高速公路路基路面常见病害及应对措施

温玉娟

（内蒙古高速公路集团有限责任公司乌兰察布分公司,内蒙古 乌兰察布 012000）

0 引言

路基作为公路工程的主要结构受力承载体，是整个公路结构的基础，随着交通量的增加和使用年限以及外界因素的影响，长期受交通量的高负荷状态和气候变化的动态负荷影响，导致原设计和施工质量已不能满足目前交通高质量需求的变化，造成高速公路路基路面出现裂缝、车辙、坑槽等常见质量病害[1]。沥青路面具有施工速度快、养护费用低等优势，目前高速公路较多为沥青路面。该文以路面状况指数、抗滑系数、路面承载力等路面路用性能控制指标为重点研究对象，并对传统的路面预养护技术的适用性进行研究，采取预处理措施减少路基路面损坏后维修的经济损失以及运营过程中的安全威胁。参考同类高质量项目，以路基下沉为主，对路基路面养护措施应用及效果进行深入分析，降低路基路面病害发生概率。

1 高速公路路基常见病害

1.1 水浸路基

路基的断裂是由于路基整体受水稀释导致密度变小、强度变低引起，在高外力作用下，水浸路基成为脆弱体而断裂，导致交通事故发生，为交通运输行业的安全运营增加了风险，加大了道路管理部门在道路路基病害方面的控制与排查力度，同时因病害威胁增加了道路运营成本[2]。

1.2 边坡坍塌

边坡出现坍塌、落石、滑坡等病害现象，根据其成因进行分析。崩塌现象是由于岩体的部分失稳串联引起支点消失导致整体失稳的断层坍塌、滑移坍塌，陡峭地段尤其是斜坡段的坍塌由于垂直高度大、冲击力大，断层裂隙发育成大的裂面，分割断层成若干大小不一的断块，裂隙的程度也因多数断块连接而显著增大。此外，因外界渗水经常充满裂缝以及受反复冻融等其他不良因素的影响，裂缝逐渐扩大，产生侧向静水压力作用造成坍塌，此种病害现象属于剧烈坍塌。

落石现象对行车安全构成很大威胁，多发生在硬岩下卧软弱层、裂隙发育岩体，必须严格控制。由于岩层在外力作用下剪断，在路基挖方段，特别是在深挖石质地段，岩层间软石发生顺层滑动，造成滑动型坍塌。边坡多种坍塌危险程度的聚集和多种连锁反应的叠加，导致路基受力不均匀的出现，从而造成整体路面和路基的稳定性受到严重影响。

1.3 沉降变形

沉降变形原因主要有三个方面：①施工因素：碾压时分层过厚或路基含水量过低，导致路基压实度不够，填料会因外力作用而打破原有结构状态，失稳变形；②材料因素：路基填料的强度不足，质地不够坚硬，压缩系数过大，或存在不合格材料进行混填，导致路基整体指标不合格，产生受力后的变形与沉降；③管理因素：车流量的增大，以及超载车辆的增加，导致路基在短时间内承受较大负荷的压力或超负荷的承载力，打破原有路基的稳定结构，迅速破坏了路基的承载力，产生变形与沉降。

1.4 路基翻浆

路基翻浆多出现在路基土质不良及路基坡脚出现积水的路段，主要原因是路面封层和隔离层的作用失效，降低了路面的泌水性，导致往期聚水以及春融冰化生水量加大，渗入路基层。随着渗入量的加大，路基部分掏空，遇到强度高及性能好的路基就会聚水泛起，出现翻浆现象，导致沉降和隆起并存。为了有效防止翻浆的产生应做好路面的排水以及积水点的预先处理，或通过采取增加防水结构层等措施保证路面不积水以及及时排水，消除长期聚水导致渗水的隐患。

2 高速公路路面常见病害

2.1 路面裂缝

地基基础的承载能力不足会导致路面产生横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝等，在施工过程中的质量控制以及沥青、水泥、砂石等材料收缩性能变化的因素作用会影响到裂缝的产生。不同裂缝类型的原因分析及处理措施见表1所示。

表1 路面裂缝处理分析表

2.2 路面泛油

路面泛油的产生与温度直接相关，温度影响沥青的分子结构，打破沥青分子的黏结性，直接影响沥青黏稠度的作用效能。同时，若黏稠度偏低的沥青用量偏大，遇到高温天气，沥青混凝土中的沥青受温度影响脱离整体向上层移动，导致泛油现象的产生。可见，路面泛油主要原因在于混凝土控制中的合适的配合比控制及外界施工温度环境与混凝土配合比的适宜搭配。同时，操作的连续性和规范性也保证混凝土整体处于同一施工工况环境下的良好状态。

3 针对病害采取的应对措施

3.1 合理选择路基填料

由于路基是道路总承载力的决定性组成部分，路基在道路使用过程中往往面临较大的压力和载荷。因此，承载能力是道路使用质量的重要保证，稳定性也是道路使用质量的重要组成部分，选择质量高、硬度高、稳定性好的路基填料是保证路基质量的前提。公路路基稳定性的特点是在外力作用下具有优良的防腐和安全性。在这个过程中，路基土石的施工在城市道路建设中尤为重要。

3.2 路面结构性疲劳破坏控制

对于水稳基层沥青路面，其结构性疲劳破坏主要是水稳基层（底基层）疲劳破坏，由水稳底基层应力水平和强度决定。根据高速扩建工程中对水稳基层（底基层）疲劳破坏的分析，对于总厚度72 cm以上的路面结构，在15年设计使用年限内，其基层（底基层）疲劳破坏的风险整体可控。为提高路面结构性能的可靠度，可通过适当提高底基层强度和降低底基层底部应力水平两种方式实现。提高底基层强度同时也要控制其强度在合理的数值水平，以免造成收缩裂缝增加，7 d无侧限抗压强度要求以不超过4.5 MPa为宜。降低底基层底部应力水平的方式包括增加路面厚度和提高路基承载能力（模量）。回弹模量与底基层疲劳性关系曲线见图1所示。

图1 回弹模量与底基层疲劳性关系曲线

3.3 混凝土裂缝处理控制

对于温度裂缝的控制需要进行技术和材料方面的控制。首先需要对水泥和水煤灰类型进行控制，从而使其与施工技术紧密结合，应选择高效的减水剂，对混凝土集料中的最大颗粒进行严格的筛选和控制，依照实验进行分析，保证相应温度之下混凝土配比的科学性，从而降低裂缝发生的概率。其次，路基路面施工的过程中，需要对每一个施工环节都加以控制，浇筑过程中采取分层或者分块浇筑的方式，将温度进行有效的控制，从而保证混凝土结构的稳定性，同时减少温度裂缝的产生。收缩裂缝的控制通过施工工艺控制、选择硅酸盐水泥材料控制、混凝土混合的过程中加入融水剂以及后期的养护等多种手段保证混凝土结构的稳定性。

（1）控制横向裂缝数量的措施包括：控制水稳基层收缩裂缝、基层与沥青面层间设置应力吸收层或碎石隔离层；提高面层抗裂性能（如采用橡胶沥青混合料较多采用）等。

（2）控制横向裂缝衍生病害的措施包括：设置碎石底基层或碎石路基改善层；采用透水性好的材料填筑路基[3]。

（3）控制纵向裂缝（轮迹带网裂）的措施包括：对于新建项目，纵向裂缝产生的原因包括路基沉陷、上面层疲劳老化或严重车辙导致的Top-dowm开裂两种。路面结构优化主要控制后者：①上面层可采用抗疲劳、抗老化能力强的混合料，如橡胶沥青AC或橡胶沥青SMA等；②对于重载交通，需要进一步通过采用优质改性沥青、优化面层沥青混合料配合比设计、加强质量控制等，控制路面车辙深度。

3.4 要对路面平整度进行控制

针对沥青混凝土铺设的路面来说，对其平整度产生影响的因素比较多样化，包括路基的平整度以及碾压的温度，还有碾压的强度等多个方面。同时，应把握好每一个环节的碾压温度，并对路面基层的平整度进行合理控制，尽量增加公路路面的使用时间和寿命。在路面的压实工作完成后，还需要对碾压接缝处的平整度进行检查，了解平整度的情况，尤其是要重视接缝处的石料清理工作，及时清除剩余的材料。

3.5 路面抗滑性能及抗老化控制

（1）抗滑性能主要与上面层碎石品质（尤其是磨光值）和混合料选型有关。碎石品质：对玄武岩矿源的试验分析，建立优质玄武岩料源（厂家）库；混合料选型：主要影响施工后的构造深度，一些地区通过采用SMA，一些地区通过增大上面层粒径（如采用AC16），提升路面构造深度。

（2）路面空隙率的大小（尤其是开口空隙的大小）决定了沥青混合料与外界光、热、紫外线灯环境的接触程度。适当的空隙率能够在保证混合料各项性能均衡的情况下，使压实后的路面空隙率处于合适状态，延缓沥青面层老化速率。从施工组织入手，对沥青混合料生产的各环节温度进行精确把控。降低沥青混合料施工所需的“富余”温度，减少沥青胶结料在施工阶段的高温老化。以控制施工过程“温度损失”为原则，对运输车保温措施、摊铺机播料仓保温措施提出微改造建议；对拌和、运输、摊铺、碾压等各环节施工工艺控制提出改良措施。

3.6 重视路面裂缝问题的处理以及预防工作

公路工程的建设涉及多元化的内容，其中路面裂缝的控制异常关键。如果在公路工程中路面裂缝问题极其严重，对整体的结构会造成破坏，会导致难以修复的损失。路面的裂缝问题很难避免，可能会受到多方面因素的影响，比如路面的荷载较大以及混凝土内外的温差明显等。因此在具体公路工程路基路面铺设环节要合理选择施工材料，根据具体情况选择相应的防护措施和方法，尤其是针对一些温度相对比较敏感的材料，要结合实际的情况混合这些材料，防止公路路面由于温差问题而产生裂缝。除此之外，在公路工程项目中，为了避免路面受到外力的破坏而产生变形，要使用收缩性能相对更小的材料，从而减少路面裂缝问题的形成，最大程度上提高整体的施工质量。

3.7 完善公路路基路面病害检测技术

病害检测技术是发现公路路基路面病害问题的基础，对公路路基路面病害进行检测的过程中，一定要采用多种检测手段，精准地反映公路路基路面的情况。公路开放之后，施工人员需定期开展检测工作，对公路路基路面的病害进行有效预防和处治[4]。要完善公路路基路面的检测手段，可以从检测过程的衔接性入手，提高各环节的检测质量和效率，并重点把控关键点的检测质量，用检测结果约束施工标准的持续性，保证整体施工质量[5]。

3.8 提高公路路基路面小修保养重视度

提高公路路基路面小修保养重视度是迫切需要解决的问题。很多地方大的病害问题解决得都比较迅速，但是对于一些小问题不够重视，往往这些小问题就会变成大病害，既造成了严重的经济损失，也缩短了道路的使用寿命。

4 结语

综上所述，公路路基路面是工程建设的重要基础，公路路基路面病害检测的过程中，一定要注重检测工作的开展，并及时解决工作过程中出现的问题。优化桥面沥青铺装设计方案以及施工质量控制指标和配合比设计，创新管理模式和管理手段，推动实现建设、运维数据互通，为科学养护打好数据基础。同时，做好公路路基路面的病害检测工作，也是推动经济发展、保障交通安全的重要措施。