何樺清

（核工業(yè)西南建設(shè)集團(tuán)有限公司，四川成都 610051）

0 引言

裂縫、塌陷、車轍等路面病害不僅會(huì)對路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，還會(huì)降低公路的使用安全性。為有效提高高速公路工程病害養(yǎng)護(hù)治理成效，保證工程質(zhì)量，在介紹常見病害及成因的基礎(chǔ)上，針對各類病害提出具體的防治對策。

1 高速公路路面常見病害類型與成因

1.1 路面開裂病害

高速公路路面在使用一段時(shí)間后，容易出現(xiàn)裂縫，這類表面病害在初期對公路使用性能的影響較小，但如果長期未得到有效處理，會(huì)破壞路面路基結(jié)構(gòu)，加劇病害程度，從而增加維修難度，甚至構(gòu)成安全隱患。路面開裂病害的產(chǎn)生原因主要如下：

第一，在高速公路建設(shè)階段，若設(shè)計(jì)的路面厚度或結(jié)構(gòu)形式不合理，會(huì)導(dǎo)致路面的承載性能不達(dá)標(biāo)，在反復(fù)的車輛荷載作用下便容易導(dǎo)致開裂問題。

第二，在施工過程中未嚴(yán)格按照施工要求規(guī)范操作，如瀝青混凝土配合比不合理、攤鋪溫度控制不嚴(yán)、壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)等，都會(huì)導(dǎo)致路面性能無法滿足施工要求，在使用過程中更容易出現(xiàn)開裂問題。

第三，高速公路運(yùn)行期間，車輛頻繁往來不僅會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)荷載，而且車輛通行呈快速、動(dòng)態(tài)模式，輪胎泵吸作用會(huì)導(dǎo)致基層結(jié)構(gòu)受損。加之氣候、環(huán)境影響，日積月累，基層破壞問題會(huì)逐漸加劇，呈破碎和松散狀態(tài)，路面病害表現(xiàn)為龜裂或網(wǎng)裂。

第四，縱向裂縫。地基和填土之間存在橫向不均勻性，降雨后路表水向下滲透并積聚在地基中，侵蝕地基，進(jìn)而導(dǎo)致路面出現(xiàn)短而細(xì)的縱向裂縫。此外，路基局部壓實(shí)度偏低，在車輛荷載作用下發(fā)生不均勻沉降，降低路面穩(wěn)定性，也會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫[1]。

1.2 坑槽病害

坑槽現(xiàn)象是指路面骨料局部脫落而形成的路面坑洼，此類病害在瀝青路面中較為常見，且危害性較大，產(chǎn)生原因如下：

瀝青路面的透水性較高，在降水豐富、潮濕的地區(qū)，雨水更容易侵入路面結(jié)構(gòu)，雨水的長期浸潤會(huì)逐步侵蝕混合料，進(jìn)而降低路面的承載性，同時(shí)在車輛荷載的反復(fù)作用下，會(huì)進(jìn)一步破壞混合料的穩(wěn)定性，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)松散、瀝青路面面層剝落，進(jìn)而出現(xiàn)凹陷。隨著被車輛帶走的碎石等越來越多，路面的凹陷情況會(huì)越來越嚴(yán)重。

1.3 松散病害

松散類病害也是較為常見的高速公路路面病害之一，會(huì)影響路面的密實(shí)度，進(jìn)而加劇路面積水問題，引發(fā)更為嚴(yán)重的病害，降低路面質(zhì)量和整體承載能力，甚至可能導(dǎo)致路面出現(xiàn)明顯的斷裂情況[2]。高速公路路面松散的原因較多，以瀝青路面為例，主要原因如下：

第一，高速公路路面施工對瀝青混合料的溫度有嚴(yán)格要求，若混合料運(yùn)輸過程中未采取有效保溫措施，致使混合料到現(xiàn)場時(shí)溫度過低，或混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后未及時(shí)攤鋪，導(dǎo)致溫度降至攤鋪標(biāo)準(zhǔn)以下，會(huì)影響路面質(zhì)量，在后續(xù)使用過程中容易出現(xiàn)松散病害。

第二，瀝青混合料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，如配合比不合理、含泥量過高、集料偏潮濕，以及攪拌過度，導(dǎo)致黏結(jié)性降低等。

第三，施工過程中存在不規(guī)范行為，如雨天施工導(dǎo)致混合料中水分過多，降低瀝青混合料的黏結(jié)力，進(jìn)而導(dǎo)致路面松散。此外，環(huán)境溫度過低，低溫施工導(dǎo)致路面成型效果不佳，使得公路運(yùn)營期間路面結(jié)構(gòu)材料易脫落，出現(xiàn)松散病害[3]。

1.4 塌陷病害

高速公路路面出現(xiàn)塌陷病害，會(huì)導(dǎo)致公路整體穩(wěn)定性和安全性下降，如果沒有及時(shí)治理，塌陷范圍會(huì)逐步擴(kuò)大，可能直接導(dǎo)致高速公路某些路段無法使用，需要全封閉進(jìn)行維修，且維修周期較長、成本較高。高速公路瀝青路面塌陷病害成因主要如下：

第一，在高速公路使用過程中，路基強(qiáng)度會(huì)逐步下降，低于設(shè)計(jì)要求時(shí)公路將難以承受自然因素和車輛荷載的作用，早期可能出現(xiàn)不明顯的沉陷現(xiàn)象，但長時(shí)間受外力持續(xù)作用和下方土體流動(dòng)的影響，路面沉陷情況會(huì)加劇，進(jìn)而出現(xiàn)大面積塌陷問題。

第二，高速公路與橋梁銜接段容易出現(xiàn)不均勻沉降問題，即剛性橋臺(tái)結(jié)構(gòu)與柔性路堤連接部位失穩(wěn)下沉，在填土自重和車輛荷載的影響下，下沉問題逐步加劇則會(huì)出現(xiàn)沉陷病害。

第三，填方路基發(fā)生不均勻沉降，也可能導(dǎo)致路面大面積塌陷[4]。

1.5 車轍病害

高速公路路面車轍病害主要與車輛荷載有關(guān)，表現(xiàn)為沿車輛行駛方向出現(xiàn)帶狀凹槽，這類凹槽不僅導(dǎo)致容易積水，擴(kuò)大病害，還會(huì)降低路面的平整度，進(jìn)而影響行車舒適性和安全感（見圖1）。這種病害如果不能及時(shí)處理，會(huì)出現(xiàn)更大的受損面。高速公路路面車轍病害成因如下：

圖1 公路路面車轍

根據(jù)車轍的類型，結(jié)構(gòu)型車轍是路面基層或路基結(jié)構(gòu)變形反射至路面所致；失穩(wěn)型車轍是路面結(jié)構(gòu)混合料橫向位移流動(dòng)所致；磨耗型車轍是路面在車輛輪胎反復(fù)磨耗所致。

高速公路路面施工過程中，混合料中的細(xì)集料偏多、瀝青用量過多均會(huì)影響瀝青混合料的熱穩(wěn)定性，路面使用過程中容易出現(xiàn)車轍；路面施工時(shí)碾壓不充分、壓實(shí)度不合格，也容易引發(fā)路面車轍病害。

2 高速公路路面常見病害養(yǎng)護(hù)治理技術(shù)

2.1 路面開裂病害養(yǎng)護(hù)治理

檢查公路基層強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，若不合格，需要鏟除不合格段，重新施工，以提高高速公路整體強(qiáng)度。若基層強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，可進(jìn)行面層修復(fù)，根據(jù)開裂的具體情況進(jìn)行針對性的處理。

首先，若縫寬≤5mm，需要先切割、打磨、清掃開裂處，再用空氣壓縮機(jī)將裂縫中的碎石碎渣清理干凈。其次，進(jìn)行乳化瀝青稀漿封層。從縫的一端向另一端注入乳化瀝青，將裂縫完全填充后，填入過篩處理的細(xì)砂或石屑。最后，養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，待封層凝固進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，合格后可恢復(fù)交通。

若縫寬＞5mm，需要先用切割機(jī)切割裂縫破損邊緣，修整至規(guī)則狀態(tài)，再向修整部位分層填筑、壓實(shí)熱拌瀝青混合料。

此外，改性瀝青薄層罩面修補(bǔ)技術(shù)也可有效預(yù)防和處理瀝青路面表層開裂問題。改性瀝青薄層罩面結(jié)構(gòu)層雖然較薄，但與路面黏結(jié)更緊密，且改性瀝青材料具有較好的防滑、抗裂、降噪、防水性能，可以有效提升高速公路的使用性能[5]。

不同的裂縫修復(fù)處理技術(shù)操作難度不同，所需的人力、物力成本存在一定的差異，修復(fù)效果的維持時(shí)間也不同。不同修復(fù)處理技術(shù)應(yīng)用對比如表1 所示。

表1 不同修復(fù)處理技術(shù)應(yīng)用對比

2.2 坑槽病害養(yǎng)護(hù)治理

對于高速公路路面坑槽病害，可采用以下治理方式：

第一，熱料修補(bǔ)法。首先，根據(jù)坑槽的實(shí)際尺寸確定開槽控制線。其次，根據(jù)開槽控制線進(jìn)行開槽處理，并將開槽產(chǎn)生的各種殘?jiān)謇砀蓛?。最后，將清理后的槽壁和槽底均勻涂刷黏結(jié)瀝青，并選取與原路面結(jié)構(gòu)材料級配一致的混合料進(jìn)行填補(bǔ)，根據(jù)坑槽深度分層填補(bǔ)并壓實(shí)。

第二，冷料修補(bǔ)法。同熱料修補(bǔ)法的工藝流程大致相同，均涉及清理、涂刷、填料、壓實(shí)等關(guān)鍵步驟。區(qū)別在于，涂刷黏結(jié)瀝青后，冷料修補(bǔ)法按1.1～1.3的松鋪系數(shù)填筑常溫混合料并壓實(shí)，待修補(bǔ)部位平整且密實(shí)方可開放交通。

2.3 松散病害養(yǎng)護(hù)治理

高速公路路面出現(xiàn)松散類病害時(shí)，需要先檢查病害的具體情況，如面積、松散程度等，并進(jìn)行針對性的處理。

第一，處理麻面病害時(shí)，應(yīng)先對松散部位進(jìn)行清理，露出完整的麻面病害養(yǎng)護(hù)范圍表層。待清理好的路面干燥后，根據(jù)麻面范圍，采取不同的治理方式。當(dāng)麻面面積較大時(shí)，可先灑一層石油瀝青（0.4kg/m），再撒3～8mm 嵌縫料，確保厚度適當(dāng)、均勻。撒料后，及時(shí)碾壓成型。對于小面積麻面，可用鬃刷或小灑布機(jī)薄灑一層油料，再撒布細(xì)嵌縫料（米石子或粗砂），撒布均勻后壓實(shí)即可。

第二，處理啃邊松散病害時(shí)，可直接切除啃邊病害部位，利用碎石、瀝青混凝土等對切除部位進(jìn)行修補(bǔ)，同時(shí)做好后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作，以提高高速公路路面平整度，并延長公路使用壽命。

2.4 塌陷病害養(yǎng)護(hù)治理

高速公路路面塌陷病害的養(yǎng)護(hù)治理方式較多，為提高治理效果，需要根據(jù)路面的塌陷程度采取針對性的措施。路面局部沉陷且有裂縫時(shí)，可先清理沉陷部位的雜物，再均勻涂刷黏結(jié)瀝青，填充瀝青混合料并壓實(shí)；當(dāng)塌陷較為嚴(yán)重，深入路面下層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基層結(jié)構(gòu)受損時(shí)，需要先治理基層，再按原路面面層結(jié)構(gòu)的施工要求重新施作面層[6]。

由于高速公路路基塌陷主要是環(huán)境與外力因素造成的，因此需要根據(jù)高速公路路基邊坡情況與承載能力進(jìn)行相關(guān)的防治養(yǎng)護(hù)工作。例如，為避免因水流導(dǎo)致邊坡坍塌病害，可在路基邊坡周邊設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu)，并完善此處的排水系統(tǒng)，以便將水流引向他處。對于外力作用導(dǎo)致的塌陷，可采用種植植物和鋪設(shè)塊石等方式，以提高高速公路路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體承載能力，從而有效避免塌陷病害。

2.5 車轍病害養(yǎng)護(hù)治理

對于車轍病害，需要根據(jù)具體的車轍類型采取針對性的處理措施。由于結(jié)構(gòu)型和失穩(wěn)型車轍對路面造成的損害較大，處理時(shí)不能只進(jìn)行表面處理，而是要先銑刨再重鋪，完全去除存在車轍部分的面層，并檢查基層質(zhì)量，如果基層也存在問題，要先修復(fù)基層，再重鋪面層[7]。

由于磨耗型車轍是車輛長期行駛對路面造成摩擦而產(chǎn)生的，一般沒有深入路面結(jié)構(gòu)層，因此可采用表面修復(fù)治理方法。治理時(shí)，需要先將路面磨損處清理干凈，之后在表層均勻地鋪灑一層乳化瀝青修補(bǔ)車轍，并形成一層保護(hù)層，有效預(yù)防其他病害。

3 結(jié)語

綜上所述，高速公路會(huì)因施工材料、施工工藝、施工環(huán)境、車輛荷載、環(huán)境因素等影響出現(xiàn)路面開裂、坑槽、車轍等病害，若不重視這些病害，病害將持續(xù)擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致高速公路無法正常運(yùn)營，不僅會(huì)增加線路交通壓力，還會(huì)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，從保障高速公路通行安全和提高經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，必須積極治理高速公路病害。為確保高速公路路面病害養(yǎng)護(hù)治理成效，需要對病害類型與成因進(jìn)行深入分析，并采取針對性的養(yǎng)護(hù)治理技術(shù)，從而提升高速公路運(yùn)營質(zhì)量。