高速公路路基路面早期水損害與防治技術探析

陳琛 吉世祖

海南中交高速公路投資建設有限公司，中國·海南 ?？?570000

1 引言

高速公路工程結構中，路基路面是重要的組成部分，其主要作用是防雪、防雨、防曬等，可以有效保護路基結構。路基路面施工保證質量，能夠確保后期道路投入使用之后獲得良好效果。如果投入使用之后有路基路面滲水、水損害的問題，就意味著工程存在質量問題，就要及時采取技術措施處理；否則，投入使用之后頻繁維修，操作煩瑣，不僅提高成本，而且無法獲得良好效果。如果道路路基路面的滲水、水損害情況非常嚴重，要認真修補，保證質量，否則對工程整體美觀度產生不良影響。所以，高速公路工程路基路面工程施工的過程中，做好水損害與防治技術是非常必要的[1]。論文的研究中，針對高速公路路基路面的水損害分析，明確產生水損害的原因，提出防治策略。

2 高速公路路基路面的水損害分析

在中國的經濟建設中，高速公路的意義重大，其對國家城市發展以及友好往來起到一定的促進作用，使得各個地區的城市實現共同繁榮，人們的出行更加便利而且安全。但是，中國高速公路建設中會受到諸多因素的影響而導致路基路面損壞，導致其使用壽命縮短，甚至嚴重威脅到交通安全，人們的生命財產無法保證。所以，需要嚴格控制路基路面水損害，保證高速公路質量。高速公路路基路面水損害有多種形式，其中具有典型意義的是填筑施工過程中土含水量非常大，路基壓實施工的時候容易翻漿，可能導致路基路面缺乏穩定性，如果長期使用就會坍塌。在填筑有較大含水量的情況下進行碾壓施工，當壓力已經超過規定標準的時候，土中的顆粒遭到破壞。由于土的周圍有水膜，如果壓力超過標準，破壞了水膜，就會有自由水形成，建成高速公路之后投入使用，加之雨水沖刷，就會導致水土流失，路基下面就會形成脫空，因此導致道路塌陷，存在安全隱患。

現在的高速公路建設中，瀝青是普遍應用的路面材料。但是，瀝青路面存在一個突出缺點，即很容易遭到水損害，因此導致坑槽、路面松散等現象，如果不能及時修復，水就會向地下繼續流，嚴重傷害高速公路地基，表面看不出異樣，事實上損害已經非常嚴重。在公路上有大量車行駛的時候，如果下面的結構在重力過大的情況下不能有效支撐，就會產生坍塌現象，地下結構被嚴重破壞，并因此導致交通事故。所以，要實施必要的路面保護，發現問題及時修復，保證公路質量。

高速公路使用混凝土路面，該材料的硬度強大，即便是很大的重力也能夠承受，用于現在的公路建設中意義重大?；炷谅访娉霈F水損害，主要是因為高速公路進行了坡度設計，路面不夠平整，道路低洼處路基及路面結構常處于飽水現象，強度降低，在汽車反復荷載作用下，易造成斷板、破碎板等嚴重后果。

混凝土有水損害現象的一個重要原因是：雨天時，雨水會滲入高速公路地基中，在不能及時排出的情況下，地基中的水飽和，高速公路長期使用，地基下面就會形成流動的泥土，產生脫空，導致坍塌，造成嚴重的交通事故。

3 高速公路路基路面出現水損害的原因

3.1 外在原因

高速公路路基路面出現水損害，其外在因素體現在三個方面，即自然因素的存在，由于水的問題導致水損害，交通荷載導致的水損害，具體如下：

其一，自然因素的存在。自然因素是客觀存在的，需要采取必要的預防措施。氣候環境對高速公路路基路面有一定的影響，尤其是降雨和空氣溫度，會嚴重影響高速公路質量。例如，在環境溫度比較高的情況下，路基路面的溫度也很高，此時如果大量降雨，路面溫度快速降低，路面溫度不斷變化，就會產生裂縫。此時，水流就會順著裂縫進入路基層，表現為水損害[2]。

其二，由于水的問題導致水損害。高速公路施工中使用的瀝青材料如果在潮濕環境中放置，或者直接接觸到水，就無法充分發揮瀝青性能，不能很好地粘合礦料，使得瀝青混合料不能保證很好的穩定性，強度也會有所降低，高速公路質量無法保證，因此導致的隱患使工程安全系數降低，導致水損害。

其三，交通荷載導致的水損害。交通荷載是導致水損害的直接原因，主要是車輛行駛中產生交通荷載會造成反復影響，瀝青材料與礦料之間在較高剪切力作用下就會被破壞，如果有降水，水流就會進入路基內部，受到動水壓力影響，就會發生水損害。

3.2 內在原因

當高速公路路基路面發生水損害的時候，造成這方面原因主要體現在三個方面：路面孔隙率不符合要求，對公路透水產生一定的影響；高速公路基層存在問題；路面結構存在問題，具體如下：

其一，路面孔隙率不符合要求，對公路透水產生一定的影響。通常而言，如果路面的孔隙率低于8%，即便有所增加也控制在15%以內，公路幾乎不會有水損害的問題，因為孔隙率不是很大，路面即便產生水流，也不會向公路的內部滲透[3]。在孔隙率比較大的情況下，水流就會進入空隙中并沿著內部的縫隙隨意流動，并不會對某一點施壓，所以通常不會發生水損害的問題。

如果路面的孔隙率超過8%，且控制在15%以內，水損害的發生率比較高，這個時候，路面的流水很容易深入路基內部，且受到荷載的影響導致很大的壓力，使得瀝青材料所具備的性能降低，因此導致路面損害[4]。

其二，高速公路基層存在問題。一些高速公路工程處于建設階段，其基層主要使用的材料是水泥穩定碎石，底基層控制強度與路面基層控制強度之間存在明顯不同，進行施工的過程中，底基層攤鋪施工所采用的是人工操作與平地機相結合的方式，路面基層施工完成。在此過程中，如果細料比較集中，或者無法保證局部板結質量，就會使得基層比較軟弱，無法達到規定指標。駕駛員開車在這種路面上行駛，路面結構破裂的概率非常高。如果正處于伏天，降水量比較大，水流就會快速下滲至路基、路面內部，就會產生路面翻漿的問題，這是水損害中比較典型的現象。

其三，路面結構存在問題。通常高速公路的基層透水性不夠好，基層使用的材料是水泥穩定碎石，面層采用的主要材料是瀝青混凝土，有著非常密實的結構。所以，在降水的情況下，水流就會進入結構層并存儲在這里，不能繼續下滲。這種情況不能解決，就會產生動水壓力，因此導致水損害[5]。

4 高速公路路基路面早期水損害與防治的策略

高速公路路基路面早期水損害必然影響工程質量的，這就需要采取科學有效的防治措施，即控制好路面表層級配，提高現場空隙率指數，改善瀝青混合料質量，落實全面的排水工作，具體如下。

4.1 控制好路面表層級配

高速公路路基路面施工過程中，施工人員要嚴格控制孔隙率，對于各種環境條件下孔隙率的變化情況要充分考慮。如果高速公路為日常使用，最好將孔隙率控制在4%左右，并充分考慮到高速公路的實際運營情況并予以調整[6]。膠粉比要超過0.8，但是控制在1.5以內。構造的深度要低于1mm，如果需要加大，就要相應地調整構造孔隙率。級配方面，通常高速公路表層面對于抗滑性有很高要求，所以采用抗滑表層級配，具體要根據實際情況確定。

4.2 提高現場空隙率指數

進入攤鋪施工環節，要嚴格控制現場的孔隙率指數，這直接關乎路基路面水損害發生率，也是提高抗損壞能力的關鍵[7]。所以，施工技術人員對于孔隙率指數要高度重視，進行攤鋪施工過程中，可以將改性瀝青加入其中，使得公路壓實度有所提高。對于碎石，可以將高溫混合料深入其空隙中，處于高溫環境下的瀝青融化。完成攤鋪施工之后，還需要實施碾壓密實處理，碎石受到壓力就會形成瀝青碎石。

4.3 改善瀝青混合料質量

施工中普遍使用瀝青混凝土材料，要保證其質量，施工人員可以向混合料中放入酸性集料，保證混合料表面有很好的抗滑性，而且各項指標符合規定標準。但是，需要認識到的重要一點就是瀝青與酸性集料之間很難粘附，對于這種情況要有效改善，就要向酸性集料中放入消石灰，以提高粘附性，混合料對于水損害有很好的抵抗性[8]。

4.4 落實全面的排水工作

從排水施工角度而言，要改善路面排水質量，需要施工技術部人員將路基路面結構滲水問題解決。具體的工作中，可以在基層與底基層施工過程中應用中粒式瀝青混凝土，同時還要將瀝青加設在基層上，其可以發揮封層的作用，還可以根據是要延伸，連接排水位置，即便表層有很大的孔隙率，但是水流下滲的速度非常快，而且短時間內排出[9]。

此外，將排水系統建立起來，保證排水的高質量和高效性，也就是建立分隔帶排水系統，彌補傳統排水系統存在的缺陷。具體的施工中，在基層底部使用水泥砂漿涂膜，厚度為2cm，并將土工布鋪設在上面。另外，還要根據實際需要設計排水溝、碎石盲溝、集水槽等，確保雨水全面排出，使得水損害發生概率控制在最低。

4.5 防水粘結層的施工

為了避免大雨對于高速公路路基工程造成的負面影響，就需要合理使用防水性材料，當工程竣工之后，路基路面具備隔水功能和排水功能，使其防水功能得以充分發揮，使得道路橋梁工程質量有保證，且延長使用壽命，要可以有效降低后期維修成本。高速公路路基路面工程施工過程中應用噴涂防水層技術，噴涂操作過程中，涂料是需要重點關注的，要使得該技術應用過程中獲得良好效果，不能直接使用涂料，而是要加入合適的添加劑，采用這種混合材料可以使得施工效果良好。對路基路面進行噴涂施工的過程中，要保證噴涂均勻，可以采用噴涂方式，也可以使用涂刷形式，具體的工作中要從實際情況出發詳細分析，采用科學可行的方法。在此過程中，選擇噴涂材料以及應用的時候要采用合適方法，保證技術操作到位，才能達到理想效果。當前各個行業綠色化方向發展，要更好地發揮環境保護價值，就需要選擇新型噴涂材料，發揮其環保功能，使整個工程施工具有環保性，提高防水層施工質量。

5 結語

通過上面的研究可以明確，高速公路工程進入路基路面施工環節，需要合理應用防水技術，對道路結構起到很好的保護作用，避免受到雨水或者雪水的侵蝕導致道路結構破壞，維護道路安全。高速公路路基路面防水施工中，要獲得良好效果，要控制好路面表層級配，提高現場空隙率指數，改善瀝青混合料質量，落實全面的排水工作，以獲得良好的路基路面防水效果，保證有效防水時間延長，車輛在道路上行駛提高安全度和舒適度。