公路路基路面病害成因及治理措施

文 / 河南省平頂山市寶豐縣公路事業(yè)發(fā)展中心 張真權(quán)

作為一項重要的基礎(chǔ)設(shè)施，公路在近年來實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，區(qū)域路網(wǎng)在不斷地完善，建設(shè)里程與規(guī)模均明顯加大。但是，公路在運營期間由于會受到各方面因素的影響，導(dǎo)致路基與路面會出現(xiàn)各種病害，不僅會導(dǎo)致嚴重的后果，而且處治難度大，在導(dǎo)致公路在運營期間維修養(yǎng)護方面投入加大的同時，還會明顯縮短公路的使用壽命。本文通過對公路常見的路基路面病害成因進行研究，并針對性地分析治理措施。

引言

公路建成之后經(jīng)過一段時間的運營，路基路面會出現(xiàn)不同類型及嚴重程度的病害。這些病害若不能得到及時的處理，就會越發(fā)嚴重，輕則影響公路的使用功能，降低使用壽命，重則會引發(fā)嚴重的交通事故，影響公路的正常運營。因此，如何對公路路基路面的病害進行防治是一個重要的課題，應(yīng)予以高度重視。

路基路面病害成因

路基病害成因研究

路基作為公路結(jié)構(gòu)中主要承受荷載的載體，在運營期間因為車輛長時間通行，會給路基的穩(wěn)定性帶來影響，并導(dǎo)致承載力下降，加之因環(huán)境的影響，就會導(dǎo)致路基出現(xiàn)一系列的病害，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致公路發(fā)生破壞，帶來嚴重的后果。

1.填方路基病害

⑴差異沉降

差異沉降是由于不同部位的路基強度或地基承載力不同所導(dǎo)致的，常見與新老路基搭接或者是橋頭路基處，是一種常見的路基病害。其中，新老路基搭接處會出現(xiàn)路基沿著結(jié)合面的滑移現(xiàn)象，降低路基的穩(wěn)定性，帶來嚴重的后果，通常表現(xiàn)為路面結(jié)構(gòu)的破壞，如路面縱向裂縫，甚至是路面錯臺。橋頭路基處發(fā)生差異沉降會引發(fā)橋頭跳車現(xiàn)象，嚴重影響行車安全。

⑵變形

變形病害主要發(fā)生在填方路段以及半填半挖路段，表現(xiàn)為地基變形和路堤變形兩種類型。當路基發(fā)生變形之后最終會導(dǎo)致路面發(fā)生破壞，如圖1所示，嚴重影響車輛的正常通行。變形病害的主要成因是由于地基承載力不足或者是路基強度低。

圖1 路基沉陷

2.挖方邊坡病害

⑴崩塌

崩塌多見于坡度較陡的路塹邊坡，具有突發(fā)性，持續(xù)時間很短，會對路基帶來沖擊破壞，其嚴重程度取決于發(fā)生崩塌的土石方規(guī)模，規(guī)模越大所造成的破壞越嚴重，甚至?xí)?dǎo)致公路的通行能力完全喪失，造成交通中斷。崩塌發(fā)生的主要原因是邊坡受到自然因素的影響導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致部分坡體突然發(fā)生失穩(wěn)。

⑵滑坡

滑坡是一種常見的路基病害，在建設(shè)期及運營期內(nèi)均可能發(fā)生，會導(dǎo)致公路結(jié)構(gòu)的破壞而發(fā)生失穩(wěn)。滑坡病害的形成及發(fā)展是一個緩慢的過程，有著足夠的時間進行治理。根據(jù)形成機理的不同可將滑坡分為牽引式與推移式兩種，其中牽引式是由于坡腳處的巖土體發(fā)生破壞，引發(fā)邊坡的整體失穩(wěn)，其形成機理是由于坡腳失穩(wěn)導(dǎo)致抗滑力不足；推移式滑坡坡體發(fā)生變形的順序是由上至下的，上部巖土體由于下滑力過大先發(fā)生破壞，最終導(dǎo)致邊坡的失穩(wěn)破壞。

路面病害成因研究

瀝青路面基于其施工方便、可快速開放交通等特點，在公路工程中具有廣泛的應(yīng)用，本文選擇瀝青路面為研究對象。

常見的瀝青路面病害有裂縫、坑槽、車轍等，這些病害若不及時進行治理，就會進一步的加重，帶來嚴重的后果。

1.裂縫

根據(jù)擴展方向及形狀的不同，可將路面裂縫分為橫向裂縫、縱向裂縫以及網(wǎng)狀裂縫，如圖2所示。其中橫向裂縫與行車方向相垂直，是由于瀝青路面材料因溫度變化而出現(xiàn)不同程度的收縮所導(dǎo)致的，在車輛荷載與水的作用下，裂縫會進一步的發(fā)展，直至貫穿整個路面。縱向裂縫與行車方向一致，其成因較為復(fù)雜，通常認為是由于路基壓實不到位所導(dǎo)致的，縱向裂縫若不及時治理，可能會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致路基結(jié)構(gòu)的整體破壞。網(wǎng)狀裂縫即龜裂，多出現(xiàn)在老路面中，由于養(yǎng)護工作不到位，路面所出現(xiàn)的橫向裂縫與縱向裂縫相互之間交錯分割，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)完全被破壞，網(wǎng)狀裂縫所出現(xiàn)的部位通常伴隨著路基的嚴重破壞。

圖2 橫向裂縫

2.坑槽

若網(wǎng)狀裂病害縫繼續(xù)加深就會導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)骨料分離，加之不斷地受到車輛荷載的沖擊，造成路面結(jié)構(gòu)骨料的缺失，形成坑槽。當路面出現(xiàn)坑槽病害之后，遇到降雨時容易出現(xiàn)積水，瀝青混合料受到水的侵蝕導(dǎo)致骨料與瀝青之間的粘結(jié)強度降低，骨料發(fā)生剝落，導(dǎo)坑槽不斷變大。而且積水還會順著坑槽滲入路基，導(dǎo)致路基強度降低，會進一步導(dǎo)致坑槽變大。

3.車轍

瀝青路面作為一種柔性結(jié)構(gòu)，當受到車輛荷載作用時會發(fā)生局部彈性變形，通常會隨著荷載的消失而恢復(fù)。若受到的荷載過大時，這種局部彈性變形則會變?yōu)樗苄宰冃尾l(fā)生累計而形成車轍。根據(jù)變形原因的不同，可將車轍分為結(jié)構(gòu)性、失穩(wěn)性以及磨耗性三種。

路基路面病害治理措施

路基病害治理措施

路基病害的防治要從建設(shè)期與運營期兩方面入手。建設(shè)期間的重點是做好施工質(zhì)量控制，運營期則是要做好養(yǎng)護工作。做好施工質(zhì)量控制主要有以下幾方面的措施：①提高地基承載力，對原地面清表之后需要進行重型壓實以確保其壓實度滿足要求，對于承載力不滿足要求的地基要采取加固措施，如強夯、換填與復(fù)合地基等；②確保新老路基與填挖交界路基的搭接質(zhì)量，有效預(yù)防縱向裂縫的出現(xiàn)，通常采用開挖臺階增加路基搭接面積，鋪設(shè)土工格柵提高搭接質(zhì)量等措施；③提高路基強度及壓實度，嚴格把控路基填料，按照路基試驗段所確定的參數(shù)進行路基壓實；④做好邊坡防護工作，在路基開挖階段避免對邊坡造成擾動，做好坡面防護及防排水工作，減小坡面受到的沖刷。運營期間的路基病害防治措施主要是要做好巡查及日常養(yǎng)護工作，及時處治發(fā)現(xiàn)的病害，避免病害的進一步加重而帶來嚴重的后果。

路面病害治理措施

1.路面裂縫治理措施

路面裂縫病害的治理要及時，并采取針對性的措施進行，若任其發(fā)展會帶來嚴重的后果。對于寬度較小的裂縫，治理原則是將裂縫及時封閉，防止其進一步發(fā)展，還能夠有效地隔絕路面水，避免其順著裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，對路基造成嚴重的破壞，常用的措施是采用瀝青進行灌縫、采用防裂貼封閉裂縫、刷涂環(huán)氧密封膠。若裂縫寬度較大，則需要采用修補材料對裂縫進行治理，根據(jù)實際情況選擇開槽法或者不開槽法進行，需要注意的是若裂縫下部的基層與路基部分出現(xiàn)破壞時必須將其全部挖除并進行回填壓實之后方可進行路面裂縫的修補工作。

對于網(wǎng)狀裂縫，灌縫處理方法不適用，必須將破碎部分的路面全部挖除之后重新攤鋪新路面，在攤鋪新路面之前需要先檢查下部結(jié)構(gòu)，發(fā)生破壞的部分必須全部清理重新施工。

2.路面坑槽治理措施

路面坑槽處治的首要工作是將坑槽及其周邊已發(fā)生松散的路面結(jié)構(gòu)全部挖除，修補范圍必須大于坑槽面積，將坑槽范圍開挖為矩形，其輪廓線要與路面中心線方向一致。若交通壓力大，無法長時間封閉交通時，可采用冷瀝青混合料進行坑槽修補，以便快速開放交通。在進行修補之前還需要對路面基層結(jié)構(gòu)進行處理，如噴灑乳化瀝青等，以增強與修補路面之間的粘結(jié)強度。若坑槽深度較大時，修補所用的瀝青混合料必須進行分層碾壓，確保其壓實度滿足要求。

3.路面車轍治理措施

輕微車轍可不進行處理，若車轍較嚴重，可采用銑刨機對其進行銑刨，開放交通一段時間之后如果未出現(xiàn)病害則可不進行進一步的處治。烘烤處理適用于長度短、深度淺的車轍，耙松路面之后并摻入新的混合料一并進行碾壓。若車轍有嚴重的橫向推移現(xiàn)象或者深度大，需要將破壞的路面清除并進行拉毛之后重新攤鋪。需要注意的是若車轍位置下部結(jié)構(gòu)被破壞，必須將其清除并補強之后才可對車轍進行修復(fù)。

結(jié)語

公路由于其自身原因，在運營期受到外界因素的影響，會導(dǎo)致路基路面出現(xiàn)一些病害。這些病害會給行車安全帶來影響，導(dǎo)致養(yǎng)護工作的投入加大，甚至?xí)韲乐氐钠茐膶?dǎo)致公路使用壽命縮短。本文通過對路基路面常見病害的成因進行研究，并針對性的提出了一些治理措施，能夠?qū)仿坊访娌『Φ姆乐喂ぷ魈峁┮恍┙ㄗh與參考。