陷坑和裂缝路面病害机理及其处治方法

吴占峰

【摘 要】陷坑、裂缝是常见路面病害，本文是笔者基于多年来对路面病害的调查资料和处治的实践经验总结，可供公路工程勘察、设计、施工、监理和养护借鉴参考。

【关键词】公路路面；陷坑；裂缝；病害机理；处治方法

【Abstract】Highway pavement crack and pitfall are the main problems that often occur. The author have deal with them several years through investigation and treatment experiment. Here are some ways we can follow.

【Key words】Highway；Pavement；Crack；Pitfall；Mechanics；Treatment

1. 前言

（1）我国公路特别是高速公路持续快速发展备受国内外关注，其发展对国家经济高速增长起到不可估量的推动作用。但是，我们也应面对因勘察、设计、施工和监理环节存在的某些问题，致使路面出现陷坑和裂缝病害。某些病害在交工后不久就较为严重，对此不得不进行处理，虽然不断加大处理力度但仍得不到有效结果，这即是人们称之为“豆腐渣工程”。

（2）路面病害不仅使国家蒙受巨大的经济损失，也因其达不到设计的车速标准，甚至造成交通堵塞或断行，影响到交通安全，造成行车隐患，如若处治不当，不仅会给社会带来不可估量的经济损失，也会给公路行业的形象造成巨大伤害。因此，路面病害防治任务是我们公路事业的重中之重，必须防患于未然从根本上解决。

2. 陷坑和裂缝路面病害机理分析及其处治方法

路面病害的发生不仅与工程勘察、设计、施工和监理的人为环节有关，也与场地工程地质条件、填料工程性质、路基填筑高度、地形地貌条件和气象条件等客观因素有关。

处治路面病害是事后被动所为，而其基本对策是从工程勘察、设计、施工和监理环节的源头进行控制和预防病害，这就要求我们认真执行勘察规范，查明场地工程地质条件，说明诱发病害的潜在工程地质问题和处置方案；设计环节应依据工程地质勘察文件，并遵照有关规范要求，作出有针对性的最优设计；施工和监理应严把设计的实施和严格执行施工规范有关规定。本文对上述不做详细论述，而仅就对已有的常见病害论述其机理，并提出处治方法建议。

2.1 陷坑

2.1.1 软弱地基、填料岩土软化成因陷坑。

该类陷坑多处于低填或零填路基及挖方路基，其地基为软弱土或因地下水出露或排水不畅致使地基和填料岩土软化构成陷坑病害的潜在因素。该类病害特点是路面出现弹簧沉陷和隆起，致使路面结构完全破坏。养护单位虽然历年回填陷坑削去隆起，但仍不能得到有效的治理。对该类路面病害处治应针对其原因，建议处治方法如下：软弱岩土地基薄层时可全部挖除，回填工程性质稳定的透水材料；软弱岩土地基厚层时可酌情采用粘结加固桩或排水固结粒料桩复合地基处理；对软化的岩土填料应挖除，回填工程性质稳定材料；强化路基路面排水和地下水排泄，预防地基岩土和填料软化。

2.1.2 灰土基层强度低、灰土基层和路床均软化原因的陷坑。

（1）该病害特点是最初发现路面上有灰白色斑点，其成分为灰土，其后斑点密集并扩大为陷坑，陷坑又逐渐扩展，致使路面整体破坏。

分析该类病害主要内因是路面排水和防渗功能差，灰土基层厚度和强度不够，路床压实度和CBR强度不满足设计要求，特别是填筑材料未经改性处理的膨胀土；主要外因是暴雨季节路面积水深，且积水时间长，车流量大，特别是大型重载货车多。基于上述内外因条件，行车时重车轮像活塞频繁强压路面积水使之进入并抽洗灰土层和路床，致使灰土层和路床土软化并被带至路面形成灰白色斑点，最终导致路面结构破坏。

（2）处置应尽早发现及时处理，防止病害扩大。建议对病害严重路段采取挖除全部路面结构层，对CBR强度不符合规范要求的路床也应挖除，重新做好符合设计和质量要求的路面结构层和上路床，并可酌情在灰土基层中加铺1～2层防渗土工布；对病害不严重且呈局部出现者，可采取压浆加固方法。

2.2 裂缝

2.2.1 温差收缩效应裂缝。

该裂缝多以5～10米不同间隔呈横向顺直贯通，其宽度1～3mm不等，个别大于3mm。取芯证实该裂缝延伸至半钢性水泥稳定碎石基层。分析原因是与该基层配合比强度及其施工期温度过高，且温差变化大，养护不规范有关，我们称该类裂缝为温差收缩效应裂缝。

基于该裂缝延伸度小，仅为已稳定收缩裂缝，则建议切缝后用沥青填充裂缝即可。

2.2.2 施工搭接裂缝。

该裂缝处于施工搭接部位，且长而顺直，延伸至半刚性基层，这与施工搭接有关。基于其延伸浅已处于稳定状态，则建议仅采用切缝后用沥青填充裂缝即可。

2.2.3 胀缩裂缝。

该裂缝为纵向裂缝，出现在用膨胀土填筑的路基，特别是路床采用未改性的膨胀土，路堤上部边坡未封闭防护的路基。裂缝出现在土路肩、紧急停车带和行车道。土路肩裂缝宽达0.5～3cm，且长而顺直，切断排水槽，其深度切过下路床。紧急停车带和行车道裂缝宽度小于0.5cm，其长短不一，长者达百余米，短者小于50cm或更短，呈雁行排列，其深度切过上路床。

裂缝与采用未经改性的膨胀土填筑路床有关，这是因为路堤上部未封闭防护条件下，致使膨胀土路床在斜坡处于临空暴露，受大气影响在水平方向和垂直方向发生膨胀变形。由于大气影响程度是变数，而胀缩变形在不同时间也不同，则出现的裂缝宽度和部位也不同，即形成多条且其长度和宽度也有差异。

基于该类型裂缝的成因，则建议对路肩裂缝采用沥青充填后作混凝土封堵；对路面裂缝采用切缝后用沥青填充裂缝处理；对路肩和路堤斜坡做全封闭防护。

2.2.4 路堤自身失稳滑移裂缝、路堤和地基整体失稳滑移裂缝。

裂缝特点是在路面上呈弧形，两端收敛于同一侧路肩，且规模大小不一，裂缝在横断面上可处于任何部位，其向下可呈圆弧形倾向于堤外。路堤自身失稳滑移的滑动面至于路堤坡脚未切入地基，路堤和地基整体失稳滑移的滑动面切入地基一定深度，且堤外出现地基受剪切破坏而隆起。

路堤自身失稳滑移原因是路堤填料的内摩擦角和粘聚力强度参数不满足填高和坡率要求；路堤和地基整体失稳滑移原因是地基内摩擦角和粘聚力强度参数不满足过高路堤荷载要求。

处治方法是针对原因控制路堤自身和地基稳定使其不再发生滑移，对路堤自身失稳滑移可在坡脚设置重力式挡墙或反压护道，并调整坡率，这是优先考虑采用的简易而经济的方法，除此，可酌情对路堤斜坡采用锚杆（土钉）加固或在坡脚设置抗滑桩方案；对路堤和地基整体失稳滑移，被认为是有一定难度的治理工程，建议对斜坡采用锚杆加固、坡脚酌情设置抗滑挡墙和抗滑桩或综合运用方案，其设计应使锚杆、挡土墙和抗滑桩伸入滑动面以下足够深度。

基于处治后的路堤自身、路堤和地基整体的稳定条件，外因滑动形成的裂缝可得到有效的控制而不发展，则对已形成的裂缝可采用切缝后用沥青填充裂缝即可。

2.2.5 地基不均匀成因裂缝。

地基不均匀指路基跨越沟塘、洼地和先期堆积的垃圾和废渣，对其又无做必要地基处置。则路堤填筑后出现不均匀沉降而形成裂缝。裂缝处于结合部其形态与结合部边界形状有关，裂缝基本反映出不均匀地基范围。

处理方法除对已有裂缝做切缝后用沥青填充裂缝外，最根本方法是对不利的地基作加固处理，其方法可酌情采用压浆或复合地基后处理。

2.2.6 填料不均匀成因裂缝。

填料不均匀指填料成份复杂，特别是有膨胀岩土、砾卵石或大粒径漂石，施工时不按虚铺的规定厚度，对不同工程性质岩土填料无作分选或均匀拌合，而是无序地混乱上料。则填料不均，其工程性质差别大，压实标准不能有效控制，这就使填筑所作的路面出现不均匀沉降形成不规则的网状裂缝，裂缝反映出不均匀填料范围和其复杂程度。

基于该类裂缝与填料不均匀有关，且不涉及地基问题，则建议对裂缝范围作压浆处理，处理深度应进入下路堤，路堤填高小时可至于原地面；对已出现裂缝，当网状裂缝密集时，可重新作面层；对个别少量裂缝可切缝后用沥青填充裂缝即可。

3. 结论与建议

3.1 处治陷坑和裂缝常见路面病害应主动从工程勘察、设计、施工和监理诸环节源头控制，而工程勘察、设计环节尤为重要。

3.2 路面病害原因多与场地工程地质条件有关，强化岩土工程勘察和岩土工程设计对公路行业勘察设计院是至关重要的。

3.3 对已出现的路面病害应认真调查，分析病害机理，处治方法应有针对性，否则就会劳而无功，得不到有效治理。

参考文献

[1] JTJ064-98，公路工程地质勘察规范[S].

[2] GB50021-2001，岩土工程勘察规范[S].

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[4] GBJ112-89，膨胀土地区建筑技术规范[S].

[文章编号]1619-2737（2015）03-30-037