方法

中圖分類號(hào) U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）09-0175-03

引言

公路路面通常為瀝青路面，隨著交通量的增加，原有設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量已無(wú)法滿足當(dāng)下的交通運(yùn)輸需求，公路投運(yùn)時(shí)間的延長(zhǎng)，導(dǎo)致公路路基路面出現(xiàn)諸多病害，如坑槽、車轍、裂縫、泛油等，既影響車輛的安全通行，也增加了交通事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)深入分析病害類型和成因，采取針對(duì)性的處治和養(yǎng)護(hù)措施，從而延長(zhǎng)公路路基路面的使用壽命。

1 工程概況

某項(xiàng)目在原有縣鄉(xiāng)道上進(jìn)行路面改善提升，所在通道內(nèi)現(xiàn)有道路主要為四級(jí)公路（局部路段為三級(jí)），路基寬度5.5～7.5 m，技術(shù)指標(biāo)較低，道路損毀嚴(yán)重，路面結(jié)構(gòu)較差，安保設(shè)施不完善。道路安全隱患大，交通擁堵，影響道路的運(yùn)輸和通行能力。為保證改建工程的安全性，改善使用性能，防止病害的發(fā)生和發(fā)展，決定對(duì)病害類型和成因進(jìn)行探討，為后續(xù)的路面施工和養(yǎng)護(hù)提供保障。

2 公路路基路面的病害類型

原路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面，自投運(yùn)以來(lái)，路面出現(xiàn)了大面積的破損，影響車輛通行。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目路基路面的病害形式表現(xiàn)如下。

2.1 車轍

車轍是公路在長(zhǎng)期的車輛荷載下形成的塑性變形，根據(jù)形式可分為以下三種：

（1）磨耗性車轍。一方面，是在車輛輪胎不斷摩擦下，對(duì)瀝青填料壓密形成的;另一方面，粗骨料碾壓脫落，最終形成無(wú)法恢復(fù)的車轍。

（2）結(jié)構(gòu)性車轍。由于公路路基路面強(qiáng)度未達(dá)到要求，在長(zhǎng)時(shí)間的車輛荷載下使路基形變反射至地面，路面出現(xiàn)永久性的車轍。

（3）失穩(wěn)性車轍。公路路面強(qiáng)度不夠，高溫作用下瀝青材料軟化，致使路面在車輛動(dòng)荷載的作用下出現(xiàn)凹陷、破損等情況，最終形成車轍。

2.2 裂縫

裂縫是公路路基路面的常見病害，由于瀝青材料收縮性明顯，竣工后受溫差、車輛荷載等方面的影響，導(dǎo)致瀝青表面出現(xiàn)各種各樣的裂縫，常見形式為：

（1）橫向裂縫。究其原因[1]，瀝青路面的下方為水泥基層，當(dāng)外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，基層會(huì)出現(xiàn)裂縫，并逐步延伸至瀝青面層，形成橫向裂縫。

（2）縱向裂縫。此種裂縫多出現(xiàn)在特殊部位，比如新舊道路的銜接處。和橫向裂縫相比，縱向裂縫延伸比較大，容易導(dǎo)致邊坡滑移。另外，路基土的性質(zhì)、地下水也是引發(fā)縱向裂縫的因素，當(dāng)?shù)叵滤桓撸鼗淋浫鯐r(shí)，地基土?xí)霈F(xiàn)不均勻沉降，增加縱向裂縫的形成可能。

（3）網(wǎng)狀裂縫。當(dāng)橫向、縱向裂縫相連時(shí)，會(huì)形成網(wǎng)狀裂縫，若不采用有效措施處理，外界雨水進(jìn)入地基土，導(dǎo)致路面沉陷。在路基填料攤鋪施工中，施工質(zhì)量不符合要求，導(dǎo)致路面在車輛的影響下沉降，伴隨著雨水的不斷滲透，基層變得越來(lái)越軟，從而產(chǎn)生唧漿的情況，導(dǎo)致路面病害發(fā)展，裂縫擴(kuò)大，最終出現(xiàn)坑洞。

2.3 變形和沉陷

2.3.1 變形

在車輛荷載的作用下，公路路基很容易出現(xiàn)下沉。壓實(shí)工藝不合理，影響公路路基的牢固性，導(dǎo)致路基變形;鋪筑材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，比如壓縮系數(shù)高、含水率高等，投運(yùn)后無(wú)法保障公路工程的施工質(zhì)量。

2.3.2 沉陷

在軟土地基展開路基施工時(shí)，極有可能會(huì)導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)沉陷。人為層面，施工前未做好勘察，缺乏和施工條件相符的預(yù)防性措施，導(dǎo)致實(shí)際施工偏離預(yù)期，造成路基沉陷。自然層面，軟土地基含水率高，承載能力差，存在于底部的水發(fā)生侵蝕作用，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)中空的情況[2]。

2.4 坑槽

坑槽是指公路路面粗骨料脫落至一定的數(shù)量后形成的坑洞結(jié)構(gòu)，坑槽形成的原因包括：

（1）各種材料攤鋪施工時(shí)，由于混合料溫度比較高，使瀝青、粗骨料的黏附力持續(xù)下降，導(dǎo)致粗骨料脫落，最終形成坑槽。研究表明，在混合料中摻入適量抗剝落劑，或使用堿性骨料，能夠減少坑槽的發(fā)生。

（2）當(dāng)路面出現(xiàn)巨大裂縫時(shí)，外界雨水隨著裂縫進(jìn)入，使集料、瀝青相互剝離，骨料掉落，最終形成水損型坑槽。

（3）超載、油漬也是坑槽形成的主要原因，汽油進(jìn)入集料、瀝青界面，導(dǎo)致瀝青變軟，在車輛的作用下，出現(xiàn)不同程度的變形而出現(xiàn)坑槽。

2.5 泛油

公路路面泛油是指路面混合料中的瀝青向上遷移到路表面，形成一層有光澤的瀝青膜。低溫季節(jié)施工，會(huì)導(dǎo)致集料和瀝青分離，局部瀝青材料過(guò)多，路面嵌縫料散失嚴(yán)重，氣溫轉(zhuǎn)暖后，在車輛作用下多余瀝青溢至表面形成泛油。此外，在降雨量大的地區(qū)，路面積水滲入路面結(jié)構(gòu)中，在車輛荷載的反復(fù)作用和水的沖刷下，集料表面瀝青膜剝落，在水的帶動(dòng)下向上移動(dòng)，導(dǎo)致面層上部泛油。導(dǎo)致該問題的原因比較多，如油石比例高、混合料空隙率小、黏層油量大等，當(dāng)路面出現(xiàn)泛油問題后，路面摩擦力不斷降低，進(jìn)而影響到行車安全性。

2.6 滑坡和翻漿

2.6.1 滑坡

公路路基滑坡病害的出現(xiàn)，會(huì)給車輛的安全行駛帶來(lái)影響。路基滑坡主要表現(xiàn)為邊緣塌陷，路基側(cè)滑于低處。路基滑坡的發(fā)生具備以下條件：公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，未考慮水位對(duì)路基產(chǎn)生的影響，未做好路基防水、排水處理;路基土質(zhì)疏松，厚度不均勻;邊坡植被生長(zhǎng)不良，無(wú)法發(fā)揮出自身的固土、鎖水作用。

2.6.2 翻漿

公路路基翻漿由季節(jié)交替引發(fā)，秋季地表下層出現(xiàn)積水，土層含水量多，冬季氣溫下降，土層水分得以保持，含水量幾乎不變。而春季，土層解凍，積攢水分滲入路基，造成路基翻漿[3]。另外，翻漿還受土質(zhì)影響，路基在車輛長(zhǎng)時(shí)間的碾壓下，土質(zhì)開裂、變形，一旦土層解凍，水分快速滲入路基土中，路基土膨脹加劇路基的翻漿情況，造成路面隆起、凹陷。

3 公路路基路面病害的處治方法

3.1 優(yōu)化施工方案，做好施工管理

3.1.1 優(yōu)化施工方案

在公路路基路面正式施工前，除要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)外，還要對(duì)施工工期進(jìn)行合理的安排，保證工程如期竣工。對(duì)工程所在地的情況進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合舊路段的參數(shù)，制定改造、厚度補(bǔ)強(qiáng)等方案。技術(shù)交底時(shí)，各部門要加強(qiáng)溝通，及時(shí)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，參照審查結(jié)果對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整和完善，防范安全隱患。例如，注漿施工采用孔位布置計(jì)算法，該過(guò)程需要施工人員分析土層的初始應(yīng)力、密度等參數(shù)指標(biāo)。注漿施工結(jié)束后，安排專人檢測(cè)橋頭引道、路面坑槽，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工問題，增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

3.1.2 做好施工管理

每一層施工前，應(yīng)對(duì)下一層的施工質(zhì)量進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)有離析、松散的路段時(shí)，即刻停工處理。對(duì)于開裂的部位，應(yīng)封閉處理。在對(duì)混合料配比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可使用骨架密實(shí)型混合料，使用振動(dòng)試驗(yàn)法成型試件，以試件的最大干密度為標(biāo)準(zhǔn)。在滿足基層強(qiáng)度的同時(shí)，減少水泥用量，最少劑量不能少于3%;對(duì)于各組分的用量，提前進(jìn)行配比試驗(yàn)，保證組合配比最優(yōu)，防止收縮裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。還要減少水泥用量，一般為4.5%;對(duì)于混合料來(lái)講，由于礦粉、細(xì)料影響混合料的干縮性能，需要結(jié)合混合料的含量進(jìn)行控制，通常0.075 mm篩的顆粒質(zhì)量小于7%?；旌狭蠅簩?shí)過(guò)程中，含水量越大，收縮率越高，因此壓實(shí)含水率不能超過(guò)1%。瀝青混凝土檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3.2 完善病害檢測(cè)技術(shù)

病害檢測(cè)技術(shù)是發(fā)現(xiàn)路基路面病害的基礎(chǔ)，因此在對(duì)病害問題進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，建議采用各種檢測(cè)手段，以便精準(zhǔn)、全面地反映公路路基路面的真實(shí)情況。公路工程正式投運(yùn)后，施工人員定期檢測(cè)，只有保證檢測(cè)效率，才能及時(shí)、有效地預(yù)防或解決路基路面病害。有關(guān)病害檢測(cè)技術(shù)的完善，可從這幾點(diǎn)著手：在保證公路路基路面質(zhì)量的情況下，減少病害檢測(cè)技術(shù)的成本，提高檢測(cè)效率[4]。公路工程的施工，由多個(gè)流程、環(huán)節(jié)組成，需要施工人員保證施工的連續(xù)性;加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢測(cè)，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行，并做好關(guān)鍵點(diǎn)的質(zhì)量評(píng)估工作，切實(shí)保障工程質(zhì)量。

3.3 合理設(shè)計(jì)排水

為防止公路路基路面出現(xiàn)坑槽、變形、沉陷等病害問題，要對(duì)路基路面進(jìn)行排水設(shè)計(jì)，確保排水系統(tǒng)通暢運(yùn)轉(zhuǎn)，快速排出地下水、地表水，保障車輛行駛的舒適性、安全性。排水設(shè)計(jì)還能保護(hù)路基路面。公路工程修建后，盡量不干擾和改變?cè)械墓喔认到y(tǒng)，以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn);在路基設(shè)置排水溝，構(gòu)造物和排水溝相通，形成完整的排水系統(tǒng);當(dāng)排水溝和灌渠、通道交叉時(shí)，可使用立體交叉方式;為保證排水通暢，方便保養(yǎng)和維護(hù)，路側(cè)邊溝、排水溝使用漿砌片石進(jìn)行保護(hù)。漿砌排水溝施工工藝流程見圖1。

3.4 加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制

3.4.1 面層平整度

公路路面結(jié)構(gòu)包括瀝青、混凝土路面，其碾壓、鋪設(shè)過(guò)程均會(huì)給路面結(jié)構(gòu)的平整度帶來(lái)影響。在路面鋪設(shè)、碾壓施工時(shí)，結(jié)合溫度進(jìn)行調(diào)整，在明確鋪設(shè)長(zhǎng)度、使用量等參數(shù)指標(biāo)時(shí)，要進(jìn)行系統(tǒng)化地分析與計(jì)算。碾壓施工中，根據(jù)碾壓時(shí)長(zhǎng)對(duì)碾壓設(shè)備進(jìn)行選擇，以增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的整體性。在對(duì)混凝土路面進(jìn)行鋪設(shè)、碾壓施工時(shí)，既要考慮初凝時(shí)間，又要計(jì)算碾壓厚度和次數(shù)。

3.4.2 基層平整度

在公路路面施工過(guò)程中，基層施工是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工質(zhì)量決定了路面結(jié)構(gòu)的平整度。實(shí)際施工中，嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，使用石灰、沙石等材料對(duì)基層表面進(jìn)行刮平處理時(shí)，除了要分析工程特征外，還要注意原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)和使用，例如石灰土可鋪設(shè)在施工路段，這樣在進(jìn)行碾壓施工時(shí)，才能獲得理想的平整度。對(duì)于混合料的使用，按要求對(duì)接口問題進(jìn)行處理。

3.4.3 病害處置

對(duì)于施工期間出現(xiàn)的裂縫、沉陷、松散、車轍等病害問題，安排相應(yīng)班組、配備相應(yīng)設(shè)備分點(diǎn)處理。比如，基于裂縫位置開槽的深度、面積，準(zhǔn)備符合要求、足夠的維修材料;若裂縫寬度超過(guò)5 mm，可使用銑刨回填[5]。對(duì)于沉陷、龜裂、坑槽等面積類病害，則根據(jù)具體的病害面積范圍進(jìn)行銑刨挖除，最小面積不能少于2×2 m;借助銑刨設(shè)備沿著規(guī)定范圍銑刨，確保銑刨深度達(dá)到穩(wěn)定部分。銑刨處理時(shí)，保證槽壁垂直，并徹底清理槽壁和槽底;補(bǔ)強(qiáng)路基的壓實(shí)、原路面結(jié)構(gòu)的回填壓實(shí)，滿足要求和標(biāo)準(zhǔn)，若大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法滿足施工要求，可使用人工夯實(shí)或小型設(shè)備夯實(shí)，嚴(yán)格保證壓實(shí)度;裂縫維持初期的回填壓實(shí)施工，借助試驗(yàn)明確碾壓次數(shù)。后期維修可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)維修段的壓實(shí)數(shù)進(jìn)行控制。

3.5 加強(qiáng)路基路面的養(yǎng)護(hù)

（1）路基路面防護(hù)養(yǎng)護(hù)。局部整修到位，若有必要，可采用全局照面的方式進(jìn)行修整。整修過(guò)程中，保證修整工作到位，修復(fù)深度符合要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的養(yǎng)護(hù)目標(biāo)。在病害檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)順序不能擅自改變，先整體檢測(cè)，再局部檢測(cè)，完成后分析結(jié)果再次檢測(cè)，先局部后整體。

（2）淺層灌漿養(yǎng)護(hù)。若路段積泥、積水嚴(yán)重，可采用淺層灌漿養(yǎng)護(hù)法養(yǎng)護(hù)，按既定順序進(jìn)行，使養(yǎng)護(hù)效果達(dá)到預(yù)期。先明確位置，用專業(yè)設(shè)備鉆孔處理，深度40 cm。再用合適的化學(xué)試劑處理，提高公路路面的整體硬度[6]。經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)后，路段的排水能力得以提升，病害發(fā)生率也隨之降低。

（3）后期養(yǎng)護(hù)管理。在對(duì)公路路基路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，提高對(duì)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的關(guān)注度。事實(shí)上，很多工程的養(yǎng)護(hù)技術(shù)尚未得到很好的應(yīng)用，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)技術(shù)無(wú)法發(fā)揮實(shí)際效用。在養(yǎng)護(hù)技術(shù)的實(shí)施中，保證路面防護(hù)到位，根據(jù)工作需求調(diào)整防護(hù)技術(shù)，進(jìn)而提高養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

公路使用時(shí)間的延長(zhǎng)、交通量的增加，公路路基路面出現(xiàn)各種病害，比如坑槽、裂縫、泛油等，不利于車輛的安全通行，甚至造成無(wú)法估量的損失。施工中必須明確具體的病害類型和成因，基于“對(duì)癥下藥”的原則選擇病害處治方法，防止病害問題發(fā)展，消除病害對(duì)公路造成的危害，提高公路工程的施工質(zhì)量和通行服務(wù)能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王朋. 公路路基路面病害預(yù)防策略探析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2021（3）： 80-81+84.

[2]李震. 公路路基路面病害常用檢測(cè)技術(shù)[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向， 2021（10）： 137-138.

[3]郭麗洪. 公路路基路面病害成因及治理措施[J]. 工程技術(shù)研究， 2021（12）： 163-164.

[4]荊從明. 淺議公路路基路面病害的科學(xué)檢測(cè)及預(yù)防養(yǎng)護(hù)[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)， 2021（20）： 131-132.

[5]孫梁. 公路路基路面病害成因及防治措施[J]. 交通世界， 2021（4）： 68-69.

[6]楊凱. 公路路基路面病害的科學(xué)檢測(cè)及預(yù)防養(yǎng)護(hù)[J]. 磚瓦世界， 2020（10）： 203.

收稿日期：2022-02-15

作者簡(jiǎn)介：何佼蓮（1986—），女，本科，工程師，從事公路工程施工與管理工作。