高速公路路基路面病害防治理論與方法

梁志光

(廣西長興工程建設有限公司，廣西 南寧 530023)

0 引言

我國正處于現(xiàn)代化建設的關(guān)鍵時期，國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域都在快速發(fā)展，作為國民經(jīng)濟的基礎環(huán)節(jié)，高速公路的發(fā)展對于我國經(jīng)濟建設的作用不言而喻。本文對高速公路路基路面病害防治理論與方法進行研究，探討路高速公路基路面病害的防治措施。

1 路基路面病害特征

1.1 邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)

在我國當前的路基路面眾多病害因素中，邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)是一種比較常見的病害類型，根據(jù)邊坡規(guī)模以及地形土質(zhì)種類，可將邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的狀態(tài)具體細分為滑坡及塌方。所謂的滑坡即在重力作用下，全部或部分土體結(jié)構(gòu)中的部分滑動面出現(xiàn)松動導致的下滑現(xiàn)象，一般是由于地質(zhì)條件的變化而引起的。塌方是在邊坡出現(xiàn)之后逐漸形成的一種現(xiàn)象，主要包括施工不當方面的因素以及地質(zhì)條件方面的客觀因素等，在土質(zhì)疏松以及雨水充沛的地質(zhì)條件下較為常見，雨水的沖擊作用可進一步導致土體下滑進而波及到路基路面[1]。常見的公路邊坡結(jié)構(gòu)與病害類型如圖1所示。

1.2 路基實體形變

在深埋或淺埋過程中常會發(fā)生路基沉降的現(xiàn)象，導致路基的實體發(fā)生形變，主要原因是：如壓實方法控制不當、分層較厚或含水量較多等，這會使路基的密實度嚴重下降，致使路基產(chǎn)生形變。另一種情況是與鋪筑的材料有關(guān)，具體來說鋪筑材料的含水量達不到施工標準，土質(zhì)如果是高塑型或壓縮系數(shù)較高的類型，也會引起路基形變。上述問題還將導致路基的進一步沉降，因此，在施工過程中，對高速公路的施工質(zhì)量和等級提出了更高的要求[2][3]。

圖1 常見的公路邊坡結(jié)構(gòu)與病害類型示意圖

1.3 軟土基層沉降

在高速公路施工中，對于軟土基層而言是比較特殊的施工部分，這是由于因軟土基層而引起的沉降問題發(fā)生頻率較高，且具有較大的潛伏性和隱蔽性。軟土如果含水量過高，則其抗剪能力和承載力就會明顯下降，且路基底部在長期的水侵蝕情況下容易產(chǎn)生中空現(xiàn)象，使坡角無法支撐，導致高速公路的路基路面形成塌陷和各種沉降。上述現(xiàn)象概括起來是由主觀的施工原因以及客觀的天氣和地質(zhì)條件綜合決定的，在具體高速公路的施工過程中，如果施工人員在未詳細了解現(xiàn)場施工環(huán)境時，就很可能無法掌握軟土基層施工所需要的預壓時間，可能會引起路基的沉降。軟土路基沉降監(jiān)測流程如圖2所示。

圖2 軟土路基沉降監(jiān)測流程圖

2 路基路面病害成因分析

2.1 施工節(jié)點銜接問題

通過對近十年來的高速公路施工項目情況進行統(tǒng)計分析，主要考核竣工后路基路面病害的一些指標，包括竣工后的3年中，發(fā)生公路路基路面病害的高速公路路段名稱，病害情況的嚴重程度以及所采取的補救措施，高速公路病害情況相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某施工企業(yè)高速公路病害情況調(diào)查數(shù)據(jù)表

施工節(jié)點的銜接問題在路基路面的病害形成過程中占有很大的比重，這多數(shù)歸因于施工的管理問題，在上一階段的施工結(jié)束后，施工人員沒有進行技術(shù)交底，沒有對所完成的施工范圍以及將要進行的施工內(nèi)容良好對接，使得在下一階段的施工人員對具體的施工完成情況了解不夠充分，最終影響到路基路面的施工質(zhì)量，形成各類路基路面病害。在部分路橋施工企業(yè)中，由于工程管理不善而引起的施工質(zhì)量問題普遍存在，施工節(jié)點銜接屬于比較典型的情況，應在具體的施工過程中充分重視[4]。

2.2 竣工驗收問題

高速公路在工程竣工后應由具有資質(zhì)的單位進行工程驗收，驗收過程主要以工程質(zhì)量的驗收為主。從目前國內(nèi)高速公路的路基路面病害產(chǎn)生情況來看，有少數(shù)工程的病害是由于工程的驗收問題所致，雖然因工程竣工驗收而發(fā)生的高速公路路基路面病害的現(xiàn)象較為少見，但仍是不能被忽視的因素，因為竣工驗收相當于工程的最后一道關(guān)卡，對工程后續(xù)投入使用的效果以及使用年限均具有重要影響[5]。某公路路面竣工驗收參數(shù)如表2所示。

表2 某公路路面竣工驗收參數(shù)表

2.3 后期養(yǎng)護問題

高速公路在使用一段時間之后，其路基和路面會發(fā)生不同程度的病害，影響到通車的安全，因此，在施工后期的養(yǎng)護問題主要是對路基路面的定期抽樣試驗，一般以年度性試驗為主，可通過抽取路基樣本進行壓實度及耐候性測試，根據(jù)試驗結(jié)果進行路基路面病害的評估工作，進而制定出應對方案。高速公路的路基路面后期養(yǎng)護對于公路竣工以后的正常使用具有一定的積極作用，與此同時，對高速公路的行車安全也具有重要意義[6]。

2.4 氣候條件因素

有研究表明，在眾多導致高速公路路基路面的病害因素中，氣候條件因素約占比30%，氣候因素主要包括年度降水量、溫度變化等情況。對于極度惡劣的自然天氣，例如我國高原嚴寒凍土區(qū)域等，高速公路的路基路面會經(jīng)過常年的冷暖天氣交替、風霜雨水的反復沖刷形成病害，應針對不同地區(qū)的氣候條件采取有針對性的路基路面病害預防措施。如在高海拔地區(qū)使用一些抗凍材料來進行路基路面的施工，可有效防止因天氣寒冷而引起的高速公路路基路面形變。但隨著目前公路施工技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的耐候環(huán)保材料在不斷應用，使得因氣候條件因素而引起的公路病害呈逐年減少的趨勢，公路的維護成本大大降低[7]。

3 路基路面病害防治措施

3.1 預防養(yǎng)護技術(shù)

高速公路路基路面的病害不可避免，原因也多種多樣，但可通過一定的技術(shù)措施來進行預防，比如路基路面的養(yǎng)護技術(shù)，國內(nèi)目前已對多數(shù)高速公路進行了病害的預防養(yǎng)護工作，例如定期進行的路基壓實度監(jiān)測工作、路基病害處置工作等，通過多年來的探索和發(fā)展，已取得良好的應用效果。翻修工作是路基路面病害常見的預防養(yǎng)護技術(shù)之一，對提高路基路面的整體質(zhì)量效果顯著，對部分破損嚴重的路基路面進行修補，如采用混凝土的修補方法，使高速公路恢復原貌，達到初始設計要求。對裂縫的處理也是一種常見的高速公路養(yǎng)護技術(shù)，應根據(jù)裂縫的具體產(chǎn)生原因制定相應的處理措施：當裂縫寬度<2 mm時，一般通過環(huán)氧樹脂灌漿的方法進行修補；當裂縫寬度>10 mm時，則需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行開挖工作，并搭設鋼筋架，將環(huán)氧樹脂漿液注入后再使用混凝土抹平[8]。

3.2 病害處置技術(shù)

如果路基路面的病害得不到及時、有效的制止，則會對高速公路的安全性和使用壽命造成一定危害。病害處置技術(shù)屬于病害發(fā)生后的一種解決方案，這有別于在病害發(fā)生之前的主動預防和養(yǎng)護技術(shù)，從對病害的處置方面來看較為被動，可應用于偏遠地區(qū)的高速公路病害處置，或病害少有發(fā)生的部分地區(qū)，盡管病害處置技術(shù)的應用具有一定的局限性，但此種處置策略具有維護成本低、通用性好的優(yōu)點[9]。

4 結(jié)語

高速公路路基路面的常見病害特征包括邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、路基實體形變以及軟土基層沉降等，本文從施工節(jié)點的銜接、竣工驗收、后期養(yǎng)護以及氣候條件等因素入手，分析了路基路面病害的形成原因，提出了預防和處理高速公路病害的措施。需要指出的是，本文對高速公路路基路面的病害成因部分僅作了初步討論，有關(guān)高速公路路基路面病害成因的問題將在今后的工作中作深入研究。本文所提出的高速公路路基路面病害防治措施研究理論與方法可應用到具體的高速公路施工中，為同類工程施工提供參考依據(jù)。