公路路基路面病害成因及治理措施

郭麗洪

廣東交粵工程檢測有限公司，廣東 廣州 510520

1 工程概況

1.1 工程規模

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

1.2 路基路面現狀

自公路建成通車以來，交通量增長較快，超載超限車輛較多，原有路面經過多年運營，大部分路面出現了路面病害。路面病害主要表現為裂縫類病害。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象，部分輪跡帶部位伴有龜裂、沉陷等。不規則裂縫、龜裂在部分段落連續發生，與沉陷伴隨出現，多出現在行車道。另外，還產生了明顯的路基路面沉降的情況，雖然進行了日常的維修保養，但仍然無法完全抑制道路病害的產生。由于道路病害嚴重，道路服務水平明顯下降，路面使用性能有所降低，嚴重影響行車的舒適性、安全性，有必要對該路段進行大修。

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

2.2 路面病害及成因

對不同路段的典型病害進行取芯成果分析發現，西側并行線大部分路段路面病害嚴重，路面基層破碎現象明顯。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構完整性良好；龜裂、塊裂處瀝青面層與基層為松散、破碎狀態，無法成型，芯樣層間結合差，龜裂、塊裂附近路面完好位置處基層也破碎，無法成型。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）。整個路段縱、橫向裂縫比較普遍，寬窄不一，部分橫縫貫穿整個路面，縱向裂縫長度達連續幾十米至幾百米，形狀比較規則，縱、橫縫交織并形成網裂和路面沉陷。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致的。縱縫是沿著路基方向產生的裂縫，裂縫的走向則沒有特別的規律[2]。縱縫產生的主要原因：一是路基的不均勻沉降，路基填方的差異及路基壓實的不均勻會導致路基產生不均勻沉降，最終使路面產生縱長裂縫；二是路面的疲勞破壞，車輛荷載的反復作用使路面沿著車輛輪胎的行駛方向產生不同程度的裂縫；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，龜裂產生的原因主要是道路結構間黏結強度不足[3]，從而導致瀝青面層出現不同程度的裂縫，在雨水和車輛荷載的反復作用下，裂縫逐漸蔓延，最終形成不同程度的龜裂和沉降。另外，由于路面整體強度不足，基層破壞，其初始形態是沿輪跡帶出現單條或多條平行裂縫，逐漸在縱縫間出現橫向或斜向連接縫，在荷載的作用下路面出現過大的彎沉及結構層應力顯著增加，導致疲勞破壞。

圖3 龜裂

（3）塊狀裂縫（見圖4）。塊狀裂縫是以網狀為表現形式，塊狀裂縫的起始是一條條的縱縫，在長期荷載作用下和反復的雨水侵蝕下，縱向裂縫周圍逐漸出現一條條橫向和斜向的裂縫，最終形成網狀和塊狀裂縫。塊狀裂縫的形成原因主要是縱向裂縫產生后沒有得到及時的處理，當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作用，基層表面被損壞，進而產生塊狀裂縫。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，因為大型貨車較多，汽車超載現象嚴重，所以產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

針對路基路面的沉降變形，應采取有效的措施，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防措施，嚴格控制施工質量，路基分層鋪筑后，要在施工后進行路基壓實度檢測，不合格的要返工；路面面層鋪筑后也要進行平整度檢測，檢測合格后方可進入下一道施工工序[4]。另外，在施工時應注意各個部門之間的溝通協商，保證施工質量。

道路建成后，若在使用過程中發現道路出現下沉及變形，相關技術人員要及時對路基路面下沉或者變形的路段進行病害檢測，分析相關的道路數據及檢測指標，根據破損情況制訂相應的措施，采取維修養護措施，防止因此而產生交通事故。在路面維修養護完成后，及時對路基路面的相關質量指標進行檢測，檢測合格后才能重新恢復通行。

3.2 公路邊坡的養護措施

公路邊坡出現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，即在公路路肩外側設置預制混凝土塊，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置雨水井等。分散排水則適用于一些小坡度的路面，當公路工程使用分散排水這種方式時，需要同時硬化路肩和邊坡，防止因水量過大，對路肩和邊坡產生沖擊。

另外，對于已經建成的邊坡，為了提高其穩定性，可以采取一些加固和防護措施。在日常的養護中，加固防護措施主要有植物防護、工程防護等。植物防護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，進而達到對邊坡防護的目的。該方法不僅有美觀的效果，還能達到凈化空氣的目的，投資也比較小，因而在工程中得到了廣泛的應用。但如果公路邊坡坡度較大，不利于植物的生長時，可以采用工程防護措施，如設置擋墻、支護等。因此，應根據工程地質特點來選擇相應的邊坡防護措施，減少邊坡滑塌現象的出現。

3.3 公路路面病害的治理措施

對于路面病害，可以從兩個方面來處理。首先，在前期施工階段，要選用合適的瀝青品種，并嚴格控制施工質量。瀝青面層是車輛荷載直接接觸的結構，在反復的車輛作用下瀝青面層極易發生各種病害，因此在施工時應該按照設計規范選用瀝青品種，并且在進行瀝青的拌和及攤鋪時，要保障施工質量，每項工程完成后要及時進行相關指標的檢測，檢測合格后方可進行下一道工序。只有從根本上保證了路面的質量，才能減少路面病害的產生。其次，當路面產生裂縫等病害時，相關技術人員要及時到路段現場進行病害的檢測和評估，根據病害情況采取相應的處理措施。對路面裂縫進行灌縫處理時，要將裂縫處理干凈，修補后要與原路面齊平，防止因路面不平整而導致跳車現象。對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，要注意路面的高程和施工質量，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 結束語

隨著我國道路交通事業的快速發展，公路建設也逐漸增多，對公路路基路面的質量提出了更高的要求。近年來，雖然很多工程技術人員在處理公路路基路面病害上研究出了很多的新技術，但仍然面臨巨大的挑戰。公路工程是一項十分復雜的項目，在施工中稍有疏忽，將可能嚴重影響施工質量，進而導致路基路面病害的產生。這要求施工人員和相關技術人員在施工時嚴格保證施工質量，及時檢測相關工序的合格性。只有在施工初期做到嚴格要求，才能在道路的后期使用中減少路基路面病害的產生，延長道路的使用壽命。