公路路基路面病害成因及治理措施

郭丽洪

广东交粤工程检测有限公司，广东 广州 510520

1 工程概况

1.1 工程规模

案例工程由东、西两条并行二级公路组成，路线长度为4.907km，路面宽度为15m，起点分离处与终点交汇处均为宽22m的一级公路。其中，东侧并行线为乡镇街里，主要行驶私家车等小型车辆，西侧并行线主要行驶大型货车和挂车。

1.2 路基路面现状

自公路建成通车以来，交通量增长较快，超载超限车辆较多，原有路面经过多年运营，大部分路面出现了路面病害。路面病害主要表现为裂缝类病害。裂缝类病害在全线均有不同程度的分布，主要表现为横向裂缝、纵向裂缝、块状缝和龟裂，部分裂缝带有一定范围的松散现象，部分轮迹带部位伴有龟裂、沉陷等。不规则裂缝、龟裂在部分段落连续发生，与沉陷伴随出现，多出现在行车道。另外，还产生了明显的路基路面沉降的情况，虽然进行了日常的维修保养，但仍然无法完全抑制道路病害的产生。由于道路病害严重，道路服务水平明显下降，路面使用性能有所降低，严重影响行车的舒适性、安全性，有必要对该路段进行大修。

2 公路路基路面病害及成因

2.1 路基病害及成因

公路路基病害主要表现为路基下沉，路面形成轻微的波浪形。产生路基沉降的主要原因是路基施工时的压实度不足，在长期的大型车辆荷载作用下，路基因承载力或强度不足产生不同程度的沉降。另外，在其他的公路工程中路基病害还表现为路基边坡滑塌，由于地形土质的影响及雨水的长期冲击，路基边坡容易出现滑坡和塌方[1]。

2.2 路面病害及成因

对不同路段的典型病害进行取芯成果分析发现，西侧并行线大部分路段路面病害严重，路面基层破碎现象明显。路面纵向、横向裂缝处面层破碎，基层伴有裂缝，附近路面完好处基层结构完整性良好；龟裂、块裂处沥青面层与基层为松散、破碎状态，无法成型，芯样层间结合差，龟裂、块裂附近路面完好位置处基层也破碎，无法成型。该公路工程路面病害主要为以下几种：

（1）路面纵、横缝（见图1、图2）。整个路段纵、横向裂缝比较普遍，宽窄不一，部分横缝贯穿整个路面，纵向裂缝长度达连续几十米至几百米，形状比较规则，纵、横缝交织并形成网裂和路面沉陷。这类裂缝大部分是基层的反射裂缝，还有部分属于低温收缩裂缝。桥头裂缝大部分是由桥梁和路基连接处地基的不均匀沉降导致的。纵缝是沿着路基方向产生的裂缝，裂缝的走向则没有特别的规律[2]。纵缝产生的主要原因：一是路基的不均匀沉降，路基填方的差异及路基压实的不均匀会导致路基产生不均匀沉降，最终使路面产生纵长裂缝；二是路面的疲劳破坏，车辆荷载的反复作用使路面沿着车辆轮胎的行驶方向产生不同程度的裂缝；三是在加宽的道路中新旧路的线接触，由于施工衔接的问题而产生纵向裂缝。

图1 纵缝

图2 横缝

（2）路面龟裂（见图3）。路面龟裂一般都伴随路面的沉降，龟裂产生的原因主要是道路结构间黏结强度不足[3]，从而导致沥青面层出现不同程度的裂缝，在雨水和车辆荷载的反复作用下，裂缝逐渐蔓延，最终形成不同程度的龟裂和沉降。另外，由于路面整体强度不足，基层破坏，其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行裂缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝，在荷载的作用下路面出现过大的弯沉及结构层应力显著增加，导致疲劳破坏。

图3 龟裂

（3）块状裂缝（见图4）。块状裂缝是以网状为表现形式，块状裂缝的起始是一条条的纵缝，在长期荷载作用下和反复的雨水侵蚀下，纵向裂缝周围逐渐出现一条条横向和斜向的裂缝，最终形成网状和块状裂缝。块状裂缝的形成原因主要是纵向裂缝产生后没有得到及时的处理，当裂缝遭到雨水的侵入后，雨水逐渐深入道路的基层，使基层表面受到侵蚀，再由于汽车荷载的反复作用，基层表面被损坏，进而产生块状裂缝。另外，疲劳破坏也是形成块状裂缝的主要原因之一。在该工程中，因为大型货车较多，汽车超载现象严重，所以产生了较多的块状裂缝。

图4 块状裂缝

3 公路路基路面病害治理措施

3.1 公路路基病害的治理措施

针对路基路面的沉降变形，应采取有效的措施，保证道路的顺利通行。首先，在道路施工前期要采取积极的预防措施，严格控制施工质量，路基分层铺筑后，要在施工后进行路基压实度检测，不合格的要返工；路面面层铺筑后也要进行平整度检测，检测合格后方可进入下一道施工工序[4]。另外，在施工时应注意各个部门之间的沟通协商，保证施工质量。

道路建成后，若在使用过程中发现道路出现下沉及变形，相关技术人员要及时对路基路面下沉或者变形的路段进行病害检测，分析相关的道路数据及检测指标，根据破损情况制订相应的措施，采取维修养护措施，防止因此而产生交通事故。在路面维修养护完成后，及时对路基路面的相关质量指标进行检测，检测合格后才能重新恢复通行。

3.2 公路边坡的养护措施

公路边坡出现滑塌最主要的原因在于排水，因此要做好路基路面的排水，才能从根本上解决边坡的滑塌问题。在施工阶段或者后期的维修阶段，都应该重视路面排水工作。排水主要分为集中排水和分散排水两种[5]，公路工程常用的排水方式是集中排水，即在公路路肩外侧设置预制混凝土块，在路面边缘形成集水槽，再利用泄水口将路面积水排出，也有些路段在道路中央设置雨水井等。分散排水则适用于一些小坡度的路面，当公路工程使用分散排水这种方式时，需要同时硬化路肩和边坡，防止因水量过大，对路肩和边坡产生冲击。

另外，对于已经建成的边坡，为了提高其稳定性，可以采取一些加固和防护措施。在日常的养护中，加固防护措施主要有植物防护、工程防护等。植物防护主要指在公路边坡种植一些树苗或植被，降低水流的流速，在一定程度上起到缓冲作用，进而达到对边坡防护的目的。该方法不仅有美观的效果，还能达到净化空气的目的，投资也比较小，因而在工程中得到了广泛的应用。但如果公路边坡坡度较大，不利于植物的生长时，可以采用工程防护措施，如设置挡墙、支护等。因此，应根据工程地质特点来选择相应的边坡防护措施，减少边坡滑塌现象的出现。

3.3 公路路面病害的治理措施

对于路面病害，可以从两个方面来处理。首先，在前期施工阶段，要选用合适的沥青品种，并严格控制施工质量。沥青面层是车辆荷载直接接触的结构，在反复的车辆作用下沥青面层极易发生各种病害，因此在施工时应该按照设计规范选用沥青品种，并且在进行沥青的拌和及摊铺时，要保障施工质量，每项工程完成后要及时进行相关指标的检测，检测合格后方可进行下一道工序。只有从根本上保证了路面的质量，才能减少路面病害的产生。其次，当路面产生裂缝等病害时，相关技术人员要及时到路段现场进行病害的检测和评估，根据病害情况采取相应的处理措施。对路面裂缝进行灌缝处理时，要将裂缝处理干净，修补后要与原路面齐平，防止因路面不平整而导致跳车现象。对于大的块状裂缝和龟裂，需切割后重新铺筑。在铺筑新的沥青面层时，要注意路面的高程和施工质量，保证各层之间的粘接以及路面的平整，提高道路的使用性能。

4 结束语

随着我国道路交通事业的快速发展，公路建设也逐渐增多，对公路路基路面的质量提出了更高的要求。近年来，虽然很多工程技术人员在处理公路路基路面病害上研究出了很多的新技术，但仍然面临巨大的挑战。公路工程是一项十分复杂的项目，在施工中稍有疏忽，将可能严重影响施工质量，进而导致路基路面病害的产生。这要求施工人员和相关技术人员在施工时严格保证施工质量，及时检测相关工序的合格性。只有在施工初期做到严格要求，才能在道路的后期使用中减少路基路面病害的产生，延长道路的使用寿命。