公路路基路面病害成因及治理措施

郭麗洪

廣東交粵工程檢測(cè)有限公司，廣東 廣州 510520

1 工程概況

1.1 工程規(guī)模

案例工程由東、西兩條并行二級(jí)公路組成，路線長(zhǎng)度為4.907km，路面寬度為15m，起點(diǎn)分離處與終點(diǎn)交匯處均為寬22m的一級(jí)公路。其中，東側(cè)并行線為鄉(xiāng)鎮(zhèn)街里，主要行駛私家車等小型車輛，西側(cè)并行線主要行駛大型貨車和掛車。

1.2 路基路面現(xiàn)狀

自公路建成通車以來，交通量增長(zhǎng)較快，超載超限車輛較多，原有路面經(jīng)過多年運(yùn)營(yíng)，大部分路面出現(xiàn)了路面病害。路面病害主要表現(xiàn)為裂縫類病害。裂縫類病害在全線均有不同程度的分布，主要表現(xiàn)為橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀縫和龜裂，部分裂縫帶有一定范圍的松散現(xiàn)象，部分輪跡帶部位伴有龜裂、沉陷等。不規(guī)則裂縫、龜裂在部分段落連續(xù)發(fā)生，與沉陷伴隨出現(xiàn)，多出現(xiàn)在行車道。另外，還產(chǎn)生了明顯的路基路面沉降的情況，雖然進(jìn)行了日常的維修保養(yǎng)，但仍然無(wú)法完全抑制道路病害的產(chǎn)生。由于道路病害嚴(yán)重，道路服務(wù)水平明顯下降，路面使用性能有所降低，嚴(yán)重影響行車的舒適性、安全性，有必要對(duì)該路段進(jìn)行大修。

2 公路路基路面病害及成因

2.1 路基病害及成因

公路路基病害主要表現(xiàn)為路基下沉，路面形成輕微的波浪形。產(chǎn)生路基沉降的主要原因是路基施工時(shí)的壓實(shí)度不足，在長(zhǎng)期的大型車輛荷載作用下，路基因承載力或強(qiáng)度不足產(chǎn)生不同程度的沉降。另外，在其他的公路工程中路基病害還表現(xiàn)為路基邊坡滑塌，由于地形土質(zhì)的影響及雨水的長(zhǎng)期沖擊，路基邊坡容易出現(xiàn)滑坡和塌方[1]。

2.2 路面病害及成因

對(duì)不同路段的典型病害進(jìn)行取芯成果分析發(fā)現(xiàn)，西側(cè)并行線大部分路段路面病害嚴(yán)重，路面基層破碎現(xiàn)象明顯。路面縱向、橫向裂縫處面層破碎，基層伴有裂縫，附近路面完好處基層結(jié)構(gòu)完整性良好；龜裂、塊裂處瀝青面層與基層為松散、破碎狀態(tài)，無(wú)法成型，芯樣層間結(jié)合差，龜裂、塊裂附近路面完好位置處基層也破碎，無(wú)法成型。該公路工程路面病害主要為以下幾種：

（1）路面縱、橫縫（見圖1、圖2）。整個(gè)路段縱、橫向裂縫比較普遍，寬窄不一，部分橫縫貫穿整個(gè)路面，縱向裂縫長(zhǎng)度達(dá)連續(xù)幾十米至幾百米，形狀比較規(guī)則，縱、橫縫交織并形成網(wǎng)裂和路面沉陷。這類裂縫大部分是基層的反射裂縫，還有部分屬于低溫收縮裂縫。橋頭裂縫大部分是由橋梁和路基連接處地基的不均勻沉降導(dǎo)致的。縱縫是沿著路基方向產(chǎn)生的裂縫，裂縫的走向則沒有特別的規(guī)律[2]。縱縫產(chǎn)生的主要原因：一是路基的不均勻沉降，路基填方的差異及路基壓實(shí)的不均勻會(huì)導(dǎo)致路基產(chǎn)生不均勻沉降，最終使路面產(chǎn)生縱長(zhǎng)裂縫；二是路面的疲勞破壞，車輛荷載的反復(fù)作用使路面沿著車輛輪胎的行駛方向產(chǎn)生不同程度的裂縫；三是在加寬的道路中新舊路的線接觸，由于施工銜接的問題而產(chǎn)生縱向裂縫。

圖1 縱縫

圖2 橫縫

（2）路面龜裂（見圖3）。路面龜裂一般都伴隨路面的沉降，龜裂產(chǎn)生的原因主要是道路結(jié)構(gòu)間黏結(jié)強(qiáng)度不足[3]，從而導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)不同程度的裂縫，在雨水和車輛荷載的反復(fù)作用下，裂縫逐漸蔓延，最終形成不同程度的龜裂和沉降。另外，由于路面整體強(qiáng)度不足，基層破壞，其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行裂縫，逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫，在荷載的作用下路面出現(xiàn)過大的彎沉及結(jié)構(gòu)層應(yīng)力顯著增加，導(dǎo)致疲勞破壞。

圖3 龜裂

（3）塊狀裂縫（見圖4）。塊狀裂縫是以網(wǎng)狀為表現(xiàn)形式，塊狀裂縫的起始是一條條的縱縫，在長(zhǎng)期荷載作用下和反復(fù)的雨水侵蝕下，縱向裂縫周圍逐漸出現(xiàn)一條條橫向和斜向的裂縫，最終形成網(wǎng)狀和塊狀裂縫。塊狀裂縫的形成原因主要是縱向裂縫產(chǎn)生后沒有得到及時(shí)的處理，當(dāng)裂縫遭到雨水的侵入后，雨水逐漸深入道路的基層，使基層表面受到侵蝕，再由于汽車荷載的反復(fù)作用，基層表面被損壞，進(jìn)而產(chǎn)生塊狀裂縫。另外，疲勞破壞也是形成塊狀裂縫的主要原因之一。在該工程中，因?yàn)榇笮拓涇囕^多，汽車超載現(xiàn)象嚴(yán)重，所以產(chǎn)生了較多的塊狀裂縫。

圖4 塊狀裂縫

3 公路路基路面病害治理措施

3.1 公路路基病害的治理措施

針對(duì)路基路面的沉降變形，應(yīng)采取有效的措施，保證道路的順利通行。首先，在道路施工前期要采取積極的預(yù)防措施，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，路基分層鋪筑后，要在施工后進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)，不合格的要返工；路面面層鋪筑后也要進(jìn)行平整度檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可進(jìn)入下一道施工工序[4]。另外，在施工時(shí)應(yīng)注意各個(gè)部門之間的溝通協(xié)商，保證施工質(zhì)量。

道路建成后，若在使用過程中發(fā)現(xiàn)道路出現(xiàn)下沉及變形，相關(guān)技術(shù)人員要及時(shí)對(duì)路基路面下沉或者變形的路段進(jìn)行病害檢測(cè)，分析相關(guān)的道路數(shù)據(jù)及檢測(cè)指標(biāo)，根據(jù)破損情況制訂相應(yīng)的措施，采取維修養(yǎng)護(hù)措施，防止因此而產(chǎn)生交通事故。在路面維修養(yǎng)護(hù)完成后，及時(shí)對(duì)路基路面的相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后才能重新恢復(fù)通行。

3.2 公路邊坡的養(yǎng)護(hù)措施

公路邊坡出現(xiàn)滑塌最主要的原因在于排水，因此要做好路基路面的排水，才能從根本上解決邊坡的滑塌問題。在施工階段或者后期的維修階段，都應(yīng)該重視路面排水工作。排水主要分為集中排水和分散排水兩種[5]，公路工程常用的排水方式是集中排水，即在公路路肩外側(cè)設(shè)置預(yù)制混凝土塊，在路面邊緣形成集水槽，再利用泄水口將路面積水排出，也有些路段在道路中央設(shè)置雨水井等。分散排水則適用于一些小坡度的路面，當(dāng)公路工程使用分散排水這種方式時(shí)，需要同時(shí)硬化路肩和邊坡，防止因水量過大，對(duì)路肩和邊坡產(chǎn)生沖擊。

另外，對(duì)于已經(jīng)建成的邊坡，為了提高其穩(wěn)定性，可以采取一些加固和防護(hù)措施。在日常的養(yǎng)護(hù)中，加固防護(hù)措施主要有植物防護(hù)、工程防護(hù)等。植物防護(hù)主要指在公路邊坡種植一些樹苗或植被，降低水流的流速，在一定程度上起到緩沖作用，進(jìn)而達(dá)到對(duì)邊坡防護(hù)的目的。該方法不僅有美觀的效果，還能達(dá)到凈化空氣的目的，投資也比較小，因而在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但如果公路邊坡坡度較大，不利于植物的生長(zhǎng)時(shí)，可以采用工程防護(hù)措施，如設(shè)置擋墻、支護(hù)等。因此，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)來選擇相應(yīng)的邊坡防護(hù)措施，減少邊坡滑塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3 公路路面病害的治理措施

對(duì)于路面病害，可以從兩個(gè)方面來處理。首先，在前期施工階段，要選用合適的瀝青品種，并嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。瀝青面層是車輛荷載直接接觸的結(jié)構(gòu)，在反復(fù)的車輛作用下瀝青面層極易發(fā)生各種病害，因此在施工時(shí)應(yīng)該按照設(shè)計(jì)規(guī)范選用瀝青品種，并且在進(jìn)行瀝青的拌和及攤鋪時(shí)，要保障施工質(zhì)量，每項(xiàng)工程完成后要及時(shí)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一道工序。只有從根本上保證了路面的質(zhì)量，才能減少路面病害的產(chǎn)生。其次，當(dāng)路面產(chǎn)生裂縫等病害時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要及時(shí)到路段現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行病害的檢測(cè)和評(píng)估，根據(jù)病害情況采取相應(yīng)的處理措施。對(duì)路面裂縫進(jìn)行灌縫處理時(shí)，要將裂縫處理干凈，修補(bǔ)后要與原路面齊平，防止因路面不平整而導(dǎo)致跳車現(xiàn)象。對(duì)于大的塊狀裂縫和龜裂，需切割后重新鋪筑。在鋪筑新的瀝青面層時(shí)，要注意路面的高程和施工質(zhì)量，保證各層之間的粘接以及路面的平整，提高道路的使用性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)道路交通事業(yè)的快速發(fā)展，公路建設(shè)也逐漸增多，對(duì)公路路基路面的質(zhì)量提出了更高的要求。近年來，雖然很多工程技術(shù)人員在處理公路路基路面病害上研究出了很多的新技術(shù)，但仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。公路工程是一項(xiàng)十分復(fù)雜的項(xiàng)目，在施工中稍有疏忽，將可能嚴(yán)重影響施工質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致路基路面病害的產(chǎn)生。這要求施工人員和相關(guān)技術(shù)人員在施工時(shí)嚴(yán)格保證施工質(zhì)量，及時(shí)檢測(cè)相關(guān)工序的合格性。只有在施工初期做到嚴(yán)格要求，才能在道路的后期使用中減少路基路面病害的產(chǎn)生，延長(zhǎng)道路的使用壽命。