高速公路路基路面早期水损害与防治技术探析

陈琛 吉世祖

海南中交高速公路投资建设有限公司，中国·海南 海口 570000

1 引言

高速公路工程结构中，路基路面是重要的组成部分，其主要作用是防雪、防雨、防晒等，可以有效保护路基结构。路基路面施工保证质量，能够确保后期道路投入使用之后获得良好效果。如果投入使用之后有路基路面渗水、水损害的问题，就意味着工程存在质量问题，就要及时采取技术措施处理；否则，投入使用之后频繁维修，操作烦琐，不仅提高成本，而且无法获得良好效果。如果道路路基路面的渗水、水损害情况非常严重，要认真修补，保证质量，否则对工程整体美观度产生不良影响。所以，高速公路工程路基路面工程施工的过程中，做好水损害与防治技术是非常必要的[1]。论文的研究中，针对高速公路路基路面的水损害分析，明确产生水损害的原因，提出防治策略。

2 高速公路路基路面的水损害分析

在中国的经济建设中，高速公路的意义重大，其对国家城市发展以及友好往来起到一定的促进作用，使得各个地区的城市实现共同繁荣，人们的出行更加便利而且安全。但是，中国高速公路建设中会受到诸多因素的影响而导致路基路面损坏，导致其使用寿命缩短，甚至严重威胁到交通安全，人们的生命财产无法保证。所以，需要严格控制路基路面水损害，保证高速公路质量。高速公路路基路面水损害有多种形式，其中具有典型意义的是填筑施工过程中土含水量非常大，路基压实施工的时候容易翻浆，可能导致路基路面缺乏稳定性，如果长期使用就会坍塌。在填筑有较大含水量的情况下进行碾压施工，当压力已经超过规定标准的时候，土中的颗粒遭到破坏。由于土的周围有水膜，如果压力超过标准，破坏了水膜，就会有自由水形成，建成高速公路之后投入使用，加之雨水冲刷，就会导致水土流失，路基下面就会形成脱空，因此导致道路塌陷，存在安全隐患。

现在的高速公路建设中，沥青是普遍应用的路面材料。但是，沥青路面存在一个突出缺点，即很容易遭到水损害，因此导致坑槽、路面松散等现象，如果不能及时修复，水就会向地下继续流，严重伤害高速公路地基，表面看不出异样，事实上损害已经非常严重。在公路上有大量车行驶的时候，如果下面的结构在重力过大的情况下不能有效支撑，就会产生坍塌现象，地下结构被严重破坏，并因此导致交通事故。所以，要实施必要的路面保护，发现问题及时修复，保证公路质量。

高速公路使用混凝土路面，该材料的硬度强大，即便是很大的重力也能够承受，用于现在的公路建设中意义重大。混凝土路面出现水损害，主要是因为高速公路进行了坡度设计，路面不够平整，道路低洼处路基及路面结构常处于饱水现象，强度降低，在汽车反复荷载作用下，易造成断板、破碎板等严重后果。

混凝土有水损害现象的一个重要原因是：雨天时，雨水会渗入高速公路地基中，在不能及时排出的情况下，地基中的水饱和，高速公路长期使用，地基下面就会形成流动的泥土，产生脱空，导致坍塌，造成严重的交通事故。

3 高速公路路基路面出现水损害的原因

3.1 外在原因

高速公路路基路面出现水损害，其外在因素体现在三个方面，即自然因素的存在，由于水的问题导致水损害，交通荷载导致的水损害，具体如下：

其一，自然因素的存在。自然因素是客观存在的，需要采取必要的预防措施。气候环境对高速公路路基路面有一定的影响，尤其是降雨和空气温度，会严重影响高速公路质量。例如，在环境温度比较高的情况下，路基路面的温度也很高，此时如果大量降雨，路面温度快速降低，路面温度不断变化，就会产生裂缝。此时，水流就会顺着裂缝进入路基层，表现为水损害[2]。

其二，由于水的问题导致水损害。高速公路施工中使用的沥青材料如果在潮湿环境中放置，或者直接接触到水，就无法充分发挥沥青性能，不能很好地粘合矿料，使得沥青混合料不能保证很好的稳定性，强度也会有所降低，高速公路质量无法保证，因此导致的隐患使工程安全系数降低，导致水损害。

其三，交通荷载导致的水损害。交通荷载是导致水损害的直接原因，主要是车辆行驶中产生交通荷载会造成反复影响，沥青材料与矿料之间在较高剪切力作用下就会被破坏，如果有降水，水流就会进入路基内部，受到动水压力影响，就会发生水损害。

3.2 内在原因

当高速公路路基路面发生水损害的时候，造成这方面原因主要体现在三个方面：路面孔隙率不符合要求，对公路透水产生一定的影响；高速公路基层存在问题；路面结构存在问题，具体如下：

其一，路面孔隙率不符合要求，对公路透水产生一定的影响。通常而言，如果路面的孔隙率低于8%，即便有所增加也控制在15%以内，公路几乎不会有水损害的问题，因为孔隙率不是很大，路面即便产生水流，也不会向公路的内部渗透[3]。在孔隙率比较大的情况下，水流就会进入空隙中并沿着内部的缝隙随意流动，并不会对某一点施压，所以通常不会发生水损害的问题。

如果路面的孔隙率超过8%，且控制在15%以内，水损害的发生率比较高，这个时候，路面的流水很容易深入路基内部，且受到荷载的影响导致很大的压力，使得沥青材料所具备的性能降低，因此导致路面损害[4]。

其二，高速公路基层存在问题。一些高速公路工程处于建设阶段，其基层主要使用的材料是水泥稳定碎石，底基层控制强度与路面基层控制强度之间存在明显不同，进行施工的过程中，底基层摊铺施工所采用的是人工操作与平地机相结合的方式，路面基层施工完成。在此过程中，如果细料比较集中，或者无法保证局部板结质量，就会使得基层比较软弱，无法达到规定指标。驾驶员开车在这种路面上行驶，路面结构破裂的概率非常高。如果正处于伏天，降水量比较大，水流就会快速下渗至路基、路面内部，就会产生路面翻浆的问题，这是水损害中比较典型的现象。

其三，路面结构存在问题。通常高速公路的基层透水性不够好，基层使用的材料是水泥稳定碎石，面层采用的主要材料是沥青混凝土，有着非常密实的结构。所以，在降水的情况下，水流就会进入结构层并存储在这里，不能继续下渗。这种情况不能解决，就会产生动水压力，因此导致水损害[5]。

4 高速公路路基路面早期水损害与防治的策略

高速公路路基路面早期水损害必然影响工程质量的，这就需要采取科学有效的防治措施，即控制好路面表层级配，提高现场空隙率指数，改善沥青混合料质量，落实全面的排水工作，具体如下。

4.1 控制好路面表层级配

高速公路路基路面施工过程中，施工人员要严格控制孔隙率，对于各种环境条件下孔隙率的变化情况要充分考虑。如果高速公路为日常使用，最好将孔隙率控制在4%左右，并充分考虑到高速公路的实际运营情况并予以调整[6]。胶粉比要超过0.8，但是控制在1.5以内。构造的深度要低于1mm，如果需要加大，就要相应地调整构造孔隙率。级配方面，通常高速公路表层面对于抗滑性有很高要求，所以采用抗滑表层级配，具体要根据实际情况确定。

4.2 提高现场空隙率指数

进入摊铺施工环节，要严格控制现场的孔隙率指数，这直接关乎路基路面水损害发生率，也是提高抗损坏能力的关键[7]。所以，施工技术人员对于孔隙率指数要高度重视，进行摊铺施工过程中，可以将改性沥青加入其中，使得公路压实度有所提高。对于碎石，可以将高温混合料深入其空隙中，处于高温环境下的沥青融化。完成摊铺施工之后，还需要实施碾压密实处理，碎石受到压力就会形成沥青碎石。

4.3 改善沥青混合料质量

施工中普遍使用沥青混凝土材料，要保证其质量，施工人员可以向混合料中放入酸性集料，保证混合料表面有很好的抗滑性，而且各项指标符合规定标准。但是，需要认识到的重要一点就是沥青与酸性集料之间很难粘附，对于这种情况要有效改善，就要向酸性集料中放入消石灰，以提高粘附性，混合料对于水损害有很好的抵抗性[8]。

4.4 落实全面的排水工作

从排水施工角度而言，要改善路面排水质量，需要施工技术部人员将路基路面结构渗水问题解决。具体的工作中，可以在基层与底基层施工过程中应用中粒式沥青混凝土，同时还要将沥青加设在基层上，其可以发挥封层的作用，还可以根据是要延伸，连接排水位置，即便表层有很大的孔隙率，但是水流下渗的速度非常快，而且短时间内排出[9]。

此外，将排水系统建立起来，保证排水的高质量和高效性，也就是建立分隔带排水系统，弥补传统排水系统存在的缺陷。具体的施工中，在基层底部使用水泥砂浆涂膜，厚度为2cm，并将土工布铺设在上面。另外，还要根据实际需要设计排水沟、碎石盲沟、集水槽等，确保雨水全面排出，使得水损害发生概率控制在最低。

4.5 防水粘结层的施工

为了避免大雨对于高速公路路基工程造成的负面影响，就需要合理使用防水性材料，当工程竣工之后，路基路面具备隔水功能和排水功能，使其防水功能得以充分发挥，使得道路桥梁工程质量有保证，且延长使用寿命，要可以有效降低后期维修成本。高速公路路基路面工程施工过程中应用喷涂防水层技术，喷涂操作过程中，涂料是需要重点关注的，要使得该技术应用过程中获得良好效果，不能直接使用涂料，而是要加入合适的添加剂，采用这种混合材料可以使得施工效果良好。对路基路面进行喷涂施工的过程中，要保证喷涂均匀，可以采用喷涂方式，也可以使用涂刷形式，具体的工作中要从实际情况出发详细分析，采用科学可行的方法。在此过程中，选择喷涂材料以及应用的时候要采用合适方法，保证技术操作到位，才能达到理想效果。当前各个行业绿色化方向发展，要更好地发挥环境保护价值，就需要选择新型喷涂材料，发挥其环保功能，使整个工程施工具有环保性，提高防水层施工质量。

5 结语

通过上面的研究可以明确，高速公路工程进入路基路面施工环节，需要合理应用防水技术，对道路结构起到很好的保护作用，避免受到雨水或者雪水的侵蚀导致道路结构破坏，维护道路安全。高速公路路基路面防水施工中，要获得良好效果，要控制好路面表层级配，提高现场空隙率指数，改善沥青混合料质量，落实全面的排水工作，以获得良好的路基路面防水效果，保证有效防水时间延长，车辆在道路上行驶提高安全度和舒适度。