公路路基路面病害檢測(cè)與修復(fù)分析

金建鵬

（甘肅中順工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730030）

1 公路路基路面施工質(zhì)量重要性

1.1 滿足高速公路運(yùn)營(yíng)要求

公路性質(zhì)較為特殊，質(zhì)量問(wèn)題位于高速公路路基路面施工的首要地位。采取科學(xué)的技術(shù)與合理的公路路基路面施工方式，可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并預(yù)先防控質(zhì)量隱患，保質(zhì)保量地完成公路施工工程，為公路安全運(yùn)營(yíng)提供保障。

1.2 延長(zhǎng)公路運(yùn)行年限

公路路基路面施工質(zhì)量對(duì)公路功能、運(yùn)行年限具有直接影響。在公路路基路面施工工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行施工控制，可以最大限度地發(fā)揮公路路基路面功能，并延長(zhǎng)公路的使用壽命。

2 高速公路瀝青路面常見(jiàn)病害原因分析

2.1 施工質(zhì)量因素

在瀝青路面施工過(guò)程中，因?yàn)槭┕べ|(zhì)量把控不當(dāng)，或施工過(guò)程不規(guī)范，在施工完成后沒(méi)有做好質(zhì)量驗(yàn)收工作，會(huì)導(dǎo)致高速公路的施工質(zhì)量較差，從而在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，容易出現(xiàn)病害問(wèn)題。施工質(zhì)量是影響高速公路瀝青路面整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，需要在施工過(guò)程中做好質(zhì)量管理工作，但是部分施工單位對(duì)于瀝青路面的施工質(zhì)量管理不到位，沒(méi)有嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，且質(zhì)量驗(yàn)收重視程度不足，從而導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)高速公路的正常使用有嚴(yán)重的負(fù)面影響[1]。

2.2 養(yǎng)護(hù)不足

道路工程在施工結(jié)束后，需要做好定期養(yǎng)護(hù)工作，才能避免出現(xiàn)病害，但是由于部分地區(qū)道路養(yǎng)護(hù)工作體系不夠完善，缺乏充足的養(yǎng)護(hù)資金，導(dǎo)致高速公路瀝青路面使用過(guò)程中沒(méi)有得到科學(xué)維護(hù)，一些病害發(fā)生初期原本是能夠得以控制與解決的，但是因?yàn)闆](méi)有及時(shí)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作，導(dǎo)致道路病害逐漸加劇，最后造成病害無(wú)法有效處理的局面。由此可見(jiàn)，養(yǎng)護(hù)對(duì)于道路運(yùn)行具有重要意義，需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理工作，為瀝青路面的正常使用打下基礎(chǔ)。

3 公路路基路面受損病害類型

3.1 不均勻沉降

路基原地面會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，主要是由于工作落實(shí)不到位，例如水塘區(qū)域的處理不到位，清淤工作處理不合理，從而使得路基工程無(wú)法達(dá)到最終的效果。底層填料作業(yè)過(guò)程中會(huì)添進(jìn)帶有淤泥以及其他雜物的材料，從而導(dǎo)致路基不實(shí)。再加上原有的地面有大量的松散土層，若是不能對(duì)以上的問(wèn)題進(jìn)行有效處理，則會(huì)導(dǎo)致路基的強(qiáng)度不符合標(biāo)準(zhǔn)，在受到承載力作用時(shí)，公路的地基會(huì)出現(xiàn)沉降以及變形的現(xiàn)象（見(jiàn)圖1）。

圖1 路基縱橫向開(kāi)裂沉降

3.2 流動(dòng)性車轍

公路路基路面的危害主要原因是由于流動(dòng)性變形所導(dǎo)致，其中最主要的是車轍以及擁包等。公路建設(shè)過(guò)程中，由于路面的進(jìn)度會(huì)受到溫度影響。當(dāng)路面行駛的車輛超過(guò)其承載力時(shí)，路面就會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)性車轍，從而使公路受到危害。

3.3 結(jié)構(gòu)性破壞

公路使用過(guò)程中，由于自身濕度過(guò)高并加上行駛車輛重量較大，因此公路的路基結(jié)構(gòu)容易受到損害，從而出現(xiàn)坑洞破壞的現(xiàn)象，若是情況嚴(yán)重也有可能引起結(jié)構(gòu)性裂縫，影響公路使用壽命。

3.4 裂縫

通常情況下，公路運(yùn)營(yíng)幾年后，便會(huì)出現(xiàn)路面裂縫現(xiàn)象，尤其是在夏季，夏季溫度高，汽車行駛速度快，產(chǎn)生的摩擦力較大，從而釋放熱量，導(dǎo)致路面裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起結(jié)構(gòu)損壞。路面裂縫存在以下幾種類型：一是網(wǎng)狀裂紋，二是縱向裂紋，三是橫向裂紋，以上幾種類型產(chǎn)生的機(jī)理各不相同。一般導(dǎo)致路面裂縫的主要原因之一是公路路基受力性能差，施工的過(guò)程中，由于公路的質(zhì)量不符合相關(guān)的要求，因此路基路面的要求不達(dá)標(biāo)，從而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[2]。

3.5 松散和坑槽

松散現(xiàn)象具體表現(xiàn)為車輛荷載的作用力，另外加上環(huán)境因素的影響，從而使路面的集料和整體結(jié)構(gòu)發(fā)生分離現(xiàn)象。高速公路還容易出現(xiàn)啃邊、脫皮、麻面、坑槽等松散類損壞，其中坑槽主要與施工中所用混合料缺乏穩(wěn)定性以及投用期間車輛具有較大的動(dòng)水壓力等相關(guān)，脫皮、麻面等問(wèn)題主要與施工路面不同層次間缺乏黏結(jié)性以及混合料設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性等相關(guān)，啃邊主要與邊坡排水不暢、路肩密實(shí)度欠缺等因素相關(guān)。坑槽的具體表現(xiàn)為：由于受到雨水沖刷，外加車輛碾壓，導(dǎo)致材料與路面脫離，進(jìn)而出現(xiàn)凹陷。導(dǎo)致以上兩種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因包括以下兩個(gè)方面：一是長(zhǎng)期受雨水的沖刷，路面的材料遭到侵蝕或破壞。二是混合材料發(fā)生分離，當(dāng)超出一定范圍，則會(huì)引發(fā)松散現(xiàn)象。

4 公路路基路面病害的科學(xué)檢測(cè)方法

4.1 路基路面壓實(shí)度灌砂法檢測(cè)

路基路面的壓實(shí)度是衡量路面質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，而灌砂法檢測(cè)是一種常用的路基路面壓實(shí)度測(cè)試方法。該方法通過(guò)向路面表面灌入標(biāo)準(zhǔn)砂漿，然后測(cè)量砂漿的密度和厚度來(lái)計(jì)算出路面的壓實(shí)度。具體而言，灌砂法檢測(cè)需要使用專用的灌砂儀器和標(biāo)準(zhǔn)砂漿，并在路面上選擇一定數(shù)量的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。首先，在測(cè)試點(diǎn)上清理路面雜物并確定測(cè)試點(diǎn)位置，然后將灌砂儀器放置在測(cè)試點(diǎn)上，并向其灌入標(biāo)準(zhǔn)砂漿。待砂漿充分滲透路面并干燥后，再使用刮板儀器測(cè)量砂漿的厚度和密度，并根據(jù)公式計(jì)算出路面的壓實(shí)度值。灌砂法檢測(cè)方法簡(jiǎn)單易行、準(zhǔn)確度高，可以快速地測(cè)量路面的壓實(shí)度，是一種常用的路基路面質(zhì)量檢測(cè)方法。需要注意的是，在進(jìn)行灌砂法檢測(cè)時(shí)需要選擇合適的測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試時(shí)間，以及正確使用灌砂儀器和標(biāo)準(zhǔn)砂漿，以獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)試結(jié)果。

4.2 Safegate 摩擦測(cè)試車檢測(cè)技術(shù)

Safegate 摩擦測(cè)試車主要包括側(cè)車系統(tǒng)、車輪系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三項(xiàng)系統(tǒng)。測(cè)試車在公路上穩(wěn)步行駛，借助液壓力系統(tǒng)降落測(cè)試輪對(duì)路基路面厚度、施工質(zhì)量情況以及存在的缺陷相關(guān)情況獲取數(shù)據(jù)信息。相關(guān)工作人員在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析即可獲得路基路面的質(zhì)量情況。噴水系統(tǒng)可以對(duì)灑水量以及水膜的厚度進(jìn)行設(shè)置，從而保證測(cè)試輪的濕度。力矩傳感器以及垂直復(fù)合傳感器主要是能夠檢測(cè)測(cè)試輪的滑滾受力情況，并儲(chǔ)存相關(guān)信息，方便工作人員分析。除此之外，為了確保路基路面的修復(fù)方案具有有效性以及科學(xué)性，需要相應(yīng)的打印信息資料。

4.3 平整度檢測(cè)技術(shù)

4.3.1 連續(xù)式的平整度儀法

連續(xù)式的平整度儀法，操作過(guò)程較為復(fù)雜，但是檢測(cè)效率高，并且檢測(cè)具有針對(duì)性以及連續(xù)性，能夠達(dá)到理想的檢測(cè)效果。應(yīng)用現(xiàn)代化的手段能夠使技術(shù)變得更加智能化以及自動(dòng)化，從而更有利于分析路面的相關(guān)數(shù)據(jù)以及指標(biāo)，從而為其他工作奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而也能夠更加準(zhǔn)確以及直觀地反映出路面的實(shí)際情況。

4.3.2 車載式顛簸累積儀法

該種檢測(cè)方法應(yīng)用的設(shè)備比較復(fù)雜，但是其操作較為簡(jiǎn)單，檢測(cè)效率也比較高。利用車載式顛簸累積儀法能夠?qū)z測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的采集，除此之外，還能實(shí)現(xiàn)連續(xù)性檢測(cè)，應(yīng)用過(guò)程中，效率更高，并且檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果更加具有競(jìng)爭(zhēng)性，值得注意的是，在采用該種方式的過(guò)程中，對(duì)于檢測(cè)流程以及標(biāo)準(zhǔn)需要嚴(yán)格進(jìn)行把控，從而才能夠發(fā)揮出該種檢測(cè)方法的最大優(yōu)勢(shì)，保證數(shù)據(jù)結(jié)果具有有效性。

5 公路路基路面病害預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施

5.1 路基路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)

在公路工程中路基路面養(yǎng)護(hù)采用預(yù)防為主、防治結(jié)合的技術(shù)方案，對(duì)路面開(kāi)展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，延緩典型病害發(fā)生，并對(duì)已發(fā)生的病害及時(shí)采取處治措施，恢復(fù)路基路面平整度和抗滑性能，保障路面車輛安全行駛。

其一，及時(shí)修補(bǔ)路面裂縫，盡量在雨季前修復(fù)裂縫，避免雨水滲入路面路基加重唧漿病害；在輕微裂縫處治時(shí)，先清理干凈縫隙與周邊位置，選用乳化瀝青作為填縫材料，涂刷到縫隙內(nèi)，并適當(dāng)向縫隙周圍外溢，再在瀝青上撒布干燥粗砂，厚度為2～5mm，用輕型壓路機(jī)碾壓裂縫處理部位[3]。

其二，在處治路面產(chǎn)生的反射裂縫時(shí)，對(duì)縫寬5mm 以內(nèi)的裂縫先清除縫內(nèi)灰塵，向縫內(nèi)灌入熱瀝青，待灌入深度達(dá)到縫深2/3 時(shí)，再填入石屑?jí)簩?shí)；對(duì)縫寬超過(guò)5mm 的裂縫，先去除松動(dòng)的裂縫邊緣，灌入熱拌瀝青混合料振搗密實(shí)。

其三，在處治分布大面積龜裂、網(wǎng)裂的路面時(shí)，先銑刨路面，銑刨至基層，檢查基層強(qiáng)度，如果基層未受到破壞，則清理干凈基層，加鋪瀝青混合料，用壓路機(jī)碾壓，保證新鋪面層與路面平整的過(guò)渡。

其四，在處治車轍病害時(shí)，根據(jù)車轍病害的輕重程度采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，避免車轍內(nèi)積水從縫隙中下滲到基層產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞；對(duì)受橫向推擠作用力產(chǎn)生的車轍，先削平凸出的部位，再在凹陷處涂刷熱瀝青，填補(bǔ)瀝青混合料，恢復(fù)路面平整度。

其五，對(duì)因高溫作用產(chǎn)生的瀝青面層軟化后側(cè)向位移發(fā)生的輕微變形車轍，采用拉毛機(jī)拉毛處理車轍及其外圍20cm，再對(duì)車轍所在路段的路面進(jìn)行微表處，增加原路面與微表處混合料的黏結(jié)力，最后用膠路機(jī)從修補(bǔ)層的邊緣處向中心線碾壓。

其六，路面坑槽處治方法。路面坑槽修補(bǔ)應(yīng)嚴(yán)格遵循圓洞方補(bǔ)和斜洞正補(bǔ)的基本原則。實(shí)際修補(bǔ)面積應(yīng)略大于病害面積，具體修補(bǔ)范圍需要在病害區(qū)域基礎(chǔ)上每邊延伸5cm。修補(bǔ)區(qū)域輪廓線要和路面中心線保持平行或垂直。根據(jù)材料與修補(bǔ)環(huán)境溫度，可將坑槽修補(bǔ)方式分成以下三種：冷料冷補(bǔ)；熱料熱補(bǔ)；熱料冷補(bǔ)。

其七，碎石封層養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)。碎石封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要是用于防水、修補(bǔ)細(xì)小的裂縫，進(jìn)而改善和優(yōu)化整個(gè)橋面抗滑性能。高速公路路面碎石封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)，一般可將其劃分兩種類型，不同種類施工特征和原理不一。普通碎石封層方式，直接選用壓路機(jī)做好碾壓；同步碎石方式主要是指選取專業(yè)工具將其合理布設(shè)于整個(gè)橋面上，充分選用壓路機(jī)完成碾壓。碎石封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)是高速公路裂縫問(wèn)題解決的核心措施，對(duì)增強(qiáng)橋面抗滑性能，緩解高速公路路面老化與硬化質(zhì)量缺陷意義重大。同步碎石封層自身?yè)碛休^佳的抗滑性、滲水性，可避免各類橋面病害。因此，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)下公路路面最佳選擇，碎石封層技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中下承層需符合表1 要求。

表1 下承層要求

不同方法有其各自的適用條件與特點(diǎn)，具體適用情況也不盡相同，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇適宜的方法。施工要嚴(yán)格按照以下工藝流程進(jìn)行：病害范圍調(diào)查認(rèn)證—?jiǎng)澗€—開(kāi)槽—清掃—涂刷黏結(jié)瀝青—攤鋪瀝青混合料—碾壓—修整。

其八，霧封層養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)。霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)是采用相應(yīng)的措施將乳化的瀝青完成稀釋并將其噴灑至路面上方，進(jìn)而形成完善的防水層，從源頭避免橋面積水對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，促使橋面集料間更具黏結(jié)力，顯著提升路面實(shí)際應(yīng)用年限。霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提升并不具有較強(qiáng)的成效，但可有效緩解疲勞裂縫對(duì)橋面的損傷。該養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的確定十分關(guān)鍵，直接與后續(xù)養(yǎng)護(hù)成效密切相關(guān)，若養(yǎng)護(hù)時(shí)間延遲，造成橋面病害發(fā)展加劇，養(yǎng)護(hù)成效難以凸顯。由于霧封層會(huì)導(dǎo)致整個(gè)橋面表面摩擦系數(shù)降低，所以不用于摩擦系數(shù)較低的路段。霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾方面：一是較佳的防水性和滲水性，可不同程度減少對(duì)橋面的損傷，充分對(duì)橋面各類細(xì)微裂縫完成填補(bǔ)；二是提高整個(gè)道路路面施工壽命，降低整個(gè)橋面實(shí)際養(yǎng)護(hù)成本支出；三是增強(qiáng)集料間實(shí)際黏結(jié)度，進(jìn)一步保護(hù)舊養(yǎng)護(hù)路面。該養(yǎng)護(hù)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用范圍十分廣泛，輕度至中度細(xì)料損失的橋面成效較佳，若橋面整體結(jié)構(gòu)不佳，該技術(shù)應(yīng)用成效也不佳。

5.2 瀝青路面水損害處治

路基路面結(jié)構(gòu)作為城市排水線路之一，可提供排水路面結(jié)構(gòu)層的垂直坡度和充分利用道路交叉橫截面的地面排水。選擇高黏度瀝青和清潔骨料可以增加瀝青和集料之間的附著力，提高抗水損害能力。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，必須及時(shí)對(duì)排水井進(jìn)行脫水，以安裝滲透層和防水層，防止地下水的侵蝕，并確保排水系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，有必要開(kāi)發(fā)一個(gè)綜合排水系統(tǒng)，以防止道路積水。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，路基路面作為公路工程的重要組成部分，在各方面因素的影響下可能產(chǎn)生一些早期病害問(wèn)題。根據(jù)高速公路實(shí)際情況，選擇合適的病害檢測(cè)技術(shù)，可更精準(zhǔn)地對(duì)路基路面破損情況進(jìn)行判定，切實(shí)提高測(cè)定效率，并有助于降低檢測(cè)成本，及時(shí)根據(jù)路基路面出現(xiàn)的病害采取有效的修補(bǔ)處理措施，從而提高高速公路的運(yùn)行質(zhì)量。以上對(duì)公路路基路面早期病害檢測(cè)與處治方法進(jìn)行了初步分析與總結(jié)，提出具體的方法和要點(diǎn)，旨在為實(shí)際的公路早期病害預(yù)防和處理提供參考。