高速公路路面病害原因及处理方法分析

2020-01-17袁铭

中华建设 2020年8期

袁铭

本文从实际角度出发，首先对高速公路路面病害类型进行分析，然后侧重分析各类高速公路路面病害产生的原因，最后分析具体的处理举措，希望借此进一步的提升高速公路路面施工质量和水平，全面推动国内高速公路行业领域更好更优的发展。

高速公路是当前交通运输中的重要组成部分，对社会经济的发展起到了十分关键的作用。高速公路项目运营阶段，总会滋生这样、那样的病害问题，该类问题出现势必会严重阻碍高速公路事业发展，也会对其正常运营和使用产生阻碍，间接性的影响国内社会经济发展。

一、高速公路路面病害原因概述

高速公路路面病害类型和原因可谓多种多样，从最开始的设计建造问题，直至后期运营使用中养护不到位问题等，均会产生公路病害。高速公路路面设计创新不足，总是采用以往半刚性基层混凝土结构参与设计，强基薄面的现象未曾发生变更。如此设计，设计理念有悖与当今社会经济快速发展下的若干需求，国民用车数量与日俱增，再加上车辆轴载有所增加，以往路面设计结构不能满足当前需求，公路使用寿命降低。还有就是设计过程中各类因素未能考虑妥当，排水质量不达标，一经降水必然积水，这样就会造成大范围的水破坏情况出现。地区不同，土质自然不同，很多高速公路工程项目建设期间，都没有侧重分析地区自然环境特点，设计材料备受环境影响，使得高速公路成品的实用性大大降低。

1.高速公路路面病害的类型

首先是裂缝类的公路病害，以龟裂和不规则裂缝以及横纵向裂缝为主；其次是松散类的公路病害，以坑槽、麻面以及脱皮啃边等为主；其次是变形类公路病害，以沉陷和车辙以及拥抱波浪等为主；最后是其他类型的路面病害，囊括了冻胀和翻浆以及泛油等诸多情况。

2.高速公路路面病害滋生原因分析

（1）裂缝类病害

首先，在裂缝类路面病害中，路面龟裂主要是因为路面整体强度低下所致，路面基层软化且稳定性严重不足，这是导致路面脆化的主要原因。

其次，纵裂的原因有很多，第一是因为路基压实度不均匀以及路面沉降不均匀造成；第二是沥青面层分幅摊铺过程中，双幅接茬处理不到位，行车荷载量过大，继而出现纵缝；第三是车辙边缘荷载不均匀所致；第四是公路养护过程中基层处理以振碾为主，和之前基层刚性不协调；第五是新旧路面施工中的粘结效果差。

再者，横裂病害原因，荷载性裂缝主要是因为车辆严重超载，最后造成沥青面层、半刚性基层内出现拉应力，此时拉应力超过疲劳强度，由此产生裂缝，而路面沥青面层温度收缩性裂缝以及基层反射性裂缝，二者归属于非荷载性裂缝范畴。

最后，沥青混合料中，维系沥青混合料劲度的关键在于沥青自身劲度，混合料低温劲度决定路面是否开裂，若是沥青出现老化的情况，劲度越大的话，那么裂缝就会出现得越早。

（2）变形类病害

首先，车辙。车辙分为了结构性车辙和流动性车辙以及磨损性车辙、压实不足型车辙四大类。之所以车辙会产生，主要是内外因素交织综合影响所致，内因涵盖了沥青混合料以及路面结构设计，外因则涵盖了施工要素和交通要素以及气候条件要素等。关于沥青混合料，防止车辙情况出现的办法就是强化公路路面沥青混合料的抗车辙能力，车辙的产生和沥青黏度有着密不可分的关系，提升沥青高温黏度才能有效的规避车辙；车辙也受沥青混合料厚度影响，厚度和车辙呈正比关系，面层越厚的话，车辙就会变得越严重；交通条件方面，重型载物汽车在主干道通行，速度缓慢且会因为单轴荷载过大而造成路面车辙；气候条件方面，因为高速公路沥青路面吸收热量的能力很是强劲，当气候相对较高时，路面交通行车荷载反复，车辙最易出现；施工因素所致车辙出现不容忽视，因为施工中压实度降低，孔隙率不达标，这些都会造成车辙产生。

其次，沉陷。高速公路路面沉陷病害之所以出现，其一是因为公路路基不均匀沉降所致，继而出现局部沉陷，其二是因为路面土基和基层结构被破坏，继而出现路面沉陷问题。

再者，拥包。因为施工过程操作有误，沥青出现撒漏，这是导致路面拥包的主要成因；还有就是由于面层沥青用量过多以及细料过于集中所致；另外一个主要原因就是由于基层问题而造成路面拥包。

最后，波浪和搓板。该类路面病害主要是因为面层问题导致，面层和基层之间的衔接不是很稳定，这样就会造成波浪和搓板出现，加之基层局部强度低下且稳定性效果差，这些都是产生路面波浪和路面搓板的主要原因。

（3）松散类病害

首先，坑槽。坑槽路面病害主要分为压实不足性坑槽和厚度不足类坑槽，前者是因为施工过程中的混合料温度过高，让沥青变得老化，沥青粘结效果差且变得十分脆弱，在行车荷载下便会出现坑槽，还有就是因为混合料温度过低，在摊铺的时候不能进行均匀操作，压实效果差，继而造成坑槽的出现；后者是因为路面上层局部厚实度不达标，在道路行车作用下极易出现坑槽。

其次，麻面和松散。由于嵌缝料散失，继而出现轻微路面麻面的情况；因为沥青用量不足，亦或是低温条件下就进行施工，从而导致沥青面层松散不堪；由于油温太高，沥青老化后便会失去粘结性效果，所以就会产生松散的情况；由于沥青和酸性石料，这两者间若是不能良好粘附，必将会导致松散；最后是因为基层或者是土基软化所致。

再者，脱皮。因为沥青面层和上封层之前不能实现良好粘结，初期养护工作不到位也会造成脱皮，还有就是面层和基层由于粘结效果差，也会出现路面脱皮现象。

（4）其他类型病害

由破损和病害造成的路面修补损坏面积，路面破损和沥青混合料要素以及路面设计因素，还有就是交通、气候条件等因素，这些均是路面病害出现的主要影响因素。

二、高速公路路面病害解决方案分析

尽管反映高速公路路面竖向变向能力的弯沉值需要满足规定标准，但路面横向裂缝、龟裂、车辙和拥包情况时有发生，会直接反映出路面抗拉能力不足和抗剪强度不够，还有就是沥青路面劣化和缺陷犹存。所以此时在进行高速公路沥青路面优化时，要将路面破损情况以及弯沉度作为核心凭证，由此循序渐进开展病害处理工作。

1.旧路面优化

路面病害程度划分，老路面坑槽、沉陷、龟裂病害，路面皮损严重且100m范围内修补面积＞15%额度的路面，路面横向裂缝呈持续发展态势，间距＜15m的路段，路面松散、麻面、细集料剥离明显的路线。以上情况中的每一类都属于严重病害路段，若是没有出现上述某一情况，那么一律视为轻微路面病害。

2.旧路面优化方案

通过数次调查和分析可看出，路面病害情况反映出路面结构劣变、缺陷严重，要通过一定的分析优化，针对病害轻微路段，选择铣刨（18-h）cm.h作为路面加铺厚度，厂伴热再生8cm，亦或是直接使用AC-25C粗粒式沥青砼铺筑，然后加铺6cmAC-20C+4cmSMA-13处理模式。针对高速公路路面病害严重地段，首先是铣刨（18-h）cm，之后在此基础上使用水稳碎石来实施换填操作，在上面铺设8cm厂伴热再生沥青混合材料。

其他类型处理方法中，主要是使用注水泥浆处理法来解决路基模量短缺问题，使用高聚物注浆法来解决公路路基、基层的沉陷问题。

3.其他说明展示

由于判断有失或不可抗力因素存在，高速公路表面病害严重路段，当部分沥青层铣刨操作后，要现场对公路基层情况予以综合评定，使用弯沉检测技术来操作检测，查看是否满足规定要求，保障基层的挖除工作和换填工作都做到位。当基层挖除完成后，检测公路路床弯沉情况，查看是否达到标准，假设未能满足标准要求，就要对公路路床予以注水泥浆处理，亦或是选择高聚物注浆施工方案。

由于具体桩号结构厚度，相对来说它的变化很大，旧公路改善铣刨期间，假设铣刨后剩余沥青厚度只有2～3cm的状态，要一并铣刨处理，从而达到薄弱基层削弱的主要目标。

针对厂伴热再生，此时可以使用AC-25C粗粒沥青砼来做以代替，替换掉已达使用年限的材料，粗集料指标失效，难以再回收二次使用。

高速公路路面病害解决，可以修补公路路面的病害，保障交通运营趋于正常，从而增加公路项目使用期限。假设不能及时有效地处理公路路面病害，那么就一定会给未来的交通安全埋下隐患。在进行高速公路路面病害处理过程中，若想进行有效的管理，一定要配备周期性的跟踪检测和正规化的信息评价结构系统，对病害进行透彻分析后，找出问题滋生诱因，如此方可实施有效的病害处理。在此期间务必要对公路路面予以全面检查，采集好重要的价值性数据信息，之后创设庞大的入库数据库，灵活使用信息技术，继而及时拟定针对性处理方案。