高速公路路面常見病害成因及養護治理技術

何樺清

（核工業西南建設集團有限公司，四川成都 610051）

0 引言

裂縫、塌陷、車轍等路面病害不僅會對路面結構的穩定性產生影響，還會降低公路的使用安全性。為有效提高高速公路工程病害養護治理成效，保證工程質量，在介紹常見病害及成因的基礎上，針對各類病害提出具體的防治對策。

1 高速公路路面常見病害類型與成因

1.1 路面開裂病害

高速公路路面在使用一段時間后，容易出現裂縫，這類表面病害在初期對公路使用性能的影響較小，但如果長期未得到有效處理，會破壞路面路基結構，加劇病害程度，從而增加維修難度，甚至構成安全隱患。路面開裂病害的產生原因主要如下：

第一，在高速公路建設階段，若設計的路面厚度或結構形式不合理，會導致路面的承載性能不達標，在反復的車輛荷載作用下便容易導致開裂問題。

第二，在施工過程中未嚴格按照施工要求規范操作，如瀝青混凝土配合比不合理、攤鋪溫度控制不嚴、壓實度不達標等，都會導致路面性能無法滿足施工要求，在使用過程中更容易出現開裂問題。

第三，高速公路運行期間，車輛頻繁往來不僅會產生較大的動荷載，而且車輛通行呈快速、動態模式，輪胎泵吸作用會導致基層結構受損。加之氣候、環境影響，日積月累，基層破壞問題會逐漸加劇，呈破碎和松散狀態，路面病害表現為龜裂或網裂。

第四，縱向裂縫。地基和填土之間存在橫向不均勻性，降雨后路表水向下滲透并積聚在地基中，侵蝕地基，進而導致路面出現短而細的縱向裂縫。此外，路基局部壓實度偏低，在車輛荷載作用下發生不均勻沉降，降低路面穩定性，也會產生縱向裂縫[1]。

1.2 坑槽病害

坑槽現象是指路面骨料局部脫落而形成的路面坑洼，此類病害在瀝青路面中較為常見，且危害性較大，產生原因如下：

瀝青路面的透水性較高，在降水豐富、潮濕的地區，雨水更容易侵入路面結構，雨水的長期浸潤會逐步侵蝕混合料，進而降低路面的承載性，同時在車輛荷載的反復作用下，會進一步破壞混合料的穩定性，導致路面結構松散、瀝青路面面層剝落，進而出現凹陷。隨著被車輛帶走的碎石等越來越多，路面的凹陷情況會越來越嚴重。

1.3 松散病害

松散類病害也是較為常見的高速公路路面病害之一，會影響路面的密實度，進而加劇路面積水問題，引發更為嚴重的病害，降低路面質量和整體承載能力，甚至可能導致路面出現明顯的斷裂情況[2]。高速公路路面松散的原因較多，以瀝青路面為例，主要原因如下：

第一，高速公路路面施工對瀝青混合料的溫度有嚴格要求，若混合料運輸過程中未采取有效保溫措施，致使混合料到現場時溫度過低，或混合料運輸到現場后未及時攤鋪，導致溫度降至攤鋪標準以下，會影響路面質量，在后續使用過程中容易出現松散病害。

第二，瀝青混合料質量不達標，如配合比不合理、含泥量過高、集料偏潮濕，以及攪拌過度，導致黏結性降低等。

第三，施工過程中存在不規范行為，如雨天施工導致混合料中水分過多，降低瀝青混合料的黏結力，進而導致路面松散。此外，環境溫度過低，低溫施工導致路面成型效果不佳，使得公路運營期間路面結構材料易脫落，出現松散病害[3]。

1.4 塌陷病害

高速公路路面出現塌陷病害，會導致公路整體穩定性和安全性下降，如果沒有及時治理，塌陷范圍會逐步擴大，可能直接導致高速公路某些路段無法使用，需要全封閉進行維修，且維修周期較長、成本較高。高速公路瀝青路面塌陷病害成因主要如下：

第一，在高速公路使用過程中，路基強度會逐步下降，低于設計要求時公路將難以承受自然因素和車輛荷載的作用，早期可能出現不明顯的沉陷現象，但長時間受外力持續作用和下方土體流動的影響，路面沉陷情況會加劇，進而出現大面積塌陷問題。

第二，高速公路與橋梁銜接段容易出現不均勻沉降問題，即剛性橋臺結構與柔性路堤連接部位失穩下沉，在填土自重和車輛荷載的影響下，下沉問題逐步加劇則會出現沉陷病害。

第三，填方路基發生不均勻沉降，也可能導致路面大面積塌陷[4]。

1.5 車轍病害

高速公路路面車轍病害主要與車輛荷載有關，表現為沿車輛行駛方向出現帶狀凹槽，這類凹槽不僅導致容易積水，擴大病害，還會降低路面的平整度，進而影響行車舒適性和安全感（見圖1）。這種病害如果不能及時處理，會出現更大的受損面。高速公路路面車轍病害成因如下：

圖1 公路路面車轍

根據車轍的類型，結構型車轍是路面基層或路基結構變形反射至路面所致；失穩型車轍是路面結構混合料橫向位移流動所致；磨耗型車轍是路面在車輛輪胎反復磨耗所致。

高速公路路面施工過程中，混合料中的細集料偏多、瀝青用量過多均會影響瀝青混合料的熱穩定性，路面使用過程中容易出現車轍；路面施工時碾壓不充分、壓實度不合格，也容易引發路面車轍病害。

2 高速公路路面常見病害養護治理技術

2.1 路面開裂病害養護治理

檢查公路基層強度是否達標，若不合格，需要鏟除不合格段，重新施工，以提高高速公路整體強度。若基層強度達標，可進行面層修復，根據開裂的具體情況進行針對性的處理。

首先，若縫寬≤5mm，需要先切割、打磨、清掃開裂處，再用空氣壓縮機將裂縫中的碎石碎渣清理干凈。其次，進行乳化瀝青稀漿封層。從縫的一端向另一端注入乳化瀝青，將裂縫完全填充后，填入過篩處理的細砂或石屑。最后，養護一段時間，待封層凝固進行質量驗收，合格后可恢復交通。

若縫寬＞5mm，需要先用切割機切割裂縫破損邊緣，修整至規則狀態，再向修整部位分層填筑、壓實熱拌瀝青混合料。

此外，改性瀝青薄層罩面修補技術也可有效預防和處理瀝青路面表層開裂問題。改性瀝青薄層罩面結構層雖然較薄，但與路面黏結更緊密，且改性瀝青材料具有較好的防滑、抗裂、降噪、防水性能，可以有效提升高速公路的使用性能[5]。

不同的裂縫修復處理技術操作難度不同，所需的人力、物力成本存在一定的差異，修復效果的維持時間也不同。不同修復處理技術應用對比如表1 所示。

表1 不同修復處理技術應用對比

2.2 坑槽病害養護治理

對于高速公路路面坑槽病害，可采用以下治理方式：

第一，熱料修補法。首先，根據坑槽的實際尺寸確定開槽控制線。其次，根據開槽控制線進行開槽處理，并將開槽產生的各種殘渣清理干凈。最后，將清理后的槽壁和槽底均勻涂刷黏結瀝青，并選取與原路面結構材料級配一致的混合料進行填補，根據坑槽深度分層填補并壓實。

第二，冷料修補法。同熱料修補法的工藝流程大致相同，均涉及清理、涂刷、填料、壓實等關鍵步驟。區別在于，涂刷黏結瀝青后，冷料修補法按1.1～1.3的松鋪系數填筑常溫混合料并壓實，待修補部位平整且密實方可開放交通。

2.3 松散病害養護治理

高速公路路面出現松散類病害時，需要先檢查病害的具體情況，如面積、松散程度等，并進行針對性的處理。

第一，處理麻面病害時，應先對松散部位進行清理，露出完整的麻面病害養護范圍表層。待清理好的路面干燥后，根據麻面范圍，采取不同的治理方式。當麻面面積較大時，可先灑一層石油瀝青（0.4kg/m），再撒3～8mm 嵌縫料，確保厚度適當、均勻。撒料后，及時碾壓成型。對于小面積麻面，可用鬃刷或小灑布機薄灑一層油料，再撒布細嵌縫料（米石子或粗砂），撒布均勻后壓實即可。

第二，處理啃邊松散病害時，可直接切除啃邊病害部位，利用碎石、瀝青混凝土等對切除部位進行修補，同時做好后續養護工作，以提高高速公路路面平整度，并延長公路使用壽命。

2.4 塌陷病害養護治理

高速公路路面塌陷病害的養護治理方式較多，為提高治理效果，需要根據路面的塌陷程度采取針對性的措施。路面局部沉陷且有裂縫時，可先清理沉陷部位的雜物，再均勻涂刷黏結瀝青，填充瀝青混合料并壓實；當塌陷較為嚴重，深入路面下層結構，導致基層結構受損時，需要先治理基層，再按原路面面層結構的施工要求重新施作面層[6]。

由于高速公路路基塌陷主要是環境與外力因素造成的，因此需要根據高速公路路基邊坡情況與承載能力進行相關的防治養護工作。例如，為避免因水流導致邊坡坍塌病害，可在路基邊坡周邊設置防護結構，并完善此處的排水系統，以便將水流引向他處。對于外力作用導致的塌陷，可采用種植植物和鋪設塊石等方式，以提高高速公路路基結構的穩定性和整體承載能力，從而有效避免塌陷病害。

2.5 車轍病害養護治理

對于車轍病害，需要根據具體的車轍類型采取針對性的處理措施。由于結構型和失穩型車轍對路面造成的損害較大，處理時不能只進行表面處理，而是要先銑刨再重鋪，完全去除存在車轍部分的面層，并檢查基層質量，如果基層也存在問題，要先修復基層，再重鋪面層[7]。

由于磨耗型車轍是車輛長期行駛對路面造成摩擦而產生的，一般沒有深入路面結構層，因此可采用表面修復治理方法。治理時，需要先將路面磨損處清理干凈，之后在表層均勻地鋪灑一層乳化瀝青修補車轍，并形成一層保護層，有效預防其他病害。

3 結語

綜上所述，高速公路會因施工材料、施工工藝、施工環境、車輛荷載、環境因素等影響出現路面開裂、坑槽、車轍等病害，若不重視這些病害，病害將持續擴大，甚至導致高速公路無法正常運營，不僅會增加線路交通壓力，還會帶來較大的經濟損失。因此，從保障高速公路通行安全和提高經濟效益的角度出發，必須積極治理高速公路病害。為確保高速公路路面病害養護治理成效，需要對病害類型與成因進行深入分析，并采取針對性的養護治理技術，從而提升高速公路運營質量。