园区道路常见病害与养护方法——以北京生物科技有限公司园区为例

贾磊

（交通运输部公路科学研究院，北京 100088）

0 引言

目标项目整体位于北京市通州区漷县镇北堤寺村的北京生物科技有限公司园内，建于2020 年7 月至9 月，园区内的道路等级为机耕道路，多处路段在道路结构强度、平整度以及外观等方面存在质量问题，对园区内的正常交通造成一定影响。对此，相关部门需要通过分析园区内道路的病害，制定针对性的处治措施，并且实现养护工作与病害处理工作的协同化运行，改善园区内道路交通的性能。

1 园区道路常见病害分析

1.1 路面裂缝问题

结合园区内水泥混凝土路面的外观检查质量结果可以得出，道路多处存在不规则的路面裂缝，使相关路段的道路正常通行受阻。如：左幅12#、右幅3#等道路段均存在裂缝、龟裂现象，且裂缝长度达到400mm、面积可达3.9m2。从路面裂缝检验的结果来看，园区内道路裂缝的主要类别可以分为水损裂缝、温变裂缝、反射裂缝，而裂缝产生的原因可以分为以下几个方面：首先，从园区道路信息汇总中可以了解到，园区内部分道路的路面采用的是水泥混凝土层结构，该结构层的标准轴载为100kN，但部分路段路面的抗拉强度可能低于道路的抗压强度，以至于道路在车辆负载超标的作用下，表面出现反射裂缝。其次，园区内的道路缺少定期养护与管理，长时间的温差变化引发道路结构层出现收缩与膨胀，形成路面结构的收缩应力，久而久之，因温变引起的路面裂缝数量会越来越多，最终会影响相关路段的正常通行。最后，园区内部分道路采用的是泥结碎石路面，虽然路面的面层粒径较小，但在气温因素的影响下，路面层颗粒对水分的吸附率较高，如果道路未能定时做好洒水养护作业，则容易导致道路表面出现干缩裂缝问题（见图1），造成道路交通隐患。因此，园区内道路的裂缝问题十分多样，引发裂缝问题的原因也各不相同，但无一例外的是，园区内的道路裂缝问题成为道路的主要病害之一，影响着园区内部的正常交通。

图1 干缩裂缝造成板块龟裂

1.2 路面车辙问题

路面车辙问题是道路长期使用下出现的质量通病，大规模的路面车辙会影响路面整体的平整度，不利于提高道路的交通效率。而从园区内道路检测报告的结果中可以了解到，部分路段的外观质量不同，大部分外观质量问题是由路面车辙导致，因此，车辙问题是园区内道路的常见病害之一[1]。从路面车辙现象的产生情况来看，引发车辙现象的主要原因包含路面材料性能不足、养护力度不足、交通承载过量等。例如，从中国建筑科学研究院有限公司对道路的检测结果当中可以了解到，吉鼎立达-3 路段的厚度设计未能达到200mm 的标准要求，路面结构计算以双轮组单轴轴载100kN 为标准轴载，沥青路面的标准轴载会低于车辆通行时的单轴轴载，导致路面形成车辙，且随着车辆交通量的不断积累，车辙问题会愈发严重，影响道路的正常通行。

1.3 道路坑槽问题

路面坑槽问题会严重影响道路的交通安全，属于道路交通中的质量隐患与安全隐患因素之一。从园区内的道路检验工作中可以了解到，部分路段的路面存在分布不均的路面坑槽。经检验，道路路面的坑槽并非道路施工与设计中的疏漏，而是后天形成的路面病害，园区内道路路面坑槽问题与气候、人为因素有关。例如，当地的年降雨量超出600mm，在降水的影响下，雨水会滞留在道路路面的孔隙当中，使道路路面的孔隙不断增大。而在道路行车压力的同步作用下，路面沥青层会出现脱落，致使面层的碎石料无法得到保护，出现碎石料分散的现象，最终形成分布不均的路面坑槽。因此，道路养护工作需要针对路面的坑槽病害制定有效的养护措施，从而提高路面整体的平整度，减少道路路面的交通隐患。

1.4 道路沉降问题

道路沉降问题在路面病害中十分常见，其主要类型包括路基断裂式沉降、路面局部沉降、路堤脱落式沉降等，而结合园区内道路质量的检验结果可以得出，部分路段存在路基沉降的隐患，且部分道路的路面出现局部沉降的征兆。导致园区内道路出现沉降隐患的原因分为以下几个方面：首先，受到园区内地质条件的影响，一些路段的地基设置在软土层之上，导致部分路段的老路基与新路基之间缺乏合理性、地基对道路的承载力不足，而在长期车辆交通压力的作用下，道路的路基失去稳定，就出现不同规模的路基沉降现象。其次，园区内道路的沉降隐患因素不能排除施工设计的干扰[2]。例如，在道路的施工设计中，道路路堤的松铺厚度较高，下层的土层无法在路面碾压阶段中被压实，当下层土层的含水量降低时，土层对道路的支撑力度也会随之下降，使道路在承受交通压力的过程中出现沉降现象。因此，在园区内道路主要病害的防治工作中，道路养护作业必须针对路面及路基沉降问题制订有效的应对策略，保障园区内道路的设施质量。

1.5 面板错台问题

路面错台属于道路外观质量的通病之一，在长时间的交通、环境等因素的影响下，路面错台问题会更加明显。从园区内道路的错台问题产生情况来看，部分路段确实存在路面错台的情况，对道路的外观质量及效果产生一定影响。从引发园区道路表面错台现象的原因分析来看，路面错台主要与环境及轴载因素有关。例如，在当地日温差以及季节性温差的作用下，部分路段的路面会出现翘曲变形、面板胀缩现象。在此基础上，道路面板的受力结构失衡，导致道路面板的一端因车辆轴载压力较小而翘起，最终形成路面错台问题。

2 引发道路常见病害的原因分析

纵观针对园区道路的质量检测结果，引发园区内道路病害的主要因素包含交通、气候以及设计缺陷，而道路的养护与病害管理也应当以此为依据得到落实。以下是对园区内道路病害产生原因的具体分析。

2.1 交通条件引发道路病害

引发道路病害的交通条件主要包括：交通流量超标、车辆超重以及不符合道路限行标准的车辆交通。在诸多交通条件因素的影响下，道路的受载应力超出承载标准，导致园区内的道路出现路表磨损严重、道路外观受损、道路结构破坏等问题。

2.2 气候因素引发道路病害

引发道路病害的气候因素主要包括：变化幅度较大的季节性温差、降水等，由于园区内道路未能针对气候因素的影响制定实时的养护措施，导致受到雨水、高低温的侵蚀，出现不同程度的损伤。典型的代表有：园区内的大部分道路路面采用水泥混凝土结构，这一类路面结构虽然稳定性较好，但温差较大的情况下会出现胀缩情况，并且随着时间的推移会出现道路反碱现象，增加混凝土路面的内部孔隙率，影响道路的使用寿命。

2.3 设计缺陷引发道路病害

引发道路病害的设计缺陷因素包括：道路施工材料的选择、道路结构层的设计、道路性能的考虑等。而在道路设计缺陷因素的影响下，园区内道路的质量问题也就应运而生，园区内道路施工采用的水泥混凝土路面结构设计使用的为1∶3 的水泥砂浆，配合相应粒径的石灰粉煤灰稳定碎石，如果施工中混凝土砂浆混合不均，则会导致浇筑的混凝土出现砂浆少、石子多的情况，使道路内部出现蜂窝状的空洞，最终在交通的作用下形成路面下沉或坑槽。

3 道路常见病害的养护方法

3.1 道路养护监控方法及应用

3.1.1 应用信息化技术监控道路病害

为了有效防范道路病害，园区道路的养护工作应当围绕信息化监管技术展开，利用监控信息来布设道路病害防控计划，保障道路设施的养护工作质量。例如，相关部门可以通过利用公路养护云平台系统，对园区内的道路进行全时段的监控，其中包括：利用数据库统计道路养护检查信息；利用数据化云图检查道路外观；利用云计算分析道路修补中的资源使用计划；利用互联网收集养护园区道路的工作办法。通过全面采用信息化的方式收集道路病害的监控信息，才能够保障养护工作的长效化实施，解决园区道路的质量通病。

3.1.2 应用实地试验监控道路病害

为了在保障监管效率的同时，降低道路养护监管工作的工作量，相关部门应采用实地试验的方式，对园区内道路的主要病害进行原因分析与监控，并且以试验路段的养护管理实施办法为标准，选择切实有效的养护方案用于解决道路质量通病。园区内的混凝土路面板平面被分为左幅与右幅（见表1），相关部门可以集中监管试验路段，得出园区内道路的主要病害情况，并且及时制定有效的解决措施，避免养护管控不当造成道路病害恶化。

表1 园区内道路病害监管试验数据模拟

3.2 道路修补方法及技术应用

道路修补技术是道路养护管理中的重要组成部分，通过合理应用道路路面等结构的修补方法，有利于解决大部分道路在质量上存在的通病，使道路能够正常投入使用。针对园区内道路存在的质量问题，道路修补方法的选择应当就情况而论，例如，在针对园区左幅出现的多处路面裂缝问题时，养护管理可以通过使用三种典型的路面修补办法解决裂缝问题。首先，碎石化填缝技术能够用于解决路面的反射裂缝问题，该技术是通过利用破碎机设备，将出现严重裂缝问题的路段路面进行破碎处理，其中宽度小于3mm的轻微裂缝采用扩缝灌浆、中等裂缝则采用钯钉修补与填充；而针对单块板面出现的多条裂缝，养护过程采取整块板面的翻修工作，解决板面的多条裂缝问题。其次，养护工作中针对园区道路的板角裂缝问题采取的是角隅断裂修补的方法，即通过对破裂面进行切割，剔除掉道路的旧水泥路面，并通过浇筑的方式进行填补块面，完善道路的路面结构。最后，针对路面错台问题制订的技术方法为人工磨平处理法，即以路面错台的最高点为基础，向四周进行扩展与找平，配合接缝处理的技术方法进行路面封缝，从而有效地保障道路的平整度。通过采取多元化的道路修补技术及办法，有利于根据园区道路的实际质量问题制定最有效的养护修缮策略，优化道路的修复效果。

3.3 道路性能养护方法及技术

园区内的道路质量通病对道路的使用功能造成严重危害，为了有效防范道路质量病害对道路功能造成的影响，道路养护中需要提前预备“道路性能的养护技术及规划”，确保养护后的园区道路能够正常用于交通。而道路性能养护的技术内容分为以下几个方面：

首先，通过落实道路结构层的检验与养护技术，对公路路基、路面的结构刚度以及荷载力等性能进行测试，并且对性能不足的结构层实施加固养护作业，用于优化园区道路在交通中的使用效果。

其次，养护管理需要针对园区道路辅助设施的性能进行养护与观察，主要的内容包括：对园区道路的标线涂刷进行修补与维护；采用新涂料重新铺设路面覆盖层；针对园区道路的排水系统进行维护与清理；针对道路路肩进行加固与防坍塌处理。通过实施综合的道路性能养护工作，才能够保障道路及相关设施的使用性能符合交通标准，并且降低道路主要病害对其使用功能的影响。

3.4 落实道路病害防控养护作业

结合园区道路病害的检验结果可以得出，道路病害问题具有不可控、随机性的特征，并且会对道路的正常交通产生严重影响。因此，在实施对园区道路的养护工作时，相关部门需要同时落实道路病害的防控作业，降低园区道路在后续运营中产生质量问题的可能性。首先，通过制订针对园区道路的定期巡查与检查计划，指导相关部门对园区道路的病害问题进行全过程管控，最终才能够及时发现道路病害的征兆，并且预先制订养护与管理方案。其次，设置道路加固结构有利于预防道路路基沉降、裂缝问题，如：通过拆除水泥混凝土路面，并且采用半结构刚性材料或改性沥青材料，在道路表层铺设一层新的覆盖层，用于提高道路的纵向抗压能力，降低道路车辙与坑槽现象的发生概率。

4 结语

总体来说，道路交通、气候环境、人为破坏等因素是引发园区内道路病害的主要原因，只有通过对园区内路段进行分段检验与报告，才能够精准地分析出园区内道路的病害分类，并以此为依据制定有效的养护与病害处理措施。因此，针对该园区内的道路养护及管理工作，相关部门需要继续落实有效的管理技术及路面修补办法，提高园区内的道路交通水平。