高速公路沥青路面沉陷分析及处治

张永军

长治市协成公路养护工程有限公司 山西长治 046000

1 工程概况

此高速公路工程项目的全线长度是23.85km，起讫桩号是K55+260--K79+110，采用的是双向四车道，设计的车速是100km/h。此项目中设计的路面结构具体是：AC-13C细粒式SBS改性沥青混凝土（厚度是4cm）+AC-20C中粒式SBS改性沥青混凝土（厚度是6cm）+ATB-25沥青碎石（厚度是10cm）+水泥稳定级配碎石（厚度是18cm），项目于2015年8月19日正式开通运行，经过多年的通车运行沥青路面出现了较为严重的沉陷问题。本文以此高速公路工程项目为例，综合分析了沥青路面沉陷及处治。

2 沥青路面沉陷现象及原因

2.1 沉陷现象

沥青路面沉陷范围及程度。此高速公路工程项目中沥青路面沉陷基本发生在了行车道与路肩位置，左右两幅道路的同一时期变形频数相对偏低。结合沥青路面沉陷横断面实际分布状况，出现的沉陷频次比较少，而且中分带区域路面出现的沉陷频次也很少。各位置的沉陷范围较小，沉陷长度基本处于10m至38m[1]。此项目中沥青路面的沉陷量基本≤6cm，而沉陷量＞6cm的一共有26处。路面沉陷与黄土分布。此高速公路工程项目中黄土段的沥青路面沉陷现象一共包含88处，非黄土段的沥青路面沉陷现象一共包含62处。同时黄土段沥青路面发生的沉陷现象比较严重，沥青路面发生的沉陷数量及变形也较为突出。路面沉陷与路基类型。沥青路面沉陷位置主要集中于构造物台后与路基纵横填挖结合部、冲沟附近[2]。该项目中的路基纵横填挖结合部、冲沟附近等位置的路基施工条件尤为复杂，难以有效保证路基的整体施工效果。

2.2 原因分析

经过对高速公路工程项目进行实地调查，以及综合对比分析路基填料与各土层含水量、压缩模量等有关技术性能指标，总结确定的高速公路工程沥青路面沉陷形成的主要原因包含三个方面，即地质条件、水条件与施工条件。首先是地质条件，此高速公路工程项目涉及低山重丘区，现场环境气候为半干旱的大陆性气候，同时大部分黄土地层与非黄土地层为非饱和类土，地层厚度的横、纵变化幅度相对偏大。而非饱和类土变化与水含量关系密切，含水量的增多会造成非饱和土自重加大，变形模量减小，加之黄土自身具备湿陷性，容易发生较大的变形现象；其次是水条件，此高速公路工程项目的施工使得原地下水与地表水汇水、排水情况产生了变化，也改变了原地层含水状态，路基经过地下水长时间浸泡而出现软化变形，或是呈现干湿交替变形，加之受到土层自重与路基附加荷载的影响，加剧了压缩变形与路基沉降。在强降雨条件下，路面积水主要通过散排，直接冲刷着路基的边坡，从而使得边坡表层土饱和、松软，甚至边坡出现滑塌现象，进一步引发路面开裂与沉陷；最后是构造物台后、路基纵横填挖的结合部以及冲沟附近等是此高速公路工程沥青路面沉陷频发位置：①路基纵横填挖的结合部与冲沟附近等位置的地形、地貌变化幅度相对偏大，地层结构组成复杂、厚度不一，路基形式多变，很可能会造成路基出现不均匀沉降；②路基纵横填挖的结合部与冲沟附近等位置是路面排水、汇水关键区域。若是防排水功能较弱或是失效就会造成路基含水量持续上升，严重影响路基土体结构的强度。

通过调查与分析此高速公路工程沥青路面沉陷实际情况，总结得出的具体规律如下：高速公路正式通车运行1年到3年，新产生的沥青路面沉陷段比较多，路面沉陷病害复发率、年变形速度均偏高，大部分沥青路面沉陷程度比较严重，而且基本处在黄土段，由此表明沥青路面沉陷是受路基压实变形、路基固结变形以及黄土湿陷变形而产生的。而高速公路通车运行3年之后，沥青路面的沉陷程度有所改善，且新增的沥青路面沉陷段与病害复发率均显著减小，表明黄土段路基沉陷变形已经接近于完成，而路基填料、黄土层浸水软化而出现的固结压缩变形是造成沥青路面沉陷的重要因素。

3 沥青路面沉陷处治及效果

3.1 处治措施

此高速公路工程项目中沥青路面沉陷主要采用的是路面铣刨加铺、路基深部加固与修复防排水的处治措施，具体如下：①针对沥青路面沉陷变形量≤6cm的路段，采用的处治措施是路面铣刨加铺方式，操作过程是：标划路面铣刨范围→铣刨过程控制（主要包含铣刨厚度、铣刨机行走速度等）→加铺沥青层（应保证与原厚度一致）；②针对沥青路面沉陷变形量＞6cm的路段，同时此路段的沥青路面沉陷病害复发率相对较高，采用的处治措施是路基深部加固处理；③针对沥青路面沉陷变形量＞6cm的路段，应采用路基深部加固处理方式。若是黄土段的沥青路面沉陷变形量＞6cm，路基加固处理深度应在路基下5m，并选择高压旋喷桩施工技术，具体过程是：测量放样→试桩确定相关参数→钻机就位→下管喷浆→冲洗器具；若是非黄土段的沥青路面沉陷变形量＞6cm，路基加固处理深度应在路基施工范围，并选择注浆施工技术，具体施工过程是：压力注浆→调整浆液→再次压力注浆→封孔，但是如果非黄土段路基采用的施工材料不具备透水性，应改选成高压旋喷桩施工技术。

3.2 处治效果

2018年沥青路面沉陷处治之后的复发率是19.5%，处治有效率是80.2%；2019年沥青路面沉陷处治之后的复发率是10.8%，处治有效率是91.6%；2020年沥青路面沉陷处治之后的复发率是2.3%，处治有效率是98%。由此表明，此高速公路工程项目中沥青路面经过处治之后，有效控制了沥青路面沉陷病害的复发，且处治效果显著，进一步提升了高速公路行车舒适性与安全性。

4 结语

文章结合高速公路工程项目实际情况，首先分析了沥青路面沉陷特点与原因，然后提出了路面铣刨加铺、路基深部加固等处治措施。