公路工程病害分析與防治技術

公路工程病害分析與防治技術?摘要：本文詳細闡述了公路工程中常見的病害類型，包括路面病害、路基病害等，并深入分析了病害產生的原因。針對不同病害，提出了相應的防治技術和措施，旨在提高公路工程質量，延長公路使用壽命，保障公路交通的安全與暢通。

一、引言公路作為交通運輸的重要基礎設施，其質量直接關系到行車安全、運輸效率和經濟發(fā)展。然而，在公路的使用過程中，由于受到自然因素、交通荷載、設計與施工等多種因素的影響，常常會出現(xiàn)各種病害。及時準確地分析病害原因并采取有效的防治技術，對于保障公路的正常使用至關重要。

二、公路工程常見病害類型（一）路面病害1.裂縫橫向裂縫：通常是由于路面結構在溫度變化時產生的伸縮變形引起的，尤其是在溫度差異較大的地區(qū)較為常見?？v向裂縫：多因路基不均勻沉降、路面基層施工質量不佳或車輛荷載的長期作用導致路面局部受力不均而產生。網狀裂縫：主要是由于路面材料老化、疲勞累積以及基層強度不足等多種因素綜合作用的結果。2.車轍車轍是指路面在車輛荷載反復作用下，路面結構層產生的永久變形，表現(xiàn)為路面表面出現(xiàn)沿行車方向的縱向凹槽。車轍會影響行車舒適性，降低路面平整度，嚴重時還會影響交通安全。3.坑槽坑槽是路面局部出現(xiàn)的坑洼現(xiàn)象，其形成原因主要有路面材料質量差、施工時壓實度不足、車輛荷載沖擊以及雨水沖刷等?？硬鄄粌H影響行車安全，還會加速路面其他病害的發(fā)展。4.擁包擁包是路面表面出現(xiàn)的局部隆起現(xiàn)象，一般是由于路面材料在高溫下變軟，在車輛荷載作用下發(fā)生推移而形成。擁包會使路面平整度變差，影響行車速度和舒適性。

（二）路基病害1.路基沉陷路基沉陷是指路基在垂直方向產生較大的沉降變形，導致路面出現(xiàn)下沉。其原因包括路基填料壓實度不足、地基承載力不夠、地下水位變化等。路基沉陷會嚴重影響路面的平整度和結構穩(wěn)定性。2.邊坡坍塌邊坡坍塌是指路基邊坡土體在自重、雨水沖刷、地震等作用下失去穩(wěn)定性而發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。邊坡坍塌不僅會破壞公路設施，還可能危及行車安全。3.路基凍脹與翻漿在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路基土中的水分在凍結時體積膨脹，導致路基隆起，稱為凍脹；春季氣溫回升，凍土融化，路基強度急劇下降，路面出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，影響行車。

三、病害產生原因分析（一）設計因素1.設計標準不合理對交通量增長預測不準確，導致設計的路面結構厚度、路基強度等不能滿足未來交通荷載的需求。設計時未充分考慮當地的自然環(huán)境條件，如在軟土地基地區(qū)未采取有效的地基處理措施，或在高填方路段設計的邊坡坡率不合理等。2.結構設計缺陷路面結構層組合不合理，如基層與面層之間的粘結性能不佳，導致路面整體性能下降。排水系統(tǒng)設計不完善，不能及時排除路面和路基中的積水，加速了病害的發(fā)展。

（二）施工因素1.材料質量問題路面材料如瀝青、水泥、集料等質量不符合標準要求，會影響路面的強度和耐久性。例如，集料的級配不合理會導致路面壓實度不足，瀝青的針入度、軟化點等指標不符合要求會使路面出現(xiàn)早期病害。路基填料選擇不當，如使用了膨脹土、腐殖土等不適宜作為路基填料的土類，會導致路基病害的發(fā)生。2.施工工藝不達標路面施工時，攤鋪、碾壓等工藝控制不當，如攤鋪不均勻、碾壓遍數不足或碾壓順序錯誤等，會造成路面壓實度不均勻，影響路面質量。路基施工中，填方路段未分層填筑、分層壓實，或挖方路段超挖未及時處理等，都會留下質量隱患。3.施工管理不善施工過程中質量控制不嚴格，未按規(guī)范要求進行原材料檢驗、工序驗收等，導致施工質量無法保證。施工進度安排不合理，在不利的氣候條件下強行施工，如在雨天進行路面基層施工，會影響基層的強度形成。

（三）自然因素1.溫度變化溫度的周期性變化會使路面材料產生熱脹冷縮，導致路面出現(xiàn)裂縫。在高溫季節(jié)，瀝青路面會變軟，容易產生車轍和擁包；在低溫季節(jié)，水泥混凝土路面會因收縮而出現(xiàn)裂縫。2.降水大量降雨會使路基積水，導致路基強度降低，引發(fā)路基沉陷等病害。同時，雨水沖刷路面會帶走路面材料，形成坑槽等病害。在季節(jié)性冰凍地區(qū)，冬季的降雪和春季的融雪水也會對路基產生不利影響，導致凍脹和翻漿。3.地質條件軟土地基的存在會使路基產生較大的沉降變形，影響路面的平整度和穩(wěn)定性。巖石地基的風化、破碎等也會影響路基的穩(wěn)定性，容易導致邊坡坍塌等病害。

（四）交通因素1.交通荷載隨著交通量的不斷增長和車輛荷載的日益重型化，路面承受的壓力越來越大。車輛荷載的反復作用會使路面材料產生疲勞破壞，加速路面病害的發(fā)展，如出現(xiàn)裂縫、車轍等病害。2.車輛超載超載車輛對公路的破壞作用更為顯著。超載會使路面結構層承受的應力超過設計標準，導致路面早期出現(xiàn)病害，縮短路面使用壽命。同時，超載還會對路基造成更大的壓力，引發(fā)路基病害。

四、公路工程病害防治技術（一）路面病害防治技術1.裂縫修補技術灌縫法：對于寬度較小的裂縫（一般小于5mm），可采用灌縫法進行修補。先將裂縫清理干凈，然后灌入專用的密封膠，填充裂縫，防止水分和雜物進入，延緩裂縫的擴展。貼縫帶修補：對于寬度稍大的裂縫（515mm），可使用貼縫帶進行修補。將貼縫帶粘貼在裂縫上，利用其粘結性能和彈性，封閉裂縫，改善路面平整度。挖補法：對于較嚴重的裂縫，如網狀裂縫或裂縫寬度大于15mm時，可采用挖補法。先將損壞的路面材料挖除，然后重新鋪設新的路面材料，并進行壓實，恢復路面結構性能。2.車轍處治技術微表處：微表處是一種常見的車轍處治方法。它是將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水和添加劑等按一定比例拌和而成的稀漿混合料，攤鋪在路面上，能有效修復車轍，改善路面平整度，提高路面抗滑性能。熱再生：熱再生技術是利用加熱設備將舊路面加熱到一定溫度，使其軟化，然后加入新的瀝青、集料等材料，重新拌和、攤鋪、壓實，恢復路面性能。根據加熱方式的不同，熱再生可分為就地熱再生和廠拌熱再生。就地熱再生是在原路面上直接進行加熱、拌和、攤鋪等作業(yè)；廠拌熱再生則是將舊路面材料運至工廠進行加熱、拌和，再運回施工現(xiàn)場攤鋪。3.坑槽修補技術填補法：對于較小的坑槽，可采用填補法。先將坑槽內的雜物清理干凈，然后填入與原路面材料相同或相近的材料，并進行壓實，使其與周圍路面平齊。挖補坑槽：對于較大的坑槽，應采用挖補坑槽的方法。將坑槽挖成規(guī)則的形狀，深度至基層，然后分層填入新的路面材料，每層壓實，最后恢復路面表面層。4.擁包處理技術對于較小的擁包，可采用機械銑刨的方法將擁包削平，使其與周圍路面平齊；對于較大的擁包，則需將擁包處的路面材料挖除，重新鋪設新的路面材料并壓實。

（二）路基病害防治技術1.路基沉陷防治技術地基處理：對于軟土地基，可采用換填法、排水固結法、強夯法等進行處理。換填法是將軟土地基中的軟土挖除，換填強度較高的材料；排水固結法是通過設置排水通道，使軟土中的水分排出，加速軟土固結；強夯法是利用強大的夯擊能，使地基土密實，提高地基承載力。加強路基壓實：嚴格控制路基填料的質量和壓實度，采用合適的壓實設備和壓實工藝，確保路基壓實度符合設計要求。在施工過程中，要分層填筑、分層壓實，每層的壓實度應達到規(guī)定標準。2.邊坡坍塌防治技術放緩邊坡坡率：根據邊坡的地質條件和高度，適當放緩邊坡坡率，增加邊坡的穩(wěn)定性。對于土質邊坡，坡率一般應不陡于設計要求；對于巖石邊坡，也應根據巖石的風化程度等因素合理確定坡率。設置防護工程：在邊坡上設置擋土墻、護坡、錨桿、錨索等防護工程，增強邊坡的抗滑能力。擋土墻可有效阻擋土體下滑，護坡可防止坡面風化、沖刷，錨桿和錨索則可加固邊坡土體。排水措施：完善邊坡的排水系統(tǒng)，及時排除邊坡上的積水?？稍谶吰马敳吭O置截水溝，攔截地表水；在邊坡上設置排水孔，排除地下水，減少邊坡土體的含水量，降低土體的下滑力。3.路基凍脹與翻漿防治技術換填非凍脹性土：對于季節(jié)性冰凍地區(qū)，將路基上層一定深度范圍內的凍脹性土換填為非凍脹性土，如砂、礫石等，可有效防止凍脹和翻漿。設置隔溫層：在路基頂面鋪設隔溫材料，如聚苯乙烯泡沫板等，減少地面熱量向路基傳遞，降低路基土的凍結深度，減輕凍脹危害。改善排水系統(tǒng)：加強路基排水設施建設，確保路基排水暢通，及時排除路基中的積水，降低地下水位，減少水分對路基的影響。

五、結論公路工程病害的產生是多種因素綜合作用的結果，包括設計、施工、自然和交通等方面。準確分析病害原因并采