高速公路路基路面病害特征及養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討

文 / 山東高速聊城發(fā)展有限公司 李征

近年來，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國公路建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速。高速公路是我國公路體系當(dāng)中非常重要的部分。但隨著高速公路建設(shè)工作的持續(xù)推進(jìn)，也面臨較為明顯的路基路面病害問題，比如裂縫、車轍、坑槽等。并且不同的病害問題，其特征有所不同。因此，本文以高速公路路基路面病害特征為切入點，分析相關(guān)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的實施要點，希望以此提高高速公路路基路面的質(zhì)量，保證行車安全，進(jìn)一步提高高速公路建設(shè)事業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

在國內(nèi)，高速公路路面結(jié)構(gòu)主要為瀝青路面，在交通量日益增加的基礎(chǔ)上，原來的設(shè)計和施工質(zhì)量難以使現(xiàn)有的交通量、車輛荷載得到有效滿足。同時，在高速公路使用年限不斷增加的背景下，高速公路路基路面易引發(fā)各類病害，諸如裂縫病害、車轍病害以及坑槽病害等。

為了使高速公路路基路面病害問題得到有效防治，進(jìn)一步提升高速公路行車的安全性，本文圍繞“高速公路路基路面病害特征及養(yǎng)護(hù)技術(shù)”展開分析探討。

高速公路路基路面病害特征分析

裂縫病害特征

在高速公路瀝青路面當(dāng)中，裂縫為常見的一種病害。因瀝青材料的收縮性較為突出，并且在施工完成之后，受到長時間車輛荷載、溫差、自然環(huán)境侵蝕等影響，瀝青表面會有形狀各異的裂縫產(chǎn)生，一般可分成三類，即：其一，橫向裂縫；其二，縱向裂縫；其三，網(wǎng)狀裂縫。一旦形成裂縫，外界雨水便會隨裂縫流入至路基內(nèi)部當(dāng)中，使路基原有的穩(wěn)定狀態(tài)遭遇破壞，進(jìn)而發(fā)生坍塌事故，使行車安全受到影響。所以，了解裂縫特征，及時處理裂縫問題?？偨Y(jié)起來，各種類型裂縫主要特征如下：

（1）縱向裂縫特征。通常在道路特殊部位出現(xiàn)，比如新老道路銜接部位、路堤下部埋有其他結(jié)構(gòu)的部位等等。在縱向裂縫延伸偏大的情況下，易使道路邊坡出現(xiàn)滑移的情況。同時，在道路地基土性質(zhì)、地下水影響下，也易使高速公路路基路面引發(fā)縱向裂縫，若道路下地基土偏軟弱，或者地下水位偏高，地基土受到上部荷載作用影響，便易引發(fā)不均勻沉降問題，進(jìn)而引發(fā)縱向裂縫。對此，高速公路路基填筑之前，需對地基、地下水進(jìn)行規(guī)范處理。

（2）橫向裂縫特征。與水泥混凝土路面比較，半剛性瀝青混凝土路面發(fā)生橫向裂縫的幾率更高，究其原因，即：其一，若瀝青路面結(jié)構(gòu)下部屬于水泥基層，在基層水泥失去水分的情況下，同時受到外界環(huán)境溫度變化大的影響，便會產(chǎn)生基層裂縫。并且，因瀝青面層與基層之間存在一定的黏結(jié)力，因此基層裂縫會延伸到瀝青面層，進(jìn)一步使橫向裂縫產(chǎn)生。其二，在外界溫度產(chǎn)生改變的情況下，基層水泥會產(chǎn)生溫差收縮，同時瀝青也會產(chǎn)生收縮，若瀝青表面拉力與承受力高，便會使橫向裂縫產(chǎn)生，且表現(xiàn)出“上寬下窄”的特征。

（3）網(wǎng)狀裂縫特征。若縱向裂縫和橫向裂縫之間相互連接，使網(wǎng)狀裂縫形成，在未能及時進(jìn)行有效處理的情況下，外部雨水會朝網(wǎng)狀裂縫滲透到地基土當(dāng)中，使路面沉陷，進(jìn)而使路面損壞程度變得更加來重。同時，基于公路路基填料攤鋪期間，若施工質(zhì)量存在隱患，受到車輛荷載作用影響，易引發(fā)不均勻沉降，加上雨水滲透，使基層呈現(xiàn)變軟的特征，在唧漿現(xiàn)象出現(xiàn)的情況下，隨著病害進(jìn)展，網(wǎng)狀裂縫增大，最終使路面發(fā)生坑洞質(zhì)量隱患問題。

車轍病害特征

車轍，指的是高速公路瀝青路面受到行車荷載作用，產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形。根據(jù)車轍的不同特征，可分成結(jié)構(gòu)性車轍、失穩(wěn)性車轍、磨耗性車轍三種，具體如下：

（1）結(jié)構(gòu)性車轍特征。在高速公路路基強度未能達(dá)到設(shè)計強度的基礎(chǔ)上，受到長時間行車荷載作用影響，使路基發(fā)生變形，然后反射至路面，使高速公路瀝青表面發(fā)生永久性車轍，且表現(xiàn)出寬度大、深度淺的鮮明特征。

（2）失穩(wěn)性車轍特征。因高速公路瀝青路面的強度不足，受到高溫環(huán)境影響，易導(dǎo)致瀝青軟化，同時受車輛動荷載剪切力作用，使路面破損、凹陷，最終出現(xiàn)失穩(wěn)性車轍病害。

（3）磨耗性車轍特征。對于磨耗性車轍來說，主要受到車輛輪胎摩擦作用影響，對瀝青填料持續(xù)壓密所形成。同時，基于瀝青填料當(dāng)中，粗骨料受到碾壓作用，松散脫落后，便會形成磨耗性車轍，且此類車轍病害存在不可恢復(fù)的特征。

坑槽病害特征

坑槽，指的是公路瀝青路面填料的粗骨料脫落至一定數(shù)量的情況下，進(jìn)而形成的坑洞結(jié)構(gòu)病害。從坑槽病害特征層面分析，一方面，基于瀝青、填料攤鋪期間，因混黑奧溫度偏高，使粗骨料、瀝青之間的黏附力降低，在粗骨料脫落的情況下，使坑槽產(chǎn)生。結(jié)合坑槽的特性，可適量應(yīng)用堿性骨料、優(yōu)質(zhì)抗剝落劑等，有效防治坑槽的產(chǎn)生。另一方面，若道路表面存在比較大的裂縫，加上外界雨水的滲透，會使瀝青與集料出現(xiàn)剝離的情況，在瀝青混凝土路面發(fā)生掉粒、剝落時，掉落的骨料被帶走，然后使水損型坑槽形成。此外，在汽油侵入瀝青與集料界面的情況下，導(dǎo)致瀝青變軟，加上受到行車荷載影響，使路基路面出現(xiàn)不均勻變形情況，進(jìn)而引發(fā)坑槽病害問題。

路基典型病害特征分析

高速公路路基病害問題總結(jié)起來體現(xiàn)在：邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、路基實體形變、軟土基層沉降等方面。以其中的典型病害特征——軟土基層沉降為例，基于高速公路施工過程中，軟土基層為較為特殊的施工部分，主要是由于軟土基層引發(fā)的沉降問題發(fā)生的頻率頗高，潛伏性與隱蔽性比較大。倘若軟土存在很高的含水量，則其抗剪能力與承載力便會降低，同時若路基底部受到長時間水侵蝕影響，則易出現(xiàn)中空狀況，導(dǎo)致坡角難以支撐，進(jìn)一步使高速公路路基路面發(fā)生塌陷以及各種沉降問題。

相關(guān)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的實施要點分析

為了使高速公路路基路面病害問題得到有效防治，需采取有效的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。具體而言，主要養(yǎng)護(hù)技術(shù)要點如下：

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

高速公路路面發(fā)生相關(guān)病害之前，需實施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，使病害范圍避免持續(xù)擴大。同時，在高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)方面，主要涉及：微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)、裂縫封縫預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)、霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)、稀漿封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)等。路面病害不同，所使用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)也有所不同。

在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用之前，需針對存在病害的高速公路展開宏觀層面的調(diào)查，以調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，對整體路面技術(shù)情況能否滿足路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)宏觀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，然后對相關(guān)路段的路面主導(dǎo)損壞類型加以明確，進(jìn)一步以微觀判定標(biāo)準(zhǔn)，對調(diào)查路段的各單元路面能否與路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)微觀標(biāo)準(zhǔn)相符合進(jìn)行判斷，從而確保此路段預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案的合理性及科學(xué)性。

明確預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機

高速公路路面病害，在時間延長的情況下，會發(fā)生相對應(yīng)的改變，因此采取的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)也有所不同。受到路面病害的影響，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的效果也會受到影響。

對此，在適宜的時機條件下，采取適宜的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，才能夠確保養(yǎng)護(hù)效果得到有效提升。結(jié)合實踐工作經(jīng)驗可知，高速公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)實施的時機涉及的相關(guān)路用性能控制指標(biāo)包括：其一，路面狀況指數(shù)；其二，抗滑系數(shù)；其三，路面承載力等。在路用性能指標(biāo)降低至臨界值的情況下，則代表滿足了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)實施的最佳時機要求。

以路面狀況指數(shù)（PCI）為例，所反映的是路面破損程度，可以結(jié)合路面的PCI 值，對路面結(jié)構(gòu)的完整性、服務(wù)功能性進(jìn)行評估。PCI 值越大，代表路面結(jié)構(gòu)越完整，破損程度越低。對于抗滑系數(shù)來說，為影響行車安全、服務(wù)水平的一大重要指標(biāo)，倘若路面抗滑系數(shù)偏低，則會對行車的安全性受到嚴(yán)重威脅。在抗滑系數(shù)達(dá)到臨界值的情況下，則需針對路面實施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以此使道路的抗滑性能得到有效改善。在國內(nèi)某高速公路路面病害養(yǎng)護(hù)工作開展期間，以高速路面實際情況為依據(jù)，并根據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機、不同養(yǎng)護(hù)技術(shù)的特點，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作開展期間，可采取微表處與超波罩面層兩種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)實施之后，對養(yǎng)護(hù)前后涉及的路面質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了對比，即：養(yǎng)護(hù)前，車轍深度為5.6mm、裂縫條數(shù)為8，滲水系數(shù)為16.4ml/min，構(gòu)造深度為0.9min，摩擦系數(shù)為63.4BPN；養(yǎng)護(hù)后，車轍深度為0.7mm、裂縫條數(shù)為0，滲水系數(shù)為8.0ml/min，構(gòu)造深度為1.51min，摩擦系數(shù)為86.2BPN；養(yǎng)護(hù)6個月后，車轍深度為0.8mm、裂縫條數(shù)為1，滲水系數(shù)為8.9ml/min，構(gòu)造深度為1.28min，摩擦系數(shù)為79.3BPN。結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)果可知：

（1）高速公路路面微表處養(yǎng)護(hù)之后，路面破碎、抗滑性能等顯著提高，并使道路使用壽命得到有效延長，行車舒適度得到有效改善，高速公路運行的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益得到協(xié)同提升。

（2）在罩面層養(yǎng)護(hù)之后，路面抗?jié)B水性能、抗滑性能均得到大幅度的提升，車轍深度減小，裂縫數(shù)量變少。

結(jié)語

綜上所述，高速公路路基路面病害問題較多，特征鮮明。為了使路基路面病害問題得到有效防治，需合理科學(xué)使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，明確預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機等。諸如微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)及時、超薄罩面層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)等，在條件允許的情況下均可以應(yīng)用。此外，必要提升養(yǎng)護(hù)技術(shù)工作人員的技術(shù)水平，確保各項養(yǎng)護(hù)工作落實到位，進(jìn)一步提升高速公路路基路面養(yǎng)護(hù)工作的效率及質(zhì)量。