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高速公路路面技术状况评价及防治措施研究

作者

张洁

陕西交通控股集团有限公司西富分公司 陕西西安 710000

引言

随着我国高速公路建设规模不断扩大,路面结构在长期高荷载和多变环境作用下易发生多类病害,影响行车安全与道路耐久性。建立科学的技术状况评价体系并配套高效防治措施,是实现公路资产精细化管理与可持续发展的关键[1]。本文聚焦常见病害类型、成因机制与防治路径,探讨高等级公路路面维护管理的系统化方法,具有重要的工程价值与现实意义。

1 高速公路常见路面病害类型及成因

高速公路路面在长期运行中受到车辆荷载、环境变化以及结构自身性能等多重因素的共同影响,极易产生不同类型的病害,不仅影响通行安全与舒适性,还会加剧结构劣化过程,缩短道路使用寿命,增加养护成本。准确识别病害类型、分析其成因,对于路面状况的评价与防治措施的选择具有基础性意义。

1.1 沥青路面常见病害类型

沥青路面病害主要集中在结构破坏和表观损伤两个方面。唧泥是半刚性基层沥青路面基层细料在水分浸泡和车辆荷载反复挤压作用下形成泥浆,经裂缝或接缝向面层溢出的现象。唧泥初期对表观影响较小,但若未及时处理,会迅速演化为网裂、坑槽乃至结构性破坏,严重时导致路基脱空与沉陷。

裂缝是沥青路面最常见的破损类型,按其走向可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝及反射裂缝。纵向裂缝多沿交通方向出现,常因施工接缝控制不当或路基沉降不均造成;横向裂缝多由温缩应力积累引起,与气温变化密切相关;网裂是路面结构疲劳或材料老化的表现,往往伴随基层破损;反射裂缝源于半刚性基层开裂的“向上传播”,与基层干缩性能与裂缝控制有关。

车辙、沉陷、拥包等路面变形类病害会直接影响行车稳定性。车辙多出现在重载车辆频繁通行区域,是结构层压实不足或沥青材料高温抗流变性能差的表现。表观病害如磨光、水损害等,虽然初期不影响承载力,但摩擦系数降低后极易引发车辆打滑,成为安全隐患。

1.2 水泥混凝土路面常见病害类型

水泥混凝土路面因材料刚性大、抗裂能力弱,裂缝问题尤为突出。横向裂缝通常沿施工切缝布设方向发展,受温度梯度与干缩应力影响显著;纵向裂缝多因施工质量不均或基层差异沉降引起。若裂缝未能及时修复,极易演化为交叉裂缝,并最终引发板块断裂。

板角断裂是水泥混凝土路面特有的结构破坏类型,常发生于板角荷载集中区域,主要原因是基层支承不足或混凝土早期强度不足。麻面、露骨、孔洞等表面损伤多由混合料配比不当、施工不密实或早期养护不到位引起,严重时影响整体耐久性与美观性。

剥落与起皮病害常与碱-集料反应、冻融循环及碳化作用相关,主要发生在气候恶劣区域或材料质量控制薄弱段落。磨光病害为交通作用长期积累的结果,影响路面抗滑性能,需定期整修或加铺磨耗层。

1.3 路基病害类型

路基与病害常见的有边坡坍塌、滑坡、冲刷和路基沉陷等。滑坡通常发生于软弱地基或高填方段,降雨、地下水活动和不良地质条件为其主要诱因。冲刷和坡面剥落源于雨水侵蚀、排水设施不健全等,若未及时整治,会引发结构沉陷甚至断裂,严重威胁通行安全。

2 高速公路路面技术状况评价体系

当前的路面技术评价体系主要由三类指标构成:结构层状况、表面运行性能与病害损坏类型[2]。结构层状况包括面层与基层的完整性、脱空程度及弯沉响应,反映路面承载能力与结构稳定性。面层指标依赖落锤弯沉仪(FWD)、地质雷达(GPR)等设备获取,结合材料特性与工艺分析综合判断路面结构状态。表面运行性能侧重于平整度(IRI)、抗滑性能(SFC)及车辙深度等反映行车舒适性与安全性的要素,广泛应用自动检测车与非接触式仪器进行巡检测量。病害损坏指标包括裂缝、坑槽、磨光、唧浆等病害的分布、密度与发展趋势,通过人工调查与图像识别等手段提取量化数据。

定量加权评分法如《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2011)对不同病害赋予权重系数,形成综合技术状况指数(PQI),便于直观分级。在分级标准方面,评价结果通常分为“优、良、中、次、差”五类,对应不同的养护处置等级。分级依据除基于单项指标阈值外,还可通过多因素评价模型综合确定。

3 高速公路路面病害防治技术措施

3.1 沥青路面防治

沥青路面唧泥的治理需同时考虑裂缝密封与基层排水改造。对于早期唧泥现象,采用高分子注浆材料进行裂缝封闭与空隙填充,利用其快硬、高强、膨胀性强等特性增强结构密实度与耐水性能[3]。若基层已出现脱空,应辅以压注水泥浆或聚氨酯类灌浆材料进行结构加固,必要时采取铣刨后重铺的方法,消除病害源。

裂缝修补方面,根据裂缝类型与宽度,采用热灌缝、冷补材料或扩缝处理。纵向与横向裂缝宜先清缝除杂,再灌注改性沥青胶或环氧树脂。对贯通裂缝和大宽度裂缝,应采用切缝、贴缝与加铺罩面相结合的方案,避免水分进一步渗透。对于表观老化类病害,如车辙与磨光路段,通过实施微表处、稀浆封层等浅层整治工艺,在不破坏原结构的前提下恢复抗滑性与平整度;对结构性劣化区域,应局部铣刨至损坏深度并重新铺筑沥青面层。

3.2 水泥混凝土路面防治

水泥混凝土路面的病害防治重点在于裂缝控制与表面整修。对于早期非结构性裂缝,采用低黏度树脂或环氧灌浆封闭处理,可有效抑制裂缝扩展。结构性贯穿裂缝及板角断裂需实施条带罩面或拆板换板,并配合使用早强型混凝土,减少通车等待时间。

麻面、剥落、露骨等表层病害需先确定成因,再选用匹配的处理方式。一般可采用表面粗化、喷砂、薄层罩面等工艺进行修复,并针对材料碱-集料反应实施化学改性或界面阻隔处理,降低病害反复率。板面结构严重失稳时,辅以基层加固或铺设隔离防渗层,提升整体结构水稳定性。

3.3 路基与边坡病害治理

滑坡、冲刷、边坡崩塌等病害治理策略应遵循“排-稳-固”的原则。通过设置盲沟、截水沟、坡面排水带等设施疏导地表与地下水;同时采用锚杆、土钉墙、抗滑桩等加固技术提升边坡抗剪强度;严重区域宜增设钢筋混凝土挡墙或重力式支挡结构,构建复合抗滑系统。

路基病害如沉陷与脱空常与不均匀压实、土质不良相关。治理时应采用深层注浆、压实回填与强夯置换等方式提高地基承载能力,必要时局部实施换填处理并增加结构过渡层,保障基础稳定。

4 结语

综上所述,本文基于高速公路典型路面病害的类型识别与成因解析,构建了多维度的技术状况评价体系,并结合不同病害特征提出针对性的防治措施,研究了沥青、水泥混凝土及路基结构的损伤模式与防治手段,强调了预防性养护与结构修复并重的治理思路。该成果可为道路养护部门提供决策参考,助力构建科学、高效、长效的公路路面养护管理体系,推动我国交通基础设施向高质量可持续发展迈进。

参考文献:

[1]王梓安.高速公路路基路面病害的成因及治理技术措施[J].现代工程科技,2022,1(8):115-118.

[2]王维刚.沥青路面裂缝成因及防治措施分析[J].科学与财富,2023(4):9 4-96.

[3]王博,马光花,吴雷,等.高山峡谷区农村公路水毁调查分析及防治[J].工程技术研究,2023,8(2):185-187.