高速公路路面常見病害成因與養護措施探析

陳泓旭，申蕊聞

（1.鄭州鄭少高速公路發展股份有限公司，河南 鄭州 450000；2.安徽工程大學，安徽 蕪湖 241000）

高速公路作為社會發展中的重要基礎性設施，牽扯人們的日常出行，也涉及不同地區間的經濟文化往來。在近些年的高速公路發展中，國家政府建設了多條高速公路線路促進經濟的發展，但并非所有的高速公路皆處于健康平穩的狀態，許多老舊的高速公路因長期處于高負荷運行狀態，已呈現出不同程度的損壞現象，若不加以養護管理，會引起嚴重的交通事故，影響正常的出行，更不利于經濟的良性循環。

1 高速公路常見路面病害表現

1.1 沉陷

沉陷是高速公路典型路面病害之一。由于在施工過程中路基并未完全密實或填筑土質材料差，又在后續受到地下水與車輛荷載的因素不斷加以施加作用后，產生了不同程度的豎向變形，從而使得部分路面出現了下沉現象[1]。據有關技術文件判定，沉陷分為輕重兩級，當局部下沉路面深度大于10mm 即可判定出現了沉陷病害，大于25mm 的深度即可說明產生了重度沉陷危害。

1.2 松散

高速公路路面的松散危害大多產生在瀝青路面的投用初期，是指瀝青表面層與內部集料粘合力不足，骨料與瀝青酥軟、松垮直至逐漸流失，而后造成路表呈現懸浮狀集料的形態，面層骨料脫皮，且在輪跡處松散情況最為嚴重。當路面細骨料出現麻面、脫皮等現象時，則屬為輕狀松散，若路面的粗骨料出現坑洞、脫皮、露骨等現象時，即歸為重度松散。

1.3 裂縫

裂縫類路面病害在養護工作中較為常見，其對于高速公路路面的損傷不容忽視，并且影響行車交通安全，表現種類主要有以下三種：

（1）橫向裂縫。橫向裂縫的產生位置無明顯規律，不集中，縫寬不一，其朝向與行車方向近乎垂直，且周圍會產生少量支縫。若橫向裂縫未得到有效處理，會逐漸向路基延伸，形成更大的裂縫危害。

（2）縱向裂縫。縱向裂縫多發在路面接縫、路肩邊緣、緊急停車帶等位置，其大小、寬度不盡相同，朝向與行車方向近乎垂直，故稱為縱向裂縫[2]。縱向裂縫的路面危害會發生路基滑移，極大地增加了交通運輸中的安全隱患。

（3）網狀裂縫。指形似蛛網般的細小裂縫，它是縱橫交錯的疲勞裂縫。裂縫常成片出現，是由一系列多邊形小塊兒構成的網狀開裂，并伴隨變形、松散等現象。

1.4 坑槽

坑槽是指在溫度及交通荷載的不斷影響下，瀝青膜與骨料的粘附力減弱產生空隙，路表水進入瀝青表面層時，水停滯在瀝青與骨料之中，而后行車荷載與重載車輛和水形成水動力，動水壓力使得瀝青膜與骨料逐漸剝離，最終形成了坑槽[3]。

2 高速公路常見路面病害形成原因

2.1 沉陷病害的形成原因

2.1.1 基層不平穩

瀝青面層的厚度受到基層表面平整度的影響，若瀝青面層來的松鋪厚度不相同，則在行車的碾壓后可能會發生沉降。一般情況下，若基層平整度產生誤差，則可通過調整面層來矯正，但只限于誤差較小的平整度。當出現誤差較大的平整度時，就不能施工整調面層，因此瀝青面層的厚度受到影響，再加上車輛荷載作用，會逐步產生沉降，最終導致瀝青面層沉陷。

2.1.2 載量超限

導致瀝青路面產生沉陷的主要原因之一是車輛的載量超限。據測計，若將一載重10 噸的車輛增加5 噸，則其對路面結構破壞的程度就擴大了6 倍以上。

2.1.3 路基剛度不足

路基的剛度決定其承受荷載時抵抗變形的能力。如果路基的剛度不足，在車輛荷載不斷碾壓下極易發生沉降，路表將遭到損壞。若疏于養護管理，路面的破壞程度將進一步擴大，終會形成路面沉陷。

2.2 松散病害形成的原因

2.2.1 混合料在設計中的問題

首先，在瀝青混合料的設計進程中，運用粘合力較差的瀝青膠結料、采用酸性石料，或者運用的礦料材質較濕等因素是集料與瀝青膜之間粘接能力降低的誘因；再者，在設計時對瀝青材料的量沒有掌握準確，因此導致瀝青膜的覆蓋厚度無法達到預期的標準；最終，瀝青膜受外部水的不斷影響，混合料中的集料發生剝落，從而出現松散病害。

2.2.2 混合料在施工中的問題

在施工過程中，混合料的攪拌與混合料的運輸問題是導致后期混合料松散的兩個主要原因。其一，在實施混合料的拌合進程時，若混合料的攪拌出現不均勻的狀況，則會導致局部混合集料無法有效地粘接，或者在拌合進程時溫度過高，這種情況的出現會影響密實度，導致瀝青的老化；其二，在混合料的運輸過程中，若是混合料的保溫合理性欠佳、運輸路程長，那么混凝土的自身溫度會降到標準值以下，最終會在施工結束以后出現松散的危害[4]。

2.3 裂縫病害形成的原因

2.3.1 橫向裂縫

地基的沉降、瀝青及混凝土的溫縮以及材料收縮是引起橫向裂縫的三個主要因素：

（1）沉降。基層因為地基或者路基與構造物差異沉降而出現開裂狀況，進而作用到瀝青面層，最后造成橫向裂縫。

（2）瀝青及混凝土的溫縮。瀝青混合料會隨著溫度的降低而逐漸變硬且脆，而后開始形變收縮，當瀝青混凝土的抗拉性能低于收縮拉應力時，路面則被拉裂，且向下擴展，發生下窄上寬的橫向裂縫。

（3）材料的收縮。在基層成形過程中，基層材料的溫度驟降與基層材料的失水會產生收縮。面層底部承受該兩類收縮變形后，加之強度過大的拉力，面層的底部將裂開，最終伴隨著行車荷載的循環作用而導致高速公路路面形成裂縫。

2.3.2 縱向裂縫

縱向裂縫形成的原因主要有施工不到位、水破壞和鋪攤不達標三個方面引起：

（1）施工不到位。并未充分密實縱向溝槽內的回填土而造成了不均勻沉陷，最終發展為縱向開裂。

（2）水破壞。路表水及周圍用水設施的滲水，使得部分路面受水侵蝕后承載度減弱，再經過動靜荷載雙重的作用后，出現路基滑動，從而產生裂縫。

（3）攤鋪未達標。若對舊路基進行加寬改造時，路幅的鋪設和填充未達標，且未及時處理土質問題，則將造成縱向裂縫。

2.3.3 網狀裂縫

網狀裂縫大多由高速公路的基層強度不足與疲勞開裂等因素誘發。

（1）基層強度不足。路面結構設計的合理性欠缺，鋪攤時混合料沒有壓實，使得路面基層強度不足，形成網裂。

（2）疲勞開裂。因高速公路路面受溫度變化及行車荷載等因素的作用，使得瀝青逐年老化，最終路基產生疲勞開裂，這也是網狀裂縫出現的主要因素。

2.4 坑槽病害形成的原因

出現坑槽病害主要原因有以下四個方面：

（1）在車輛行駛中會出現漏油現象，滴落的汽油會對高速公路路面造成侵蝕，從而毀壞路面，逐步發展為坑槽。

（2）高速公路路面的日常養護不到位，檢查不及時，當路面出現病變時，如網裂、松散與脫皮后，未將路面及時修復養護。

（3）高速公路路面在進行罩面之前，未能將其原固有的各方面病害修復完畢。

（4）瀝青膜的覆蓋厚度不足，后期受到車輛及雨水等因素作用后，混合料的性能逐漸惡化，先是出現松散與裂縫危害，終而擴大為坑槽。

3 高速公路路面病害的養護技術

3.1 常規性養護

3.1.1 局部填充法

局部填充法的養護技術具有較強的適應能力，可以有效地修補路面出現的各種裂縫問題。其技術原理為待裂縫雜物清理完全后，將乳化瀝青或熱油直接灌入待填補的裂縫內，在乳化瀝青結固后即能有效地修復裂縫問題。倘若遇到較大的裂縫時，要先填充特定的混合料，在局部填充技術實施中配合震動技術，再依照冷補法技術原則對其壓實至平整狀態，完成壓實后用烙鐵封口，均勻撒砂，這一系列技術操作適用于較寬的裂縫修復工作。

3.1.2 罩面法

罩面法是修復高速公路路面病害常用的技術之一，這項技術可以有效地解決表層處較輕淺的車轍與裂縫等病害，提高路面的平整度。罩面法的主要常用技術有薄層罩面和超薄磨耗罩面，其實際操作原理是先銑刨產生車轍病害的路面，預先修復完畢已破損的面層，然后在面層上均勻地覆蓋一層厚度不超過7cm 的瀝青層[5]，在修補時，要對粘結層與防水層特別養護，這樣是為了防止路面病害反復發生。此項技術能夠處理高速公路路面裂縫及變形類病害，還能夠有效地提升路面的平整度及防滑性能，延長高速公路的服務年限。

3.1.3 撒鋪法

撒鋪法技術的運用是為了進一步增強高速公路路面的防水與抗滑性能，達到對路面的有效性養護。其原理是將聚合物改性瀝青與連續級配且具有防水性能的骨料，采用撒鋪的形式攤鋪于高速公路路面面層之上，終而構成透水性能強、排水通暢、防滑功能良好的表面層[4]，以此來使路面結構更為平整，減少交通事故的發生。

3.1.4 路面再生法

路面再生法是處理高速公路路面病害中使用頻率最高的技術，它適用于病害種類繁多以及服務年限久的高速公路，并且具有環保節約的技術優勢，因此使用率較高。路面再生法可根據溫度不同劃分為路面冷再生技術和路面熱再生技術。其中，熱再生可以分為廠拌和現場兩種形式。廠拌再生法是指將舊的瀝青路面材料進行翻挖回收，然后加工廠將回收材料做破碎處理，再將其與一些特定材料按照標準比例在拌合機中攪拌，形成新混合料，最終進行路面的再生技術工作。當今，廠拌再生法在現代高速公路養護中比較常見，因為其投入成本較少且使用材料可保質保量，但其也存在一些弊端，如施工的周期較長，運輸成本高等；路面冷再生技術被稱作綠色工程，因為其能最大限度地節省原材料，降低環境污染系數，保護環境，對交通影響度小，并且質檢合格率高，能徹底修復原面層的裂縫、車轍、擁包和松散等高速公路路面病害。

3.2 預防性養護

為了高速公路交通運輸工作的健康發展，要對其路面進行預防性養護，并且將“預防”放在養護重心，降低路面病害發生的概率，避免反復返工修復作業，節省大量財力與物力。預防性養護在高速公路路面病害預防中有著突顯的作用，因此，有關部門要逐步加強日常檢查與養護工作，來達到養護工作的有效進行。以下提出三個預防性措施：

定期巡視評估。相關監管部門要對高速公路路面進行定期巡視，建立科學系統的巡視、檢測、評估體系，檢查是否出現路面微小病變、評估路面病害程度，判斷路面實際狀態。當病害產生時，及時地提供針對性養護措施，最大程度地避免路面病害嚴重擴展，將病害消除在萌芽階段。

建立健全考核制度。對公路要進行季度性養護，對員工也要進行季度性考核。建立健全考核制度，并且對員工安排相關技能培訓，可細化養護過程中出現的問題、明確養護步驟。考核制度的建立可以調動員工的工作積極性，提升養護工作的效率。

把控養護質量。瀝青混合料是高速公路路面的核心，一定要加強采購的材料質量，嚴格制定施工標準，避免劣品、次品混入施工材料，保障原材料的質量，強化養護后的審核工作，將路面病害從源頭上切斷。

4 結束語

高速公路在建設城市交通系統中扮演著重要的角色，是經濟穩步發展的重要一環。鑒于此，我們必須要認識到高速公路路面養護工作是一個長期且繁瑣的過程。因此，相關監管部門與施工單位要聯動開展預防性工作，不斷提升公路養護工作的標準，從預養護出發，建立健全有關管理制度與施工標準，制定系統的可行性解決方案，提出針對性的養護措施，從而促進我國高速公路事業建設的平穩健康發展。