高速公路路面常见病害成因及养护治理技术

何桦清

（核工业西南建设集团有限公司，四川成都 610051）

0 引言

裂缝、塌陷、车辙等路面病害不仅会对路面结构的稳定性产生影响，还会降低公路的使用安全性。为有效提高高速公路工程病害养护治理成效，保证工程质量，在介绍常见病害及成因的基础上，针对各类病害提出具体的防治对策。

1 高速公路路面常见病害类型与成因

1.1 路面开裂病害

高速公路路面在使用一段时间后，容易出现裂缝，这类表面病害在初期对公路使用性能的影响较小，但如果长期未得到有效处理，会破坏路面路基结构，加剧病害程度，从而增加维修难度，甚至构成安全隐患。路面开裂病害的产生原因主要如下：

第一，在高速公路建设阶段，若设计的路面厚度或结构形式不合理，会导致路面的承载性能不达标，在反复的车辆荷载作用下便容易导致开裂问题。

第二，在施工过程中未严格按照施工要求规范操作，如沥青混凝土配合比不合理、摊铺温度控制不严、压实度不达标等，都会导致路面性能无法满足施工要求，在使用过程中更容易出现开裂问题。

第三，高速公路运行期间，车辆频繁往来不仅会产生较大的动荷载，而且车辆通行呈快速、动态模式，轮胎泵吸作用会导致基层结构受损。加之气候、环境影响，日积月累，基层破坏问题会逐渐加剧，呈破碎和松散状态，路面病害表现为龟裂或网裂。

第四，纵向裂缝。地基和填土之间存在横向不均匀性，降雨后路表水向下渗透并积聚在地基中，侵蚀地基，进而导致路面出现短而细的纵向裂缝。此外，路基局部压实度偏低，在车辆荷载作用下发生不均匀沉降，降低路面稳定性，也会产生纵向裂缝[1]。

1.2 坑槽病害

坑槽现象是指路面骨料局部脱落而形成的路面坑洼，此类病害在沥青路面中较为常见，且危害性较大，产生原因如下：

沥青路面的透水性较高，在降水丰富、潮湿的地区，雨水更容易侵入路面结构，雨水的长期浸润会逐步侵蚀混合料，进而降低路面的承载性，同时在车辆荷载的反复作用下，会进一步破坏混合料的稳定性，导致路面结构松散、沥青路面面层剥落，进而出现凹陷。随着被车辆带走的碎石等越来越多，路面的凹陷情况会越来越严重。

1.3 松散病害

松散类病害也是较为常见的高速公路路面病害之一，会影响路面的密实度，进而加剧路面积水问题，引发更为严重的病害，降低路面质量和整体承载能力，甚至可能导致路面出现明显的断裂情况[2]。高速公路路面松散的原因较多，以沥青路面为例，主要原因如下：

第一，高速公路路面施工对沥青混合料的温度有严格要求，若混合料运输过程中未采取有效保温措施，致使混合料到现场时温度过低，或混合料运输到现场后未及时摊铺，导致温度降至摊铺标准以下，会影响路面质量，在后续使用过程中容易出现松散病害。

第二，沥青混合料质量不达标，如配合比不合理、含泥量过高、集料偏潮湿，以及搅拌过度，导致黏结性降低等。

第三，施工过程中存在不规范行为，如雨天施工导致混合料中水分过多，降低沥青混合料的黏结力，进而导致路面松散。此外，环境温度过低，低温施工导致路面成型效果不佳，使得公路运营期间路面结构材料易脱落，出现松散病害[3]。

1.4 塌陷病害

高速公路路面出现塌陷病害，会导致公路整体稳定性和安全性下降，如果没有及时治理，塌陷范围会逐步扩大，可能直接导致高速公路某些路段无法使用，需要全封闭进行维修，且维修周期较长、成本较高。高速公路沥青路面塌陷病害成因主要如下：

第一，在高速公路使用过程中，路基强度会逐步下降，低于设计要求时公路将难以承受自然因素和车辆荷载的作用，早期可能出现不明显的沉陷现象，但长时间受外力持续作用和下方土体流动的影响，路面沉陷情况会加剧，进而出现大面积塌陷问题。

第二，高速公路与桥梁衔接段容易出现不均匀沉降问题，即刚性桥台结构与柔性路堤连接部位失稳下沉，在填土自重和车辆荷载的影响下，下沉问题逐步加剧则会出现沉陷病害。

第三，填方路基发生不均匀沉降，也可能导致路面大面积塌陷[4]。

1.5 车辙病害

高速公路路面车辙病害主要与车辆荷载有关，表现为沿车辆行驶方向出现带状凹槽，这类凹槽不仅导致容易积水，扩大病害，还会降低路面的平整度，进而影响行车舒适性和安全感（见图1）。这种病害如果不能及时处理，会出现更大的受损面。高速公路路面车辙病害成因如下：

图1 公路路面车辙

根据车辙的类型，结构型车辙是路面基层或路基结构变形反射至路面所致；失稳型车辙是路面结构混合料横向位移流动所致；磨耗型车辙是路面在车辆轮胎反复磨耗所致。

高速公路路面施工过程中，混合料中的细集料偏多、沥青用量过多均会影响沥青混合料的热稳定性，路面使用过程中容易出现车辙；路面施工时碾压不充分、压实度不合格，也容易引发路面车辙病害。

2 高速公路路面常见病害养护治理技术

2.1 路面开裂病害养护治理

检查公路基层强度是否达标，若不合格，需要铲除不合格段，重新施工，以提高高速公路整体强度。若基层强度达标，可进行面层修复，根据开裂的具体情况进行针对性的处理。

首先，若缝宽≤5mm，需要先切割、打磨、清扫开裂处，再用空气压缩机将裂缝中的碎石碎渣清理干净。其次，进行乳化沥青稀浆封层。从缝的一端向另一端注入乳化沥青，将裂缝完全填充后，填入过筛处理的细砂或石屑。最后，养护一段时间，待封层凝固进行质量验收，合格后可恢复交通。

若缝宽＞5mm，需要先用切割机切割裂缝破损边缘，修整至规则状态，再向修整部位分层填筑、压实热拌沥青混合料。

此外，改性沥青薄层罩面修补技术也可有效预防和处理沥青路面表层开裂问题。改性沥青薄层罩面结构层虽然较薄，但与路面黏结更紧密，且改性沥青材料具有较好的防滑、抗裂、降噪、防水性能，可以有效提升高速公路的使用性能[5]。

不同的裂缝修复处理技术操作难度不同，所需的人力、物力成本存在一定的差异，修复效果的维持时间也不同。不同修复处理技术应用对比如表1 所示。

表1 不同修复处理技术应用对比

2.2 坑槽病害养护治理

对于高速公路路面坑槽病害，可采用以下治理方式：

第一，热料修补法。首先，根据坑槽的实际尺寸确定开槽控制线。其次，根据开槽控制线进行开槽处理，并将开槽产生的各种残渣清理干净。最后，将清理后的槽壁和槽底均匀涂刷黏结沥青，并选取与原路面结构材料级配一致的混合料进行填补，根据坑槽深度分层填补并压实。

第二，冷料修补法。同热料修补法的工艺流程大致相同，均涉及清理、涂刷、填料、压实等关键步骤。区别在于，涂刷黏结沥青后，冷料修补法按1.1～1.3的松铺系数填筑常温混合料并压实，待修补部位平整且密实方可开放交通。

2.3 松散病害养护治理

高速公路路面出现松散类病害时，需要先检查病害的具体情况，如面积、松散程度等，并进行针对性的处理。

第一，处理麻面病害时，应先对松散部位进行清理，露出完整的麻面病害养护范围表层。待清理好的路面干燥后，根据麻面范围，采取不同的治理方式。当麻面面积较大时，可先洒一层石油沥青（0.4kg/m），再撒3～8mm 嵌缝料，确保厚度适当、均匀。撒料后，及时碾压成型。对于小面积麻面，可用鬃刷或小洒布机薄洒一层油料，再撒布细嵌缝料（米石子或粗砂），撒布均匀后压实即可。

第二，处理啃边松散病害时，可直接切除啃边病害部位，利用碎石、沥青混凝土等对切除部位进行修补，同时做好后续养护工作，以提高高速公路路面平整度，并延长公路使用寿命。

2.4 塌陷病害养护治理

高速公路路面塌陷病害的养护治理方式较多，为提高治理效果，需要根据路面的塌陷程度采取针对性的措施。路面局部沉陷且有裂缝时，可先清理沉陷部位的杂物，再均匀涂刷黏结沥青，填充沥青混合料并压实；当塌陷较为严重，深入路面下层结构，导致基层结构受损时，需要先治理基层，再按原路面面层结构的施工要求重新施作面层[6]。

由于高速公路路基塌陷主要是环境与外力因素造成的，因此需要根据高速公路路基边坡情况与承载能力进行相关的防治养护工作。例如，为避免因水流导致边坡坍塌病害，可在路基边坡周边设置防护结构，并完善此处的排水系统，以便将水流引向他处。对于外力作用导致的塌陷，可采用种植植物和铺设块石等方式，以提高高速公路路基结构的稳定性和整体承载能力，从而有效避免塌陷病害。

2.5 车辙病害养护治理

对于车辙病害，需要根据具体的车辙类型采取针对性的处理措施。由于结构型和失稳型车辙对路面造成的损害较大，处理时不能只进行表面处理，而是要先铣刨再重铺，完全去除存在车辙部分的面层，并检查基层质量，如果基层也存在问题，要先修复基层，再重铺面层[7]。

由于磨耗型车辙是车辆长期行驶对路面造成摩擦而产生的，一般没有深入路面结构层，因此可采用表面修复治理方法。治理时，需要先将路面磨损处清理干净，之后在表层均匀地铺洒一层乳化沥青修补车辙，并形成一层保护层，有效预防其他病害。

3 结语

综上所述，高速公路会因施工材料、施工工艺、施工环境、车辆荷载、环境因素等影响出现路面开裂、坑槽、车辙等病害，若不重视这些病害，病害将持续扩大，甚至导致高速公路无法正常运营，不仅会增加线路交通压力，还会带来较大的经济损失。因此，从保障高速公路通行安全和提高经济效益的角度出发，必须积极治理高速公路病害。为确保高速公路路面病害养护治理成效，需要对病害类型与成因进行深入分析，并采取针对性的养护治理技术，从而提升高速公路运营质量。