公路路面病害修復研究

鄭家偉

（成武縣公路事業發展中心，山東 成武 274200）

1 引言

公路路面病害是指在公路使用過程中因受到交通載荷、氣候變化和自然因素等影響而產生的各種損壞和破壞，這些病害會對公路的正常使用和車輛的行駛安全都產生了嚴重的影響。常見的公路路面病害包括裂縫、坑洞、起伏不平、鼓包和沉降等，上述病害不僅會影響公路的使用壽命和質量，還對經濟和社會發展產生了負面影響[1]。故加強對公路路面病害修復技術的研究可以有效延長公路的使用壽命，提高公路的交通安全性和舒適性。按照公路路面病害類型分類，可將其劃分包括裂縫、坑洞、鼓包等結構病害以及起伏不平、滑移等的功能病害，兩種病害類型會對公路路面的結構強度、使用功能造成影響。材料老化、施工質量不良、汽車交通荷載等因素都會導致公路路面病害問題的產生。常見的路面病害修復方法包括補丁修復、覆蓋修復和整體修復等，此外一些如冷再生和溫熱再生等新生修復技術也具有一定的應用前景[2]。因其病害面積以及病害類型差異，故其修復方式也有所差異，且在實際公路工程應用過程中，還需要考慮經濟性、修復效果和施工難度。選擇適當的修復方法對于公路路面的使用壽命和質量至關重要，本文對公路路面病害問題進行分析，以期針對不同類型的病害修復方案提供依據和參考。

2 公路路面病害修復的重要性及存在的問題

公路路面病害治理作為道路維護保養的重要方面，其是延長道路使用壽命以及保證道路行駛安全的重要內容，若得不到及時治理，則會進一步加速道路的損壞和老化，進而導致一系列道路出行隱患。公路路面病害的成因可以歸結為交通載荷、氣候變化和自然因素3 個方面，其中交通載荷為主要的原因，車輛的重量和行駛速度會對路面產生壓力和摩擦力，同時溫度及濕度等氣候變化因素也會導致路面材料的膨脹和收縮，從而引起裂縫和鼓包等病害。公路路面病害修復是保持道路安全和舒適的重要環節[3]。然而，目前在公路路面病害修復領域存在諸多問題。修復方法多樣但缺乏系統的科學依據和標準，且現有的修復技術和材料無法滿足不同病害類型和程度的修復需求，其次有效質量控制手段的缺乏也難以對修復效果進行較為準確的評估。因此，有必要開展公路路面病害修復的研究，以提出科學的修復方法和標準，改進修復技術和材料，建立有效的質量控制體系，從而可以保障公路路面病害的可靠修復。

3 公路路面病害修復方法探究

交通的發展和城市化進程的加快使得公路這一交通運輸形式的發展重要性日益凸顯。常見的公路路面病害類型包括裂縫、坑槽、沉陷、泛油等，不同成因的路面病害類型會對道路產生不同的影響。對于公路路面病害修復研究方法，實地調查、試驗研究和數據分析等較為常見。對實際公路路面病害情況進行實地調查能較好地掌握第一手資料，進而了解公路路面病害情況和相關的特點。為更好地對公路路面病害類型進行識別修復研究，選取某高速公路路面進行病害分析與修復研究。該高速公路自建成通車以來年限已超10 年，路面出現了嚴重的裂縫病害問題，包括橫縱裂縫等，且路面瀝青老化較為嚴重。為更好地對該公路路面的使用情況及性能進行評估，首先對該公路路面進行技術狀況指標分析，其指標結果如圖1 所示。

圖1 支線道路的技術狀況指標對比圖

從圖1 中可以看出的是，該公路的路面質量指數值從2016 年的94 分變化到2021 年的86 分，衰減率更是超過了5%，其中表現尤為明顯的是路面損傷狀況指數，路面損害的指標分值從2016 年的93 分變化到2021 年71 分。隨后對該道路的分車道進行檢測分析，進而對其上行車道和下行車道進行損壞狀況進行評定，其結果如圖2 所示。

圖2 上行車道和下行車道損壞得分狀況

圖2 表明，該車道在上行方向和下行方向上的平均損壞分值分別為70.56 分和74.03 分，其中上行方向的行車道和超車道均超過了65 分和70 分。支線道路路面破損嚴重，且實際勘察結果表明該公路主要路面病害類型表現為塊狀裂縫、橫縱向裂縫以及沉陷等。依據JTG 5421—2018《公路瀝青路面養護設計規范》可知，該路面技術狀況指數數據表明需對該支線上行方向全線以及下行方向部分路段進行治理修復。塊狀裂縫一般發生在路面的表面層，大部分是行車碾壓而導致的疲勞裂縫，在降雨天氣下易產生坑槽等病害。縱向裂縫多發生在行車道的軌跡帶位置，行車荷載情況會對其造成一定的影響，橫向裂縫的間距多在20~40 m，具有不同程度的發生，個別橫向裂縫還伴有啃邊、沉陷現象。圖3 為其病害類型情況。

在對該路面病害進行芯樣鉆取以進行上面層材料性能評價分析時，發現該公路路面的瀝青針入度和延度分別為26.0 cm和1.0 cm，其數值均低于標準值，表明其瀝青表面層已出現明顯的老化現象，粗集料和細集料通過率分別略高于和略低于原設計級配通過率。故設計該道路路面修復方案，即對于支線道路范圍內未挖補路段進行補挖處理，并回填改性瀝青混凝土，布設改性瀝青防水層。對于橫縱裂縫以及塊裂部分則先對其進行了4 cm 的銑刨，后按照改性瀝青防水層+改性瀝青混凝土+改性瀝青防水層進行鋪設，松散路段則需先進行注漿處理后進行補挖處理。

4 公路路面病害修復應對措施

4.1 路面病害分類及評估

路面病害類型的多樣性以及區域差異使得公路路面病害修復措施有所不同，故加強對路面病害的分類與評估是制定修復措施的重要前提，可將路面病害按照各種因素進行劃分，如損壞的類型、程度、位置等。評估可以通過目視檢查、測量、使用特定設備等方式對路面病害進行診斷與評價，以確定修復方案的優先級和方法。在路面病害分類與評估的研究中，可使用目視檢查的方法，通過觀察路面的情況來判斷病害類型和程度，如裂縫和坑洼。其次，可借助測量工具來進行路面病害評估，如使用激光掃描儀或測量儀器進行精確測量。化學分析和材料測試等方法的應用也可確定病害形成的原因和材料性能。在公路路面病害修復中，要綜合運用這些方法進行全面的分類和評估。

4.2 因地制宜設計修復方案

在路面病害修復方案設計時，首先需要采集公路路面病害的數據，包括病害類型、面積和深度等信息。隨后使用專業的軟件工具來分析這些數據，以確定最適合的修復方法。在設計修復方案時，還需要考慮到路面使用環境、交通流量和預算等因素，以確保修復方案的可行性和經濟性。在修復方案制訂時也可借助不同類型的材料來設計，根據所面臨的具體病害類型和程度，可以選擇使用瀝青、水泥或其他特殊路面材料進行修復。例如，對于龜裂的路面，可以采用瀝青補丁材料填充裂縫，并使用壓路機將其壓實。對于坑洼的路面，可以使用水泥砂漿或其他特殊的修補材料進行填補。同時，修復方案還需要考慮到材料的可獲得性、耐久性、成本以及對環境的影響，確保修復工作的質量和持久性，可以借助全生命周期成本分析方法對其病害修復工程的經濟性和環境影響進行分析，進而制訂出具有針對性且有效滿足效益要求的修復方案。

4.3 修復材料與技術選擇

在公路路面病害修復研究中，選擇適合的修復材料和技術至關重要。其中瀝青是一種常用的修復材料，其具有較好的黏附性和抗腐蝕性，適用于修補裂縫和孔洞。水泥混凝土適用于較大的路面破損區域，如凹坑修復。聚合物材料是一種新興的修復材料，具有較高的抗老化性能和黏附性，適用于各種病害類型的修復。在技術選擇上，需要考慮修復工藝、施工難度、修復效果等方面，確保選擇的修復技術能夠有效修復病害并延長路面的使用壽命。要注重可持續性，選擇對環境影響較小的材料和技術，以降低資源消耗和環境污染，也可通過試驗評估修復材料的性能，包括強度、耐久性、抗裂性等，進而檢驗其實踐應用效果。且對于路面的裂縫修復，填充劑材料的使用能較好地填補裂縫并加強路面的穩定性，不同病害類型修復所需要的成本和時間有所不同，故在進行實際修復時應依據其類型選擇合適的修復手段。同時高質量的修復材料和工藝可以延長路面的使用壽命，提高公路的安全性和可靠性，減少多次工程返修情況。

4.4 路面病害實時監測

首先，在公路路面存在病害的特定區域設置了實時監測點，這些點被精確地選定，以便能夠全面了解病害的類型、嚴重程度和演化過程。其次，可采用了先進的技術工具，如高清攝像機和無人機，對病害和修復過程進行實時監測和記錄，在提高監測效率和精度的同時還能對路面情況進行細節捕捉。最后，定期的現場實地調查也能檢查和記錄路面病害修復的效果和成果。定期的巡檢和維護可以及時發現和修復病害，避免病害擴大和加重，故有關公路管理部門在病害修復工作中需要建立健全的管理機制和規范的維護流程。在不同病害區域使用不同的修復材料和工藝，對比不同方案的綜合性能和經濟性，并選擇最佳的修復方案，才能顯著提高公路路面的耐久性和可靠性。

5 結語

公路路面病害識別及養護工作是一個長期且復雜的內容，對路況病害問題進行嚴格排查，并與實際情況相結合，根據公路個體差異提出具有針對性的治理方案，并保證落實工作，才能有效保證工程質量和修復方案的有效性。同時在未來的公路路面病害修復上，選擇新型修復材料，借助智能化技術和大數據提高修復效率技術，探索更為環保和可持續的修復方法，加強不同學科之間的合作交流來共同應對路面病害修復問題，是提高公路路面病害修復質量和效果的重要發展內容。