干线公路沥青路面沉陷病害分析及修复控制

2020-07-26杜胜勇

四川建材 2020年7期

杜胜勇

(南充市公路管理局直属分局，四川南充 637000)

1 沥青路面沉陷原因

沥青路面(本文专指沥青混凝土路面)沉陷(见图1)是指由于路基、路面等结构层产生竖向变形而导致路面局部凹陷，低于周边路表面的现象。路面沉陷与车辙病害不同，其不局限于汽车轮迹带，其可能横跨2个或连续多个轮迹带。沥青路面沉陷主要原因如下[1-3]。

图1 沥青路面沉陷病害

1)路基、路面混合料在自然因素和车载作用下，进一步密实稳定，引起路面下沉，但一般不会引起路面破坏，沉陷深度一般≤15 mm。

2)软土路基段、半填半挖路基结合处等位置因(换)填料不合格或施工压实不足，其承载能力不均，荷载作用下发生不均匀沉降。

3)地表水或地下水对路面、路基材料的长期侵蚀下，导致路面层抗剪能力减弱或基层承载力降低或路基土含水饱和软化，在车载作用下发生不均匀沉降。

4)路面基层施工表面平整度有差异，引起铺装的沥青面层厚度不一致，在车辙荷载长期作用下沥青面层将产生不同程度沉降。

5)路基边坡在水或者地质灾害等因素影响下发生失稳坍塌引起路面沉陷破坏。

6)超载车辆超出路面结构层材料的极限承载能力，引发局部路面结构层损坏而沉降。

2 沥青路面沉陷修复控制

2.1 沥青路面轻微均匀沉陷的修复控制

当沥青路面结构层仅有轻微的沉陷时，若无明显破损，趋于稳定，可暂不进行处治。若有少量裂缝，可先进行灌缝处治后，在沉陷位置喷洒适量的乳化沥青，然后摊铺沥青混合料，并用压路机进行压实整平。

2.2 基层平整度差异致使路面沉陷的修复控制

由于基层表面厚度平整度误差过大引起路面不均匀沉陷的，应先对沉陷地段沥青面层铣刨挖出，清理基层上的渣土、灰尘，复测断面高程，并根据基层表面平整度实际情况计算沥青混凝土调平层厚度，喷洒沥青透层油，铺筑、辗压调平层后，按规范摊铺新拌沥青混合料面层结构层并压实整平。

2.3 基层结构损坏致使路面沉陷的修复控制

由于基层病害引起的路面沉陷，必须对基层进行修复或更换。修复过程中，首先对沉降破损的沥青面层按照“圆洞方补、斜洞正补”的方式进行挖除，开挖深度应超过路面结构沉陷深度，开挖完后，彻底清理坑内杂物、渣土，观察辨析基层病害类型和原因，再进行处治。

若发现基层骨料松散、剥离，则是因在原施工时基层原材料不合格，材料配合比不当或摊铺时材料已离析等原因造成基层局部强度不足。在修复施工时，应挖出不合格基层材料，重新铺筑合格基层材料，辗压调平后，再按规范铺筑沥青路面面层。

若基层出现龟裂、沉陷病害，则可能是在上部车辆荷载长期作用下，基层强度不足或因土基水害发生不均匀沉陷致使基层损坏。在修复施工时，直接挖出病害基层，并对含有松软土基部分进行挖除，换填合格新料并夯实；对地下水含水量大的地段，还应采取引排水措施并在基层下面加铺一层水稳定性好的底基层后，重新铺筑路面基层和面层。

2.4 路基边坡失稳导致路面沉陷的修复控制

在干线公路高填方路段、半填半挖路基段和临河(江)路基公路等特殊位置处。遇到降雨时节，时常有路基边坡失稳滑移引起路面沉降和开裂。为此，当遇见此类路面沉陷时，应首先对失稳边坡进行防护加固处治，并合理设置排水构筑物，再修复沉陷路面(见图2)。

图2 沥青路面沉陷修复

1)对于土质路基且坡度较缓的边坡，可通过种植草灌等植被进行防护加固，即有效增强路基土的稳定性和牢固性，减少雨水对路基边坡的损坏，又具有生态绿化效果。

2)对于地质松软坡面可采用石砌挡墙来进行防护和加固，确保边坡稳定性。

3)对于较易风化的软岩挖方边坡，砂浆抹面、喷浆防护多被采用。

4)对于临河公路路基边坡的防护加固，其主要目的是防止河水冲刷。目前主要采用有直接防护和间接防护两种方法。直接防护主要通过对路基岸坡进行加固，提升边坡稳定安全系数，包括坡面植被防护、干砌(浆砌)片石挡墙、路基注浆加固、抗滑桩、石笼压脚等。间接防护主要通过改变河道水流方向，间接降低水流流速的方式，以达到减少河水冲刷力度目的，常用方法有顺坝、丁坝等。

3 沥青路面养护管理控制

3.1 严控车辆超载

目前，车辆超载已成为干线公路沥青路面沉陷的主要原因之一。有关研究资料[4]表明，当车辆超载30%时，其车辆轴载作用次数相当于标准轴载作用的3.1倍；超载60%为标准轴载的7.7倍，超载100%时为标准轴载的20倍。在车辆超载长期作用下，路面表面弯沉值增大，路面内部结构所受压应力、剪应力随之增加，当路面底层拉应力超过路面材料容许拉应力值时，路面底层出现开裂，引发整个路面结构破坏、沉陷变形。为此，要加强超载车辆管控，严禁超载车辆进入干线公路，对超载车辆进行卸载减压，加强对驾驶人员超载危害及安全行驶教育，并适当处罚警告，可有效缓解超载车辆对干线公路沥青路面的破坏。

3.2 加大公路排水处治

沥青混合料中水泥、砂、石、矿粉均为亲水性材料，沥青为憎水性材料。以往路况调查分析及相关研究[5]证明水是干线公路沥青路面沉陷的主要诱因。沥青路面在车载和外部环境的长期作用下，路面混合料中的沥青膜逐渐老化或破坏，一方面，地表水自上而下渗入路面层或基层，与混合料中的亲水材料不断融合，降低混合料骨料间的嵌固效应，形成的水膜削弱沥青混合料各结构层间相互粘结力，使沥青混合料出现严重松散或剥离；另一方面，土基地下水自下而上渗透、扩张致使路基土含水量饱和，承载力降低，在上部荷载或地质作用下发生沉陷、滑移现象。为此，在沥青路面修复施工时，既要保证路面横坡和平整度，又要加强排水隐患处治，对已有的暗沟、涵洞、排水沟必须进行疏通修复，并在雨水聚集区域适当增设排水盲管，提高道路排水效率。