公路路基路面病害检测与修复分析

金建鹏

（甘肃中顺工程设计咨询有限责任公司，甘肃兰州 730030）

1 公路路基路面施工质量重要性

1.1 满足高速公路运营要求

公路性质较为特殊，质量问题位于高速公路路基路面施工的首要地位。采取科学的技术与合理的公路路基路面施工方式，可以第一时间发现并预先防控质量隐患，保质保量地完成公路施工工程，为公路安全运营提供保障。

1.2 延长公路运行年限

公路路基路面施工质量对公路功能、运行年限具有直接影响。在公路路基路面施工工程质量标准引导下，结合实际情况，进行施工控制，可以最大限度地发挥公路路基路面功能，并延长公路的使用寿命。

2 高速公路沥青路面常见病害原因分析

2.1 施工质量因素

在沥青路面施工过程中，因为施工质量把控不当，或施工过程不规范，在施工完成后没有做好质量验收工作，会导致高速公路的施工质量较差，从而在经过一段时间的使用后，容易出现病害问题。施工质量是影响高速公路沥青路面整体质量的关键因素，需要在施工过程中做好质量管理工作，但是部分施工单位对于沥青路面的施工质量管理不到位，没有严格依据国家标准与设计方案进行施工，且质量验收重视程度不足，从而导致沥青路面出现质量问题，对高速公路的正常使用有严重的负面影响[1]。

2.2 养护不足

道路工程在施工结束后，需要做好定期养护工作，才能避免出现病害，但是由于部分地区道路养护工作体系不够完善，缺乏充足的养护资金，导致高速公路沥青路面使用过程中没有得到科学维护，一些病害发生初期原本是能够得以控制与解决的，但是因为没有及时开展养护工作，导致道路病害逐渐加剧，最后造成病害无法有效处理的局面。由此可见，养护对于道路运行具有重要意义，需要加强养护管理工作，为沥青路面的正常使用打下基础。

3 公路路基路面受损病害类型

3.1 不均匀沉降

路基原地面会出现沉降现象，主要是由于工作落实不到位，例如水塘区域的处理不到位，清淤工作处理不合理，从而使得路基工程无法达到最终的效果。底层填料作业过程中会添进带有淤泥以及其他杂物的材料，从而导致路基不实。再加上原有的地面有大量的松散土层，若是不能对以上的问题进行有效处理，则会导致路基的强度不符合标准，在受到承载力作用时，公路的地基会出现沉降以及变形的现象（见图1）。

图1 路基纵横向开裂沉降

3.2 流动性车辙

公路路基路面的危害主要原因是由于流动性变形所导致，其中最主要的是车辙以及拥包等。公路建设过程中，由于路面的进度会受到温度影响。当路面行驶的车辆超过其承载力时，路面就会出现流动性车辙，从而使公路受到危害。

3.3 结构性破坏

公路使用过程中，由于自身湿度过高并加上行驶车辆重量较大，因此公路的路基结构容易受到损害，从而出现坑洞破坏的现象，若是情况严重也有可能引起结构性裂缝，影响公路使用寿命。

3.4 裂缝

通常情况下，公路运营几年后，便会出现路面裂缝现象，尤其是在夏季，夏季温度高，汽车行驶速度快，产生的摩擦力较大，从而释放热量，导致路面裂缝问题的出现，严重时会引起结构损坏。路面裂缝存在以下几种类型：一是网状裂纹，二是纵向裂纹，三是横向裂纹，以上几种类型产生的机理各不相同。一般导致路面裂缝的主要原因之一是公路路基受力性能差，施工的过程中，由于公路的质量不符合相关的要求，因此路基路面的要求不达标，从而导致出现裂缝现象[2]。

3.5 松散和坑槽

松散现象具体表现为车辆荷载的作用力，另外加上环境因素的影响，从而使路面的集料和整体结构发生分离现象。高速公路还容易出现啃边、脱皮、麻面、坑槽等松散类损坏，其中坑槽主要与施工中所用混合料缺乏稳定性以及投用期间车辆具有较大的动水压力等相关，脱皮、麻面等问题主要与施工路面不同层次间缺乏黏结性以及混合料设计缺乏科学性等相关，啃边主要与边坡排水不畅、路肩密实度欠缺等因素相关。坑槽的具体表现为：由于受到雨水冲刷，外加车辆碾压，导致材料与路面脱离，进而出现凹陷。导致以上两种现象发生的主要原因包括以下两个方面：一是长期受雨水的冲刷，路面的材料遭到侵蚀或破坏。二是混合材料发生分离，当超出一定范围，则会引发松散现象。

4 公路路基路面病害的科学检测方法

4.1 路基路面压实度灌砂法检测

路基路面的压实度是衡量路面质量的重要指标之一，而灌砂法检测是一种常用的路基路面压实度测试方法。该方法通过向路面表面灌入标准砂浆，然后测量砂浆的密度和厚度来计算出路面的压实度。具体而言，灌砂法检测需要使用专用的灌砂仪器和标准砂浆，并在路面上选择一定数量的测试点进行测试。首先，在测试点上清理路面杂物并确定测试点位置，然后将灌砂仪器放置在测试点上，并向其灌入标准砂浆。待砂浆充分渗透路面并干燥后，再使用刮板仪器测量砂浆的厚度和密度，并根据公式计算出路面的压实度值。灌砂法检测方法简单易行、准确度高，可以快速地测量路面的压实度，是一种常用的路基路面质量检测方法。需要注意的是，在进行灌砂法检测时需要选择合适的测试点和测试时间，以及正确使用灌砂仪器和标准砂浆，以获得准确可靠的测试结果。

4.2 Safegate 摩擦测试车检测技术

Safegate 摩擦测试车主要包括侧车系统、车轮系统以及计算机系统三项系统。测试车在公路上稳步行驶，借助液压力系统降落测试轮对路基路面厚度、施工质量情况以及存在的缺陷相关情况获取数据信息。相关工作人员在对数据进行仔细分析即可获得路基路面的质量情况。喷水系统可以对洒水量以及水膜的厚度进行设置，从而保证测试轮的湿度。力矩传感器以及垂直复合传感器主要是能够检测测试轮的滑滚受力情况，并储存相关信息，方便工作人员分析。除此之外，为了确保路基路面的修复方案具有有效性以及科学性，需要相应的打印信息资料。

4.3 平整度检测技术

4.3.1 连续式的平整度仪法

连续式的平整度仪法，操作过程较为复杂，但是检测效率高，并且检测具有针对性以及连续性，能够达到理想的检测效果。应用现代化的手段能够使技术变得更加智能化以及自动化，从而更有利于分析路面的相关数据以及指标，从而为其他工作奠定基础，进而也能够更加准确以及直观地反映出路面的实际情况。

4.3.2 车载式颠簸累积仪法

该种检测方法应用的设备比较复杂，但是其操作较为简单，检测效率也比较高。利用车载式颠簸累积仪法能够对检测数据进行自动化的采集，除此之外，还能实现连续性检测，应用过程中，效率更高，并且检测出来的结果更加具有竞争性，值得注意的是，在采用该种方式的过程中，对于检测流程以及标准需要严格进行把控，从而才能够发挥出该种检测方法的最大优势，保证数据结果具有有效性。

5 公路路基路面病害预防养护措施

5.1 路基路面养护技术

在公路工程中路基路面养护采用预防为主、防治结合的技术方案，对路面开展预防性养护，延缓典型病害发生，并对已发生的病害及时采取处治措施，恢复路基路面平整度和抗滑性能，保障路面车辆安全行驶。

其一，及时修补路面裂缝，尽量在雨季前修复裂缝，避免雨水渗入路面路基加重唧浆病害；在轻微裂缝处治时，先清理干净缝隙与周边位置，选用乳化沥青作为填缝材料，涂刷到缝隙内，并适当向缝隙周围外溢，再在沥青上撒布干燥粗砂，厚度为2～5mm，用轻型压路机碾压裂缝处理部位[3]。

其二，在处治路面产生的反射裂缝时，对缝宽5mm 以内的裂缝先清除缝内灰尘，向缝内灌入热沥青，待灌入深度达到缝深2/3 时，再填入石屑压实；对缝宽超过5mm 的裂缝，先去除松动的裂缝边缘，灌入热拌沥青混合料振捣密实。

其三，在处治分布大面积龟裂、网裂的路面时，先铣刨路面，铣刨至基层，检查基层强度，如果基层未受到破坏，则清理干净基层，加铺沥青混合料，用压路机碾压，保证新铺面层与路面平整的过渡。

其四，在处治车辙病害时，根据车辙病害的轻重程度采取相应的养护技术，避免车辙内积水从缝隙中下渗到基层产生结构性破坏；对受横向推挤作用力产生的车辙，先削平凸出的部位，再在凹陷处涂刷热沥青，填补沥青混合料，恢复路面平整度。

其五，对因高温作用产生的沥青面层软化后侧向位移发生的轻微变形车辙，采用拉毛机拉毛处理车辙及其外围20cm，再对车辙所在路段的路面进行微表处，增加原路面与微表处混合料的黏结力，最后用胶路机从修补层的边缘处向中心线碾压。

其六，路面坑槽处治方法。路面坑槽修补应严格遵循圆洞方补和斜洞正补的基本原则。实际修补面积应略大于病害面积，具体修补范围需要在病害区域基础上每边延伸5cm。修补区域轮廓线要和路面中心线保持平行或垂直。根据材料与修补环境温度，可将坑槽修补方式分成以下三种：冷料冷补；热料热补；热料冷补。

其七，碎石封层养护施工技术。碎石封层养护技术主要是用于防水、修补细小的裂缝，进而改善和优化整个桥面抗滑性能。高速公路路面碎石封层养护技术，一般可将其划分两种类型，不同种类施工特征和原理不一。普通碎石封层方式，直接选用压路机做好碾压；同步碎石方式主要是指选取专业工具将其合理布设于整个桥面上，充分选用压路机完成碾压。碎石封层养护技术是高速公路裂缝问题解决的核心措施，对增强桥面抗滑性能，缓解高速公路路面老化与硬化质量缺陷意义重大。同步碎石封层自身拥有较佳的抗滑性、渗水性，可避免各类桥面病害。因此，充分发挥其优势，是当下公路路面最佳选择，碎石封层技术实际应用中下承层需符合表1 要求。

表1 下承层要求

不同方法有其各自的适用条件与特点，具体适用情况也不尽相同，现场施工人员要结合现场实际情况选择适宜的方法。施工要严格按照以下工艺流程进行：病害范围调查认证—划线—开槽—清扫—涂刷黏结沥青—摊铺沥青混合料—碾压—修整。

其八，雾封层养护施工技术。雾封层养护技术是采用相应的措施将乳化的沥青完成稀释并将其喷洒至路面上方，进而形成完善的防水层，从源头避免桥面积水对其内部结构的损伤，促使桥面集料间更具黏结力，显著提升路面实际应用年限。雾封层预防性养护技术的应用，对整个路面结构强度的提升并不具有较强的成效，但可有效缓解疲劳裂缝对桥面的损伤。该养护技术应用过程中，养护时机的确定十分关键，直接与后续养护成效密切相关，若养护时间延迟，造成桥面病害发展加剧，养护成效难以凸显。由于雾封层会导致整个桥面表面摩擦系数降低，所以不用于摩擦系数较低的路段。雾封层预防性养护技术的优势体现在以下几方面：一是较佳的防水性和渗水性，可不同程度减少对桥面的损伤，充分对桥面各类细微裂缝完成填补；二是提高整个道路路面施工寿命，降低整个桥面实际养护成本支出；三是增强集料间实际黏结度，进一步保护旧养护路面。该养护技术实际应用范围十分广泛，轻度至中度细料损失的桥面成效较佳，若桥面整体结构不佳，该技术应用成效也不佳。

5.2 沥青路面水损害处治

路基路面结构作为城市排水线路之一，可提供排水路面结构层的垂直坡度和充分利用道路交叉横截面的地面排水。选择高黏度沥青和清洁骨料可以增加沥青和集料之间的附着力，提高抗水损害能力。当地下水位较高时，必须及时对排水井进行脱水，以安装渗透层和防水层，防止地下水的侵蚀，并确保排水系统正常运行。此外，有必要开发一个综合排水系统，以防止道路积水。

6 结语

综上所述，路基路面作为公路工程的重要组成部分，在各方面因素的影响下可能产生一些早期病害问题。根据高速公路实际情况，选择合适的病害检测技术，可更精准地对路基路面破损情况进行判定，切实提高测定效率，并有助于降低检测成本，及时根据路基路面出现的病害采取有效的修补处理措施，从而提高高速公路的运行质量。以上对公路路基路面早期病害检测与处治方法进行了初步分析与总结，提出具体的方法和要点，旨在为实际的公路早期病害预防和处理提供参考。