高速公路路基路面病害特征及養(yǎng)護技術探討

文 / 山東高速聊城發(fā)展有限公司 李征

近年來，在社會經濟穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國公路建設事業(yè)發(fā)展迅速。高速公路是我國公路體系當中非常重要的部分。但隨著高速公路建設工作的持續(xù)推進，也面臨較為明顯的路基路面病害問題，比如裂縫、車轍、坑槽等。并且不同的病害問題，其特征有所不同。因此，本文以高速公路路基路面病害特征為切入點，分析相關養(yǎng)護技術的實施要點，希望以此提高高速公路路基路面的質量，保證行車安全，進一步提高高速公路建設事業(yè)的經濟效益與社會效益。

在國內，高速公路路面結構主要為瀝青路面，在交通量日益增加的基礎上，原來的設計和施工質量難以使現有的交通量、車輛荷載得到有效滿足。同時，在高速公路使用年限不斷增加的背景下，高速公路路基路面易引發(fā)各類病害，諸如裂縫病害、車轍病害以及坑槽病害等。

為了使高速公路路基路面病害問題得到有效防治，進一步提升高速公路行車的安全性，本文圍繞“高速公路路基路面病害特征及養(yǎng)護技術”展開分析探討。

高速公路路基路面病害特征分析

裂縫病害特征

在高速公路瀝青路面當中，裂縫為常見的一種病害。因瀝青材料的收縮性較為突出，并且在施工完成之后，受到長時間車輛荷載、溫差、自然環(huán)境侵蝕等影響，瀝青表面會有形狀各異的裂縫產生，一般可分成三類，即：其一，橫向裂縫；其二，縱向裂縫；其三，網狀裂縫。一旦形成裂縫，外界雨水便會隨裂縫流入至路基內部當中，使路基原有的穩(wěn)定狀態(tài)遭遇破壞，進而發(fā)生坍塌事故，使行車安全受到影響。所以，了解裂縫特征，及時處理裂縫問題。總結起來，各種類型裂縫主要特征如下：

（1）縱向裂縫特征。通常在道路特殊部位出現，比如新老道路銜接部位、路堤下部埋有其他結構的部位等等。在縱向裂縫延伸偏大的情況下，易使道路邊坡出現滑移的情況。同時，在道路地基土性質、地下水影響下，也易使高速公路路基路面引發(fā)縱向裂縫，若道路下地基土偏軟弱，或者地下水位偏高，地基土受到上部荷載作用影響，便易引發(fā)不均勻沉降問題，進而引發(fā)縱向裂縫。對此，高速公路路基填筑之前，需對地基、地下水進行規(guī)范處理。

（2）橫向裂縫特征。與水泥混凝土路面比較，半剛性瀝青混凝土路面發(fā)生橫向裂縫的幾率更高，究其原因，即：其一，若瀝青路面結構下部屬于水泥基層，在基層水泥失去水分的情況下，同時受到外界環(huán)境溫度變化大的影響，便會產生基層裂縫。并且，因瀝青面層與基層之間存在一定的黏結力，因此基層裂縫會延伸到瀝青面層，進一步使橫向裂縫產生。其二，在外界溫度產生改變的情況下，基層水泥會產生溫差收縮，同時瀝青也會產生收縮，若瀝青表面拉力與承受力高，便會使橫向裂縫產生，且表現出“上寬下窄”的特征。

（3）網狀裂縫特征。若縱向裂縫和橫向裂縫之間相互連接，使網狀裂縫形成，在未能及時進行有效處理的情況下，外部雨水會朝網狀裂縫滲透到地基土當中，使路面沉陷，進而使路面損壞程度變得更加來重。同時，基于公路路基填料攤鋪期間，若施工質量存在隱患，受到車輛荷載作用影響，易引發(fā)不均勻沉降，加上雨水滲透，使基層呈現變軟的特征，在唧漿現象出現的情況下，隨著病害進展，網狀裂縫增大，最終使路面發(fā)生坑洞質量隱患問題。

車轍病害特征

車轍，指的是高速公路瀝青路面受到行車荷載作用，產生不可恢復的塑性變形。根據車轍的不同特征，可分成結構性車轍、失穩(wěn)性車轍、磨耗性車轍三種，具體如下：

（1）結構性車轍特征。在高速公路路基強度未能達到設計強度的基礎上，受到長時間行車荷載作用影響，使路基發(fā)生變形，然后反射至路面，使高速公路瀝青表面發(fā)生永久性車轍，且表現出寬度大、深度淺的鮮明特征。

（2）失穩(wěn)性車轍特征。因高速公路瀝青路面的強度不足，受到高溫環(huán)境影響，易導致瀝青軟化，同時受車輛動荷載剪切力作用，使路面破損、凹陷，最終出現失穩(wěn)性車轍病害。

（3）磨耗性車轍特征。對于磨耗性車轍來說，主要受到車輛輪胎摩擦作用影響，對瀝青填料持續(xù)壓密所形成。同時，基于瀝青填料當中，粗骨料受到碾壓作用，松散脫落后，便會形成磨耗性車轍，且此類車轍病害存在不可恢復的特征。

坑槽病害特征

坑槽，指的是公路瀝青路面填料的粗骨料脫落至一定數量的情況下，進而形成的坑洞結構病害。從坑槽病害特征層面分析，一方面，基于瀝青、填料攤鋪期間，因混黑奧溫度偏高，使粗骨料、瀝青之間的黏附力降低，在粗骨料脫落的情況下，使坑槽產生。結合坑槽的特性，可適量應用堿性骨料、優(yōu)質抗剝落劑等，有效防治坑槽的產生。另一方面，若道路表面存在比較大的裂縫，加上外界雨水的滲透，會使瀝青與集料出現剝離的情況，在瀝青混凝土路面發(fā)生掉粒、剝落時，掉落的骨料被帶走，然后使水損型坑槽形成。此外，在汽油侵入瀝青與集料界面的情況下，導致瀝青變軟，加上受到行車荷載影響，使路基路面出現不均勻變形情況，進而引發(fā)坑槽病害問題。

路基典型病害特征分析

高速公路路基病害問題總結起來體現在：邊坡結構失穩(wěn)、路基實體形變、軟土基層沉降等方面。以其中的典型病害特征——軟土基層沉降為例，基于高速公路施工過程中，軟土基層為較為特殊的施工部分，主要是由于軟土基層引發(fā)的沉降問題發(fā)生的頻率頗高，潛伏性與隱蔽性比較大。倘若軟土存在很高的含水量，則其抗剪能力與承載力便會降低，同時若路基底部受到長時間水侵蝕影響，則易出現中空狀況，導致坡角難以支撐，進一步使高速公路路基路面發(fā)生塌陷以及各種沉降問題。

相關養(yǎng)護技術的實施要點分析

為了使高速公路路基路面病害問題得到有效防治，需采取有效的養(yǎng)護技術。具體而言，主要養(yǎng)護技術要點如下：

預防性養(yǎng)護技術的應用

高速公路路面發(fā)生相關病害之前，需實施預防性養(yǎng)護措施，使病害范圍避免持續(xù)擴大。同時，在高速公路預防性養(yǎng)護技術方面，主要涉及：微表處預防性養(yǎng)護技術、裂縫封縫預防性養(yǎng)護技術、霧封層預防性養(yǎng)護技術、稀漿封層預防性養(yǎng)護技術等。路面病害不同，所使用的預防性養(yǎng)護技術也有所不同。

在預防性養(yǎng)護技術應用之前，需針對存在病害的高速公路展開宏觀層面的調查，以調查結果為依據，對整體路面技術情況能否滿足路面預防性養(yǎng)護宏觀標準進行判斷，然后對相關路段的路面主導損壞類型加以明確，進一步以微觀判定標準，對調查路段的各單元路面能否與路面預防性養(yǎng)護微觀標準相符合進行判斷，從而確保此路段預防養(yǎng)護技術方案的合理性及科學性。

明確預防性養(yǎng)護時機

高速公路路面病害，在時間延長的情況下，會發(fā)生相對應的改變，因此采取的預防性養(yǎng)護技術也有所不同。受到路面病害的影響，預防性養(yǎng)護技術的效果也會受到影響。

對此，在適宜的時機條件下，采取適宜的預防性養(yǎng)護技術，才能夠確保養(yǎng)護效果得到有效提升。結合實踐工作經驗可知，高速公路路面預防性養(yǎng)護技術實施的時機涉及的相關路用性能控制指標包括：其一，路面狀況指數；其二，抗滑系數；其三，路面承載力等。在路用性能指標降低至臨界值的情況下，則代表滿足了預防性養(yǎng)護技術實施的最佳時機要求。

以路面狀況指數（PCI）為例，所反映的是路面破損程度，可以結合路面的PCI 值，對路面結構的完整性、服務功能性進行評估。PCI 值越大，代表路面結構越完整，破損程度越低。對于抗滑系數來說，為影響行車安全、服務水平的一大重要指標，倘若路面抗滑系數偏低，則會對行車的安全性受到嚴重威脅。在抗滑系數達到臨界值的情況下，則需針對路面實施預防性養(yǎng)護技術，以此使道路的抗滑性能得到有效改善。在國內某高速公路路面病害養(yǎng)護工作開展期間，以高速路面實際情況為依據，并根據預防性養(yǎng)護時機、不同養(yǎng)護技術的特點，在預防性養(yǎng)護工作開展期間，可采取微表處與超波罩面層兩種預防性養(yǎng)護技術，在預防性養(yǎng)護技術實施之后，對養(yǎng)護前后涉及的路面質量指標進行了對比，即：養(yǎng)護前，車轍深度為5.6mm、裂縫條數為8，滲水系數為16.4ml/min，構造深度為0.9min，摩擦系數為63.4BPN；養(yǎng)護后，車轍深度為0.7mm、裂縫條數為0，滲水系數為8.0ml/min，構造深度為1.51min，摩擦系數為86.2BPN；養(yǎng)護6個月后，車轍深度為0.8mm、裂縫條數為1，滲水系數為8.9ml/min，構造深度為1.28min，摩擦系數為79.3BPN。結合數據結果可知：

（1）高速公路路面微表處養(yǎng)護之后，路面破碎、抗滑性能等顯著提高，并使道路使用壽命得到有效延長，行車舒適度得到有效改善，高速公路運行的經濟效益與社會效益得到協(xié)同提升。

（2）在罩面層養(yǎng)護之后，路面抗?jié)B水性能、抗滑性能均得到大幅度的提升，車轍深度減小，裂縫數量變少。

結語

綜上所述，高速公路路基路面病害問題較多，特征鮮明。為了使路基路面病害問題得到有效防治，需合理科學使用預防性養(yǎng)護技術，明確預防性養(yǎng)護時機等。諸如微表處預防性養(yǎng)護及時、超薄罩面層預防性養(yǎng)護技術等，在條件允許的情況下均可以應用。此外，必要提升養(yǎng)護技術工作人員的技術水平，確保各項養(yǎng)護工作落實到位，進一步提升高速公路路基路面養(yǎng)護工作的效率及質量。