高速公路路面常见病害成因与养护措施探析

陈泓旭，申蕊闻

（1.郑州郑少高速公路发展股份有限公司，河南 郑州 450000；2.安徽工程大学，安徽 芜湖 241000）

高速公路作为社会发展中的重要基础性设施，牵扯人们的日常出行，也涉及不同地区间的经济文化往来。在近些年的高速公路发展中，国家政府建设了多条高速公路线路促进经济的发展，但并非所有的高速公路皆处于健康平稳的状态，许多老旧的高速公路因长期处于高负荷运行状态，已呈现出不同程度的损坏现象，若不加以养护管理，会引起严重的交通事故，影响正常的出行，更不利于经济的良性循环。

1 高速公路常见路面病害表现

1.1 沉陷

沉陷是高速公路典型路面病害之一。由于在施工过程中路基并未完全密实或填筑土质材料差，又在后续受到地下水与车辆荷载的因素不断加以施加作用后，产生了不同程度的竖向变形，从而使得部分路面出现了下沉现象[1]。据有关技术文件判定，沉陷分为轻重两级，当局部下沉路面深度大于10mm 即可判定出现了沉陷病害，大于25mm 的深度即可说明产生了重度沉陷危害。

1.2 松散

高速公路路面的松散危害大多产生在沥青路面的投用初期，是指沥青表面层与内部集料粘合力不足，骨料与沥青酥软、松垮直至逐渐流失，而后造成路表呈现悬浮状集料的形态，面层骨料脱皮，且在轮迹处松散情况最为严重。当路面细骨料出现麻面、脱皮等现象时，则属为轻状松散，若路面的粗骨料出现坑洞、脱皮、露骨等现象时，即归为重度松散。

1.3 裂缝

裂缝类路面病害在养护工作中较为常见，其对于高速公路路面的损伤不容忽视，并且影响行车交通安全，表现种类主要有以下三种：

（1）横向裂缝。横向裂缝的产生位置无明显规律，不集中，缝宽不一，其朝向与行车方向近乎垂直，且周围会产生少量支缝。若横向裂缝未得到有效处理，会逐渐向路基延伸，形成更大的裂缝危害。

（2）纵向裂缝。纵向裂缝多发在路面接缝、路肩边缘、紧急停车带等位置，其大小、宽度不尽相同，朝向与行车方向近乎垂直，故称为纵向裂缝[2]。纵向裂缝的路面危害会发生路基滑移，极大地增加了交通运输中的安全隐患。

（3）网状裂缝。指形似蛛网般的细小裂缝，它是纵横交错的疲劳裂缝。裂缝常成片出现，是由一系列多边形小块儿构成的网状开裂，并伴随变形、松散等现象。

1.4 坑槽

坑槽是指在温度及交通荷载的不断影响下，沥青膜与骨料的粘附力减弱产生空隙，路表水进入沥青表面层时，水停滞在沥青与骨料之中，而后行车荷载与重载车辆和水形成水动力，动水压力使得沥青膜与骨料逐渐剥离，最终形成了坑槽[3]。

2 高速公路常见路面病害形成原因

2.1 沉陷病害的形成原因

2.1.1 基层不平稳

沥青面层的厚度受到基层表面平整度的影响，若沥青面层来的松铺厚度不相同，则在行车的碾压后可能会发生沉降。一般情况下，若基层平整度产生误差，则可通过调整面层来矫正，但只限于误差较小的平整度。当出现误差较大的平整度时，就不能施工整调面层，因此沥青面层的厚度受到影响，再加上车辆荷载作用，会逐步产生沉降，最终导致沥青面层沉陷。

2.1.2 载量超限

导致沥青路面产生沉陷的主要原因之一是车辆的载量超限。据测计，若将一载重10 吨的车辆增加5 吨，则其对路面结构破坏的程度就扩大了6 倍以上。

2.1.3 路基刚度不足

路基的刚度决定其承受荷载时抵抗变形的能力。如果路基的刚度不足，在车辆荷载不断碾压下极易发生沉降，路表将遭到损坏。若疏于养护管理，路面的破坏程度将进一步扩大，终会形成路面沉陷。

2.2 松散病害形成的原因

2.2.1 混合料在设计中的问题

首先，在沥青混合料的设计进程中，运用粘合力较差的沥青胶结料、采用酸性石料，或者运用的矿料材质较湿等因素是集料与沥青膜之间粘接能力降低的诱因；再者，在设计时对沥青材料的量没有掌握准确，因此导致沥青膜的覆盖厚度无法达到预期的标准；最终，沥青膜受外部水的不断影响，混合料中的集料发生剥落，从而出现松散病害。

2.2.2 混合料在施工中的问题

在施工过程中，混合料的搅拌与混合料的运输问题是导致后期混合料松散的两个主要原因。其一，在实施混合料的拌合进程时，若混合料的搅拌出现不均匀的状况，则会导致局部混合集料无法有效地粘接，或者在拌合进程时温度过高，这种情况的出现会影响密实度，导致沥青的老化；其二，在混合料的运输过程中，若是混合料的保温合理性欠佳、运输路程长，那么混凝土的自身温度会降到标准值以下，最终会在施工结束以后出现松散的危害[4]。

2.3 裂缝病害形成的原因

2.3.1 横向裂缝

地基的沉降、沥青及混凝土的温缩以及材料收缩是引起横向裂缝的三个主要因素：

（1）沉降。基层因为地基或者路基与构造物差异沉降而出现开裂状况，进而作用到沥青面层，最后造成横向裂缝。

（2）沥青及混凝土的温缩。沥青混合料会随着温度的降低而逐渐变硬且脆，而后开始形变收缩，当沥青混凝土的抗拉性能低于收缩拉应力时，路面则被拉裂，且向下扩展，发生下窄上宽的横向裂缝。

（3）材料的收缩。在基层成形过程中，基层材料的温度骤降与基层材料的失水会产生收缩。面层底部承受该两类收缩变形后，加之强度过大的拉力，面层的底部将裂开，最终伴随着行车荷载的循环作用而导致高速公路路面形成裂缝。

2.3.2 纵向裂缝

纵向裂缝形成的原因主要有施工不到位、水破坏和铺摊不达标三个方面引起：

（1）施工不到位。并未充分密实纵向沟槽内的回填土而造成了不均匀沉陷，最终发展为纵向开裂。

（2）水破坏。路表水及周围用水设施的渗水，使得部分路面受水侵蚀后承载度减弱，再经过动静荷载双重的作用后，出现路基滑动，从而产生裂缝。

（3）摊铺未达标。若对旧路基进行加宽改造时，路幅的铺设和填充未达标，且未及时处理土质问题，则将造成纵向裂缝。

2.3.3 网状裂缝

网状裂缝大多由高速公路的基层强度不足与疲劳开裂等因素诱发。

（1）基层强度不足。路面结构设计的合理性欠缺，铺摊时混合料没有压实，使得路面基层强度不足，形成网裂。

（2）疲劳开裂。因高速公路路面受温度变化及行车荷载等因素的作用，使得沥青逐年老化，最终路基产生疲劳开裂，这也是网状裂缝出现的主要因素。

2.4 坑槽病害形成的原因

出现坑槽病害主要原因有以下四个方面：

（1）在车辆行驶中会出现漏油现象，滴落的汽油会对高速公路路面造成侵蚀，从而毁坏路面，逐步发展为坑槽。

（2）高速公路路面的日常养护不到位，检查不及时，当路面出现病变时，如网裂、松散与脱皮后，未将路面及时修复养护。

（3）高速公路路面在进行罩面之前，未能将其原固有的各方面病害修复完毕。

（4）沥青膜的覆盖厚度不足，后期受到车辆及雨水等因素作用后，混合料的性能逐渐恶化，先是出现松散与裂缝危害，终而扩大为坑槽。

3 高速公路路面病害的养护技术

3.1 常规性养护

3.1.1 局部填充法

局部填充法的养护技术具有较强的适应能力，可以有效地修补路面出现的各种裂缝问题。其技术原理为待裂缝杂物清理完全后，将乳化沥青或热油直接灌入待填补的裂缝内，在乳化沥青结固后即能有效地修复裂缝问题。倘若遇到较大的裂缝时，要先填充特定的混合料，在局部填充技术实施中配合震动技术，再依照冷补法技术原则对其压实至平整状态，完成压实后用烙铁封口，均匀撒砂，这一系列技术操作适用于较宽的裂缝修复工作。

3.1.2 罩面法

罩面法是修复高速公路路面病害常用的技术之一，这项技术可以有效地解决表层处较轻浅的车辙与裂缝等病害，提高路面的平整度。罩面法的主要常用技术有薄层罩面和超薄磨耗罩面，其实际操作原理是先铣刨产生车辙病害的路面，预先修复完毕已破损的面层，然后在面层上均匀地覆盖一层厚度不超过7cm 的沥青层[5]，在修补时，要对粘结层与防水层特别养护，这样是为了防止路面病害反复发生。此项技术能够处理高速公路路面裂缝及变形类病害，还能够有效地提升路面的平整度及防滑性能，延长高速公路的服务年限。

3.1.3 撒铺法

撒铺法技术的运用是为了进一步增强高速公路路面的防水与抗滑性能，达到对路面的有效性养护。其原理是将聚合物改性沥青与连续级配且具有防水性能的骨料，采用撒铺的形式摊铺于高速公路路面面层之上，终而构成透水性能强、排水通畅、防滑功能良好的表面层[4]，以此来使路面结构更为平整，减少交通事故的发生。

3.1.4 路面再生法

路面再生法是处理高速公路路面病害中使用频率最高的技术，它适用于病害种类繁多以及服务年限久的高速公路，并且具有环保节约的技术优势，因此使用率较高。路面再生法可根据温度不同划分为路面冷再生技术和路面热再生技术。其中，热再生可以分为厂拌和现场两种形式。厂拌再生法是指将旧的沥青路面材料进行翻挖回收，然后加工厂将回收材料做破碎处理，再将其与一些特定材料按照标准比例在拌合机中搅拌，形成新混合料，最终进行路面的再生技术工作。当今，厂拌再生法在现代高速公路养护中比较常见，因为其投入成本较少且使用材料可保质保量，但其也存在一些弊端，如施工的周期较长，运输成本高等；路面冷再生技术被称作绿色工程，因为其能最大限度地节省原材料，降低环境污染系数，保护环境，对交通影响度小，并且质检合格率高，能彻底修复原面层的裂缝、车辙、拥包和松散等高速公路路面病害。

3.2 预防性养护

为了高速公路交通运输工作的健康发展，要对其路面进行预防性养护，并且将“预防”放在养护重心，降低路面病害发生的概率，避免反复返工修复作业，节省大量财力与物力。预防性养护在高速公路路面病害预防中有着突显的作用，因此，有关部门要逐步加强日常检查与养护工作，来达到养护工作的有效进行。以下提出三个预防性措施：

定期巡视评估。相关监管部门要对高速公路路面进行定期巡视，建立科学系统的巡视、检测、评估体系，检查是否出现路面微小病变、评估路面病害程度，判断路面实际状态。当病害产生时，及时地提供针对性养护措施，最大程度地避免路面病害严重扩展，将病害消除在萌芽阶段。

建立健全考核制度。对公路要进行季度性养护，对员工也要进行季度性考核。建立健全考核制度，并且对员工安排相关技能培训，可细化养护过程中出现的问题、明确养护步骤。考核制度的建立可以调动员工的工作积极性，提升养护工作的效率。

把控养护质量。沥青混合料是高速公路路面的核心，一定要加强采购的材料质量，严格制定施工标准，避免劣品、次品混入施工材料，保障原材料的质量，强化养护后的审核工作，将路面病害从源头上切断。

4 结束语

高速公路在建设城市交通系统中扮演着重要的角色，是经济稳步发展的重要一环。鉴于此，我们必须要认识到高速公路路面养护工作是一个长期且繁琐的过程。因此，相关监管部门与施工单位要联动开展预防性工作，不断提升公路养护工作的标准，从预养护出发，建立健全有关管理制度与施工标准，制定系统的可行性解决方案，提出针对性的养护措施，从而促进我国高速公路事业建设的平稳健康发展。