公路病害调查检测及维修养护策略分析

石琦

（上海宝钢新型建材科技有限公司，上海市201900）

公路病害调查检测及维修养护策略分析

石琦

（上海宝钢新型建材科技有限公司，上海市201900）

通过对上海郊区某段高速公路所作的调查与检测，就其路面现状和路面病害特点进行阐述。结合自然条件深入分析该路段的病害原因，并对所需采取的措施提出了针对性的养护策略。

路面现状；病害原因；养护策略；上海市

0　前言

随着近年来经济的不断发展，高速公路的建设技术和水平随之提高，但是经济的发展也带来了一些不利影响，比如车辆数目随之增加且车辆荷载也不断增大，特别是超载现象的普遍化，使得路况恶化速率明显加快，路面破坏现象严重。为使高速公路保持良好的路况和一定的通车效率，需要投入大量的养护资金并及时评估路况进行路面养护。采取养护措施的合理性和科学性将直接影响到路面使用性能和使用寿命。如何根据高速公路所处具体环境制定科学并有针对性的养护维修方案己是一个重要课题。笔者根据上海郊区环线北段工程（沪宁高速公路-同济路-双城路）路面的具体特点，对路面病害展开了统计分析，并提出了提高路面维护状况和降低路面病害发生的方案。这对于延长高速公路的使用寿命和路面质量，促进经济发展有着一定的意义。

1　路面状况调查

该项工程检测路段位于江苏省昆山市花桥镇、上海市嘉定区和宝山区境内，为全封闭式双向6车道高速公路，主线长为38.78 km。其中部分路段路基采用粉煤灰以便增加密实度降低沉降，一般路段就直接采用土基，原状土易沉降含水量高路段铺设30 cm厚的砾石砂层。在以粉煤灰为填料的地段，铺设无纺土工布（250 g/m2）于砾石砂上。道路路面基层自上而下分别为20 cm水泥稳定碎石、20 cm二灰碎石、20 cm掺杂了6%质量分数石灰的石灰土，硬路肩路面基层分别为25 cm水泥稳定碎石、20 cm掺杂了6%～8%质量分数石灰的石灰土，路面铺设沥青混凝土。

现场调查状况分析，检测路段地势较低地形平坦且位于上海入海口，位于北亚热带区。其地区气候特点为降水充沛，四季分明，气候湿润春秋的、较短，冬夏较长，年平均气温16℃左右，年平均降水量为1200mm左右，降水集中在5至9月，就是人们经常说的梅雨期，夏季或有台风。

大气降水及长江水是检测段内充沛的地表水来源，且路段所处地势较低，容易在雨季时形成雨涝且雨水不易排出；另外，路段中土层以低液限黏土.砂质粉土及粉细砂为主，大部分为较厚软土层，软土层一般埋深在3m左右，厚度在4m～25m。现发现该路段土质有侵蚀痕迹，表土层均为黄色.灰黄色粉质黏土。路面病害调查及现场检测的目的是进一步查明路面的详细破损程度和破损数量，评价路面使用现状，为有针对性地选择路面改造方案提供技术依据。

2 既有路面典型病害分析

上海年平均降雨量在1 200 mm左右，路基路面在重型车辆的反复冲击下加上水损害将导致各类病害产生。该项检测常见的典型病害如下表1所列。

表1常见的典型病害一览表

2.1裂缝类（见图1）

2.1.1龟裂

由于空气、温度、阳光等因素对路面的氧化侵蚀，路面上的沥青会发生老化，其中碳氢化合物分解、分子量降低会导致粘塑性降低或者丢失，从而在行车荷载的反复作用下出现松散掉粒、形成裂缝甚至大片网状龟裂。龟裂是在重载车辆的反复碾压下，由于路面设计强度不足、基层湿软、雨水空气侵蚀等原因，其形变不断增大和挠度过大，沥青料不断从路面产脱落，再在明显增加的车辆载荷的往复作用下形成疲劳裂缝。

图1　裂缝类病害实景

2.1.2纵向裂缝

与道路中线方向大致相同的出现在行车道上的单根纵向长条裂缝。可能是由于雨水渗入地基，再加上施工搭接等工程质量问题，在车辆作用下裂缝增大形成纵向裂缝。

2.1.3横向裂缝

从图1可以看出，其横向裂缝已经贯通整个路面，主要是由于温度和湿度的不断变化路面不断收缩膨胀引起疲劳，地基或填土路堤纵向不均匀沉降，再加上车辆荷载的反复作用，沥青路面开始产生裂缝。一开始大多出现在两侧，后发展为横贯整个路面的横缝。

2.2松散类（见图2）

图2　松散类病害实景

2.2.1坑槽前期——唧浆

上海地区因位于长江入海口，雨水充沛、地下水位高、排水不畅等导致路基长时间含水量过高，特别是在梅雨季节中，基层经水软化并膨胀，再经行车连续作用，一些细小的基层颗粒被挤出路面，出现弹软、唧浆、松散等现象。随着唧浆的出现逐渐发展网裂和槽坑。

2.2.2坑槽

当水透过沥青面层进入到底面层和基层中时，很可能因为排水不畅导致滞留其中，在车辆的的作用下，对水产生很大压力进而冲刷基层细料形成灰浆。灰浆又因为行车的压挤作用，溢出路面形成唧浆。部分灰浆和水在车辆过后又会流回路面以下，所以在车辆的反复作用下灰浆和水会反复冲刷裂缝，裂缝扩大形成新的裂缝并会出现下陷变形。当唧出的较多灰浆路面下方空槽较大时，可能会生成坑槽。当裂缝形成，水更容易渗透至路面下时，会导致侵蚀加剧，形成恶性循环，最终出现坑槽。一旦坑槽出现，车辆更加颠簸，对病害处产生更强的作用力，更快地重复上述周期，最终导致坑槽连片，整个路面都需要彻底修复。

2.2.3松散、脱皮

路面由于沥青较少或者老化导致粘性降低■消失，在车辆的作用下路表面出现集料和小块的混合料，一般在车辆经常行驶的地方较多。

2.3变形类（见图3）

图3　变形类病害实景

2.3.1车辙

路面在车轮荷载的反复作用下，路面不可避免会产生磨损，导致路面结构层与基层的压密、沉降，特别是高温季节下沥青面层较软，更容易被压实和形变，形成侧向隆起形状，路面会逐渐累积这种永久性变形。当车辙达到一定深度，车辙槽内极易积水并影响车速和易导致车辆不稳漂滑。造成沥青路面车辙的原因很多，可能是本身的内在因素如沥青材料差、沥青混合料级配设计缺陷导致路面上沥青高温下易变形，还有就是施工时压实度不足也可能导致出现下陷；从外因来说，车辆超载是产生车辙的主要诱导因素。上海地区夏季很多路面的最高温度可达65℃～75 ℃之间，而这一温度超过了设计施工技术规范的最高抗车辙温度，是车辙产生的不可忽略的因素。再加上降水的充沛和集中，如梅雨季，也会对车辙的产生起到了推动作用。

2.3.2沉陷

由于路面渗水，造成基层局部软弱强度下降，基层的整体强度收遭到破坏，从而发生了沉陷，这是一种结构性竖向形变损坏。对于检测路段的三渣基层，一旦产生裂缝，水就会顺着裂缝进入基层当中，导致基层更加松散，引发龟裂与沉陷。还有可能就是施工质量问题导致基层天生就处于整体强度不足的状态下，再加上水的侵蚀和车辆的作用，导致沉降的发生。

2.4钻孔取芯

在郊区环线北段路面进行病害钻孔取芯查看，外圈K189+550处的结构层厚是由沥青面层130mm和三渣基层380mm构成，可以发现面层重度龟裂，病害处基层碎裂未结成板块。外圈K198+000处的结构层厚是由沥青修补层115mm+原沥青面层70mm+三渣基层205mm组成，在修补、沉陷、裂缝处钻芯后看到三渣基层芯样松散碎裂未结成板块且伴有裂缝。给内外圈铁力路地道的道路面层病害钻芯查看，路面积水及渗水部位集中在节段施工缝部位，未见地道底板混凝土有损坏。

再结合路面的结构强度，行驶质量，抗滑性能测试后得出结论，郊区环线北段路面部分路段应采取大修补强措施以提高其承载能力。

3　病害治理措施

对于纵、横裂缝，缝宽较小的不作处理，当宽度达到3mm以上，需要先清洁裂缝，再用空气吹净灰土后，可以直接将沥青灌入封堵。如缝宽在5mm以上，则需要铣刨上层与中层，将不稳定结构层彻底挖除，并用压缩空气吹净后，再用半刚性材料如沥青混合料处理基层后再铺设沥青层。

对唧浆、坑槽、松散脱皮这类病害就采用铣刨修补。必须铣刨路面深达基层，需要清除基层松软部分，然后清除所有松动部分和杂物，基层可以采用沥青混合料或者铣刨料再生后填补。

车辙处需要对车辙和交通量关系进行分析是否由于路面强度过低造成。若仅轻微变形可通过控制车辆的行驶路径使车辙恢复平整，如果车辙过深可以将沥青混合料填入槽内碾压摊平。对沉陷处，如果填土密实度不够，可以进行压实处理；对密度较小、含水率高的软基或者黏性涂层，可以采取换土法，应选用强度高、透水性好的材料，如碎石土等。

4 小结

对上海市郊区环线北段工程（沪宁高速公路-同济路-双城路）路面道路存在的病害现状进行统计，并结合当地地理水文条件对病害产生的原因进行分析，提出相应的维护策略，对维护道路，增加沥青路面的使用寿命有着一定的意义。

河北发布2015年交通基础设施建设投资计划

2014年，河北省交通基础设施建设完成投资909.5亿元，再次取得新成绩。新增通车里程269 km，全省高速公路通车总里程达到5 888 km，跃居全国第2位，仅次于广东省。2015年河北省进一步推进交通基础设施建设，全省交通固定资产投资计划完成1 020亿元，增长12%。

2015年，河北省高速公路计划投资407亿元，新增通车里程350 km，到年底总里程达到6 238 km。加快在建项目建设，确保京昆石太北线、张承等5条段建成通车；抓紧拟开工项目前期工作，确保曲港、津石等10条段638 km开工建设；加快太行山高速开工建设步伐，做好北京新机场南出口高速等前期工作，大力实施京张-张承申奥迎宾大道改造工程。

同时，加快干线公路升级改造。普通干线公路计划投资135亿元，新改建2 200 km。重点建设对接京津的G335、G509等国道和松兰公路、京蒋公路等省道，提升技术等级。

在港口建设方面，今年计划投资160亿元，新增生产性泊位7个，设计通过能力6 275万t，总通过能力达到10亿t。推进秦皇岛港西港搬迁改造工程、唐山港京唐港区、曹妃甸港区煤炭、散杂货等码头建设，确保唐山港京唐港区36#～40#泊位、黄骅港综合港区钢铁物流通用散杂货码头工程2个项目建成投产。

2015年河北省民航计划投资95亿元，将做好北京新机场建设服务工作，争取承德机场建成通航，力争邢台机场开工建设，完成首都机场集团对河北机场集团的托管工作。

此外，河北省场站建设今年计划投资30亿元，建成邯郸客运中心站、沧州好日子现代物流中心等；地方铁路计划投资30亿元，推进唐曹、水曹铁路建设；绿美廊道改造将提升高速公路272 km、普通干线公路880 km。

U418

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1009-7716（2015）05-0144-03

2015-02-03

石琦（1980-），男，上海人，工程师，从事建筑材料及道路路检等方面的检测和研究工作。