高速公路路面病害原因及處理方法分析

袁銘

本文從實(shí)際角度出發(fā)，首先對(duì)高速公路路面病害類型進(jìn)行分析，然后側(cè)重分析各類高速公路路面病害產(chǎn)生的原因，最后分析具體的處理舉措，希望借此進(jìn)一步的提升高速公路路面施工質(zhì)量和水平，全面推動(dòng)國(guó)內(nèi)高速公路行業(yè)領(lǐng)域更好更優(yōu)的發(fā)展。

高速公路是當(dāng)前交通運(yùn)輸中的重要組成部分，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了十分關(guān)鍵的作用。高速公路項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段，總會(huì)滋生這樣、那樣的病害問(wèn)題，該類問(wèn)題出現(xiàn)勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重阻礙高速公路事業(yè)發(fā)展，也會(huì)對(duì)其正常運(yùn)營(yíng)和使用產(chǎn)生阻礙，間接性的影響國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

一、高速公路路面病害原因概述

高速公路路面病害類型和原因可謂多種多樣，從最開始的設(shè)計(jì)建造問(wèn)題，直至后期運(yùn)營(yíng)使用中養(yǎng)護(hù)不到位問(wèn)題等，均會(huì)產(chǎn)生公路病害。高速公路路面設(shè)計(jì)創(chuàng)新不足，總是采用以往半剛性基層混凝土結(jié)構(gòu)參與設(shè)計(jì)，強(qiáng)基薄面的現(xiàn)象未曾發(fā)生變更。如此設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)理念有悖與當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下的若干需求，國(guó)民用車數(shù)量與日俱增，再加上車輛軸載有所增加，以往路面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不能滿足當(dāng)前需求，公路使用壽命降低。還有就是設(shè)計(jì)過(guò)程中各類因素未能考慮妥當(dāng)，排水質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，一經(jīng)降水必然積水，這樣就會(huì)造成大范圍的水破壞情況出現(xiàn)。地區(qū)不同，土質(zhì)自然不同，很多高速公路工程項(xiàng)目建設(shè)期間，都沒(méi)有側(cè)重分析地區(qū)自然環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)材料備受環(huán)境影響，使得高速公路成品的實(shí)用性大大降低。

1.高速公路路面病害的類型

首先是裂縫類的公路病害，以龜裂和不規(guī)則裂縫以及橫縱向裂縫為主；其次是松散類的公路病害，以坑槽、麻面以及脫皮啃邊等為主；其次是變形類公路病害，以沉陷和車轍以及擁抱波浪等為主；最后是其他類型的路面病害，囊括了凍脹和翻漿以及泛油等諸多情況。

2.高速公路路面病害滋生原因分析

（1）裂縫類病害

首先，在裂縫類路面病害中，路面龜裂主要是因?yàn)槁访嬲w強(qiáng)度低下所致，路面基層軟化且穩(wěn)定性嚴(yán)重不足，這是導(dǎo)致路面脆化的主要原因。

其次，縱裂的原因有很多，第一是因?yàn)槁坊鶋簩?shí)度不均勻以及路面沉降不均勻造成；第二是瀝青面層分幅攤鋪過(guò)程中，雙幅接茬處理不到位，行車荷載量過(guò)大，繼而出現(xiàn)縱縫；第三是車轍邊緣荷載不均勻所致；第四是公路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中基層處理以振碾為主，和之前基層剛性不協(xié)調(diào)；第五是新舊路面施工中的粘結(jié)效果差。

再者，橫裂病害原因，荷載性裂縫主要是因?yàn)檐囕v嚴(yán)重超載，最后造成瀝青面層、半剛性基層內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力，此時(shí)拉應(yīng)力超過(guò)疲勞強(qiáng)度，由此產(chǎn)生裂縫，而路面瀝青面層溫度收縮性裂縫以及基層反射性裂縫，二者歸屬于非荷載性裂縫范疇。

最后，瀝青混合料中，維系瀝青混合料勁度的關(guān)鍵在于瀝青自身勁度，混合料低溫勁度決定路面是否開裂，若是瀝青出現(xiàn)老化的情況，勁度越大的話，那么裂縫就會(huì)出現(xiàn)得越早。

（2）變形類病害

首先，車轍。車轍分為了結(jié)構(gòu)性車轍和流動(dòng)性車轍以及磨損性車轍、壓實(shí)不足型車轍四大類。之所以車轍會(huì)產(chǎn)生，主要是內(nèi)外因素交織綜合影響所致，內(nèi)因涵蓋了瀝青混合料以及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外因則涵蓋了施工要素和交通要素以及氣候條件要素等。關(guān)于瀝青混合料，防止車轍情況出現(xiàn)的辦法就是強(qiáng)化公路路面瀝青混合料的抗車轍能力，車轍的產(chǎn)生和瀝青黏度有著密不可分的關(guān)系，提升瀝青高溫黏度才能有效的規(guī)避車轍；車轍也受瀝青混合料厚度影響，厚度和車轍呈正比關(guān)系，面層越厚的話，車轍就會(huì)變得越嚴(yán)重；交通條件方面，重型載物汽車在主干道通行，速度緩慢且會(huì)因?yàn)閱屋S荷載過(guò)大而造成路面車轍；氣候條件方面，因?yàn)楦咚俟窞r青路面吸收熱量的能力很是強(qiáng)勁，當(dāng)氣候相對(duì)較高時(shí)，路面交通行車荷載反復(fù)，車轍最易出現(xiàn)；施工因素所致車轍出現(xiàn)不容忽視，因?yàn)槭┕ぶ袎簩?shí)度降低，孔隙率不達(dá)標(biāo)，這些都會(huì)造成車轍產(chǎn)生。

其次，沉陷。高速公路路面沉陷病害之所以出現(xiàn)，其一是因?yàn)楣仿坊痪鶆虺两邓拢^而出現(xiàn)局部沉陷，其二是因?yàn)槁访嫱粱突鶎咏Y(jié)構(gòu)被破壞，繼而出現(xiàn)路面沉陷問(wèn)題。

再者，擁包。因?yàn)槭┕み^(guò)程操作有誤，瀝青出現(xiàn)撒漏，這是導(dǎo)致路面擁包的主要成因；還有就是由于面層瀝青用量過(guò)多以及細(xì)料過(guò)于集中所致；另外一個(gè)主要原因就是由于基層問(wèn)題而造成路面擁包。

最后，波浪和搓板。該類路面病害主要是因?yàn)槊鎸訂?wèn)題導(dǎo)致，面層和基層之間的銜接不是很穩(wěn)定，這樣就會(huì)造成波浪和搓板出現(xiàn)，加之基層局部強(qiáng)度低下且穩(wěn)定性效果差，這些都是產(chǎn)生路面波浪和路面搓板的主要原因。

（3）松散類病害

首先，坑槽?？硬勐访娌『χ饕譃閴簩?shí)不足性坑槽和厚度不足類坑槽，前者是因?yàn)槭┕み^(guò)程中的混合料溫度過(guò)高，讓瀝青變得老化，瀝青粘結(jié)效果差且變得十分脆弱，在行車荷載下便會(huì)出現(xiàn)坑槽，還有就是因?yàn)榛旌狭蠝囟冗^(guò)低，在攤鋪的時(shí)候不能進(jìn)行均勻操作，壓實(shí)效果差，繼而造成坑槽的出現(xiàn)；后者是因?yàn)槁访嫔蠈泳植亢駥?shí)度不達(dá)標(biāo)，在道路行車作用下極易出現(xiàn)坑槽。

其次，麻面和松散。由于嵌縫料散失，繼而出現(xiàn)輕微路面麻面的情況；因?yàn)闉r青用量不足，亦或是低溫條件下就進(jìn)行施工，從而導(dǎo)致瀝青面層松散不堪；由于油溫太高，瀝青老化后便會(huì)失去粘結(jié)性效果，所以就會(huì)產(chǎn)生松散的情況；由于瀝青和酸性石料，這兩者間若是不能良好粘附，必將會(huì)導(dǎo)致松散；最后是因?yàn)榛鶎踊蛘呤峭粱浕隆?/p>

再者，脫皮。因?yàn)闉r青面層和上封層之前不能實(shí)現(xiàn)良好粘結(jié)，初期養(yǎng)護(hù)工作不到位也會(huì)造成脫皮，還有就是面層和基層由于粘結(jié)效果差，也會(huì)出現(xiàn)路面脫皮現(xiàn)象。

（4）其他類型病害

由破損和病害造成的路面修補(bǔ)損壞面積，路面破損和瀝青混合料要素以及路面設(shè)計(jì)因素，還有就是交通、氣候條件等因素，這些均是路面病害出現(xiàn)的主要影響因素。

二、高速公路路面病害解決方案分析

盡管反映高速公路路面豎向變向能力的彎沉值需要滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，但路面橫向裂縫、龜裂、車轍和擁包情況時(shí)有發(fā)生，會(huì)直接反映出路面抗拉能力不足和抗剪強(qiáng)度不夠，還有就是瀝青路面劣化和缺陷猶存。所以此時(shí)在進(jìn)行高速公路瀝青路面優(yōu)化時(shí)，要將路面破損情況以及彎沉度作為核心憑證，由此循序漸進(jìn)開展病害處理工作。

1.舊路面優(yōu)化

路面病害程度劃分，老路面坑槽、沉陷、龜裂病害，路面皮損嚴(yán)重且100m范圍內(nèi)修補(bǔ)面積＞15%額度的路面，路面橫向裂縫呈持續(xù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，間距＜15m的路段，路面松散、麻面、細(xì)集料剝離明顯的路線。以上情況中的每一類都屬于嚴(yán)重病害路段，若是沒(méi)有出現(xiàn)上述某一情況，那么一律視為輕微路面病害。

2.舊路面優(yōu)化方案

通過(guò)數(shù)次調(diào)查和分析可看出，路面病害情況反映出路面結(jié)構(gòu)劣變、缺陷嚴(yán)重，要通過(guò)一定的分析優(yōu)化，針對(duì)病害輕微路段，選擇銑刨（18-h）cm.h作為路面加鋪厚度，廠伴熱再生8cm，亦或是直接使用AC-25C粗粒式瀝青砼鋪筑，然后加鋪6cmAC-20C+4cmSMA-13處理模式。針對(duì)高速公路路面病害嚴(yán)重地段，首先是銑刨（18-h）cm，之后在此基礎(chǔ)上使用水穩(wěn)碎石來(lái)實(shí)施換填操作，在上面鋪設(shè)8cm廠伴熱再生瀝青混合材料。

其他類型處理方法中，主要是使用注水泥漿處理法來(lái)解決路基模量短缺問(wèn)題，使用高聚物注漿法來(lái)解決公路路基、基層的沉陷問(wèn)題。

3.其他說(shuō)明展示

由于判斷有失或不可抗力因素存在，高速公路表面病害嚴(yán)重路段，當(dāng)部分瀝青層銑刨操作后，要現(xiàn)場(chǎng)對(duì)公路基層情況予以綜合評(píng)定，使用彎沉檢測(cè)技術(shù)來(lái)操作檢測(cè)，查看是否滿足規(guī)定要求，保障基層的挖除工作和換填工作都做到位。當(dāng)基層挖除完成后，檢測(cè)公路路床彎沉情況，查看是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)未能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，就要對(duì)公路路床予以注水泥漿處理，亦或是選擇高聚物注漿施工方案。

由于具體樁號(hào)結(jié)構(gòu)厚度，相對(duì)來(lái)說(shuō)它的變化很大，舊公路改善銑刨期間，假設(shè)銑刨后剩余瀝青厚度只有2～3cm的狀態(tài)，要一并銑刨處理，從而達(dá)到薄弱基層削弱的主要目標(biāo)。

針對(duì)廠伴熱再生，此時(shí)可以使用AC-25C粗粒瀝青砼來(lái)做以代替，替換掉已達(dá)使用年限的材料，粗集料指標(biāo)失效，難以再回收二次使用。

高速公路路面病害解決，可以修補(bǔ)公路路面的病害，保障交通運(yùn)營(yíng)趨于正常，從而增加公路項(xiàng)目使用期限。假設(shè)不能及時(shí)有效地處理公路路面病害，那么就一定會(huì)給未來(lái)的交通安全埋下隱患。在進(jìn)行高速公路路面病害處理過(guò)程中，若想進(jìn)行有效的管理，一定要配備周期性的跟蹤檢測(cè)和正規(guī)化的信息評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，對(duì)病害進(jìn)行透徹分析后，找出問(wèn)題滋生誘因，如此方可實(shí)施有效的病害處理。在此期間務(wù)必要對(duì)公路路面予以全面檢查，采集好重要的價(jià)值性數(shù)據(jù)信息，之后創(chuàng)設(shè)龐大的入庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)，靈活使用信息技術(shù)，繼而及時(shí)擬定針對(duì)性處理方案。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)高速公路普遍存在的路面病害情況，要按照實(shí)際情況，創(chuàng)新施工技術(shù)和補(bǔ)救措施，及時(shí)有效的進(jìn)行路面病害整治，由此才能提升路面質(zhì)量，保障交通安全，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供支持。