向需文，宋 陽(yáng)，劉 舉

（武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，武漢 430070）

根據(jù)湖北省道路網(wǎng)規(guī)劃的普通干線公路網(wǎng)規(guī)劃方案［1］，湖北普通國(guó)道約9 377km，普通省道約18 740km，普通干線公路網(wǎng)共計(jì)約28 117km，其中二級(jí)及以上公路16 261km，按照普通國(guó)省道基本達(dá)到二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)控制，需要實(shí)施改擴(kuò)建11 020km（三、四級(jí)公路），需新建公路863km（四級(jí)以下和現(xiàn)狀無(wú)路）。目前，農(nóng)村道路建設(shè)越來(lái)越快，村村通在快速普及，但隨之而來(lái)的矛盾越來(lái)越明顯，由于公路養(yǎng)護(hù)部門形同虛設(shè)，建設(shè)、管理和養(yǎng)護(hù)不協(xié)調(diào)，重建設(shè)輕管養(yǎng)的問(wèn)題十分突出，造成了鄉(xiāng)村公路路況不良、各種破損時(shí)有發(fā)生和交通不暢的不良后果。

1 調(diào)查內(nèi)容、方法及結(jié)果分析

1.1 調(diào)查內(nèi)容

對(duì)湖北中西部道路的調(diào)查分析采用了抽樣調(diào)查法，水泥路有鐘祥游泳館至鐘祥公交、鐘祥古鎮(zhèn)燈至城南大綜合停車場(chǎng)、鐘祥御景園到東方加油站、洪湖市赤衛(wèi)路一巷至沿河西路段、襄陽(yáng)衛(wèi)東廠、襄陽(yáng)尹集某公路（編號(hào)A1、A2、A3、A4、A5、A6）；瀝青路有鐘祥大廟至永新涂料廠、鐘祥梁橋華怡家店至延山橋、洪湖茅江大道（洪林路至州陵大道段）、襄陽(yáng)環(huán)山路（編號(hào)B1、B2、B3、B4）。水泥路中各條路都存在較多的裂縫、修補(bǔ)，而沉陷較少，瀝青路中各段路裂縫類病害、松散類病害較多，而較為特別的是鐘祥調(diào)研的部分瀝青路修補(bǔ)，泛油類病害相對(duì)較多，襄陽(yáng)地區(qū)的變形類病害相對(duì)較多。調(diào)查內(nèi)容主要從路面損害情況的表象入手，根據(jù)表觀特征、實(shí)測(cè)損壞情況結(jié)合周邊環(huán)境，了解病害成因。

1.2 研究方法

調(diào)查的水泥道路病害有4大類：裂縫類［2］（橫裂、縱裂、板角斷裂）、變形類（沉陷、車轍）、接縫損壞類（接縫料損壞）、表面損害類（坑槽、露骨、修補(bǔ)），調(diào)查的瀝青道路病害有4大類：裂縫類［3］（橫裂、縱裂、網(wǎng)裂、龜裂）、松散類（松散、坑槽）、變形類（沉陷、車轍）、其他類（泛油）。對(duì)路面的破損面積進(jìn)行測(cè)量記錄后，得出各單類損壞類型中各單項(xiàng)損壞類型的損壞密度，然后按照GJJ 36—2006城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［4］中對(duì)路面破損情況評(píng)價(jià)指標(biāo)的介紹分析計(jì)算。

路面狀況指數(shù)PCI采用百分制，即用100分扣除每一單類損壞類型的扣分值，用得到的最終值作為對(duì)路面損壞情況的評(píng)價(jià)指標(biāo)。首先由得到的單項(xiàng)損壞密度對(duì)應(yīng)查表得到各單項(xiàng)損壞類型的扣分值，進(jìn)而得到單類損壞類型的扣分值，各單類扣分值求和即得到總的扣分值，根據(jù)規(guī)范采用公式

其中，PCI為路面狀況指數(shù)，其值只能取0～100，若出現(xiàn)負(fù)值，則取0；DPij為每單類病害中單項(xiàng)損害類型的扣分值；i為水泥、瀝青道路病害中4大類病害；j為四大類病害中的每個(gè)小類別；ωij為第i單類損壞中的第j單項(xiàng)損壞類型的權(quán)重。

計(jì)算流程圖如圖1所示。

其中考慮到除A5外的其他道路車流量較大，出于安全考慮只在道路兩側(cè)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)際測(cè)量寬度約為道路寬度的一半，故在計(jì)算各單項(xiàng)病害的損壞密度時(shí)，將其值擴(kuò)大1倍。

而在計(jì)算單類損壞中單項(xiàng)損壞類型的扣分值時(shí)利用損壞評(píng)價(jià)權(quán)函數(shù)曲線，權(quán)函數(shù)由以下公式計(jì)算

其中，ui＝DPi/∑i＝1DPi

1.3 結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)前文對(duì)問(wèn)題情況的分析和調(diào)查方法的探討，計(jì)算調(diào)查對(duì)象水泥、瀝青等路面的損壞狀況指數(shù)，所得結(jié)果分別如表1，表2所示，路面損壞狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)表3。

表1 調(diào)查的水泥路面損壞狀況指數(shù)（PCI）

表2 調(diào)查的瀝青路面損壞狀況指數(shù)（PCI）

表3 路面損壞狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)以上分析結(jié)果，參照路面狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，所調(diào)查的A1、A2、A4、A5水泥路路段PCI指數(shù)均介于51～70之間，而A3也近似為50，所調(diào)查的水泥路損壞狀況等級(jí)幾乎都為中，需要小修或者中修，再結(jié)合調(diào)查得到的損壞數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)水泥路面的扣分值大多集中在裂縫類病害、表面損害上，所以這兩大類病害是他們重點(diǎn)需要解決的對(duì)象。

而所調(diào)查的瀝青路中B2、B3、B4PCI指數(shù)均介于51～70之間，B1的PCI指數(shù)僅為46.70，已經(jīng)算得上差的級(jí)別，需要中修或者大修，再結(jié)合各單項(xiàng)損壞類型損壞密度以及其扣分值發(fā)現(xiàn)瀝青路面的損害重點(diǎn)在裂縫類損害以及松散類損害。

上述的不論是水泥路面病害還是瀝青路面病害，破損均在于路面的裂縫和表面的一些損壞。實(shí)際上［5］湖北地區(qū)四季區(qū)分明顯，夏季時(shí)溫度可持續(xù)達(dá)40℃以上，而冬季時(shí)溫度持續(xù)為－2℃，而且夏季時(shí)晝夜溫差也較大，這樣由于溫度的反復(fù)變化，溫差在道路中產(chǎn)生持續(xù)的溫度應(yīng)力，再結(jié)合實(shí)際的反復(fù)行車荷載，很容易將路面拉裂，產(chǎn)生裂縫以及一些表面損壞。

湖北處于長(zhǎng)江中下游平原，地勢(shì)較為平坦，下部地基也較為均勻，地基經(jīng)過(guò)一番處理后，很少會(huì)產(chǎn)生大幅不均勻沉降的問(wèn)題，故調(diào)查的路中變形類病害較少。

2 路面病害成因分析

2.1 水泥路面病害形成的原因

2.1.1 裂縫類病害產(chǎn)生的原因

由于水泥路面的各處質(zhì)地不均勻且韌性較低，在高溫等環(huán)境條件的影響下、車輛等可變荷載的反復(fù)作用下以及施工水平的隨機(jī)性下，水泥混凝土路面很難避免裂縫的產(chǎn)生，故裂縫類病害是那幾個(gè)地區(qū)中道路病害中尤為常見(jiàn)的［6，7］。

1）縱向裂縫

由于湖北地區(qū)四季分明，還存在梅雨時(shí)期，所以降水量較大，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，那幾個(gè)地區(qū)部分路段排水系統(tǒng)存在一定問(wèn)題，路堤兩側(cè)沒(méi)有有效的排水，故設(shè)施、路堤兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生積水，積水除向地基滲透外，還能滲入路堤下部，水又逐步滲透而上，使道路邊緣也變得潮濕，這樣邊緣的強(qiáng)度逐漸降低，而道路中部強(qiáng)度高，使得道路產(chǎn)生橫向不均勻沉降，在行車荷載作用下，久而久之，路面就會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫。

2）橫向裂縫

經(jīng)詢問(wèn)了解調(diào)查地區(qū)有幾條水泥路面混凝土澆注后，縫切割較晚，在切縫前混凝土產(chǎn)生了收縮，各處產(chǎn)生了拉應(yīng)力，而板與基層各處摩擦系數(shù)不等，導(dǎo)致了應(yīng)力集中的產(chǎn)生，而混凝土抗壓不抗拉，這樣很容易就發(fā)生了斷裂。

還有就是白天與晚上的溫差較大，導(dǎo)致混凝土持續(xù)熱脹冷縮，產(chǎn)生了一定程度的疲勞破壞，故而產(chǎn)生橫向裂縫。

3）破碎板

（1）調(diào)查區(qū)域交通情況復(fù)雜，路段車流量較大，載重貨車、客車也較多，公路運(yùn)輸超載嚴(yán)重，路面板厚度普遍偏低，基層的強(qiáng)度不足，在反復(fù)的車輛荷載作用下，致使板損壞，并逐步發(fā)展擴(kuò)大形成破碎板。

（2）道路地勢(shì)較低，湖北省年降雨量較大，致使地下水位上升，在長(zhǎng)期的水浸泡下將路基軟化，導(dǎo)致土基不均勻，在不均勻荷載作用下將強(qiáng)度較為薄弱的部分壓裂，而有的部分保存完整，故在表面形成了破碎板。

2.1.2 表面損壞類病害

在他們的調(diào)查區(qū)域內(nèi)，表面損壞類病害也占據(jù)著主要作用，而在表面損壞類病害中，露骨和坑洞就是出現(xiàn)頻率最高的了，對(duì)這兩種病害研究也是他們的重點(diǎn)。通過(guò)查閱資料以及對(duì)實(shí)況的了解，他們總結(jié)分析出了該地區(qū)這兩類病害的成因。

1）露骨

露骨是指板塊表面細(xì)集料散失、粗集料暴露或表層松疏剝落。

通過(guò)分析、了解，把這地區(qū)的露骨原因總結(jié)如下：

（1）在修筑這幾條路時(shí)，施工單位為了節(jié)約水泥的用量又為了滿足規(guī)定的混凝土的流動(dòng)性的要求而導(dǎo)致水灰比過(guò)大，在施工時(shí)有泌水提漿現(xiàn)象，在平板振搗后，砼就開(kāi)始凝結(jié)，導(dǎo)致后來(lái)石子已壓不下去，抹平后，石子外露表面。

（2）水泥漿用量不夠，組成混凝土的砂和石子得不到水泥漿的充分潤(rùn)滑粘接作用，在外部風(fēng)雨以及行車荷載作用下導(dǎo)致混凝土表面脫落，產(chǎn)生露骨。

2）坑洞

該調(diào)查區(qū)域坑洞現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有兩個(gè)：

（1）施工時(shí)骨料里含有各種各樣大大小小的雜質(zhì)混雜在混凝土里面，在混凝土抹面后，在行車荷載作用下這些雜物逐步脫掉，形成小坑洞，水分滲入坑槽并經(jīng)過(guò)反復(fù)凍脹逐漸擴(kuò)大而成。

（2）混凝土振搗不密有孔隙，雜物和水分進(jìn)入孔洞，而施工時(shí)工作人員沒(méi)及時(shí)清理，通車后雜物脫落形成小坑槽，而那幾個(gè)地區(qū)季節(jié)性變化明顯，在冬季反復(fù)的凍融循環(huán)作用下，小坑槽逐步放大，最終形成坑洞

2.2 瀝青路面病害成因分析

2.2.1 裂縫類病害成因分析

在裂縫類病害中，縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂和網(wǎng)裂這4種出現(xiàn)得最多［8］。

1）橫向裂縫

通過(guò)分析總結(jié)，那幾個(gè)地區(qū)橫向裂縫產(chǎn)生的原因如下：

（1）湖北地區(qū)氣候多變，溫度變化頻繁，那幾個(gè)地區(qū)的氣候條件不適合使用瀝青，瀝青隨溫度變化敏感，故容易在熱脹冷縮反復(fù)應(yīng)力變化作用下產(chǎn)生橫向裂縫。

（2）基層收縮產(chǎn)生裂縫，這種收縮變形使面層底面承受拉力，當(dāng)拉力超過(guò)瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)就使瀝青面層底部拉裂，并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而產(chǎn)生瀝青面層底面裂縫。

2）縱向裂縫

（1）湖北地區(qū)降雨量較高，軟化了局部基礎(chǔ)，由于地基承載能力的差別出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面縱向開(kāi)裂。

（2）施工時(shí)天氣干燥，某些路段的填料沒(méi)有粉碎充分，有的很大、有的很小，導(dǎo)致路基壓實(shí)不均勻，路基邊緣壓實(shí)長(zhǎng)度有限制，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠，引起縱向裂縫。

3）網(wǎng)裂和龜裂

（1）路面整體強(qiáng)度不足，在行車荷載的重復(fù)作用下而引起的疲勞裂縫，產(chǎn)生龜裂和網(wǎng)裂。

（2）路面材料配合不當(dāng)或未拌和均勻等使瀝青路面質(zhì)量較低，從而在面層材料的收縮和溫度的周期性變化下產(chǎn)生龜裂或網(wǎng)裂。

（3）當(dāng)瀝青路面上縱向裂縫出現(xiàn)后，地下水滲透到基層，逐步將基層中細(xì)部成分帶出，掏光基層，在反復(fù)移動(dòng)荷載作用下，致使龜裂產(chǎn)生。

2.2.2 松散類病害成因分析

1）松散

（1）瀝青逐步老化，集料失去粘結(jié)力；

（2）瀝青混合料潮濕，粘接時(shí)受水分影響嚴(yán)重，顆粒相互間引力變??；

（3）施工質(zhì)量不高，車流量大，在車輛反復(fù)作用下，嵌縫料脫落。

2）坑槽

（1）因路面與基層黏結(jié)不牢；

（2）因路面嚴(yán)重龜裂養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，隨著雨水的下滲造成路面面層破損；

（3）因路面基層強(qiáng)度不足等，造成基層破損而產(chǎn)生路面坑槽。

3 農(nóng)村路面病害防治

3.1 水泥病害的防治

在處理水泥道路病害問(wèn)題時(shí)，他們將防和治結(jié)合起來(lái)，聯(lián)系實(shí)際，根據(jù)出現(xiàn)的具體病害表象及所分析出的成因總結(jié)出有針對(duì)性的切實(shí)可行的防治措施［9］。

3.1.1 路面裂縫的處理

1）針對(duì)湖北地區(qū)雨量大，雨水滲透到基層邊緣，降低邊緣強(qiáng)度而形成不均勻沉降引起的裂縫，可以先將邊緣雨量較大處挖除，然后在其中設(shè)置一層防潮層，接著按原設(shè)計(jì)要求逐層鋪好路面，在邊緣處道路問(wèn)題解決后，可以在裂縫處直接進(jìn)行灌縫處理。

2）對(duì)于由溫差變化、熱脹冷縮應(yīng)力引起的裂縫，主要需從施工時(shí)抓起，要求施工人員嚴(yán)格按照規(guī)定合理、合時(shí)的設(shè)置脹縫和縮縫，達(dá)到防治效果，而在處理這類裂縫時(shí)可以直接將新配置的混凝土填料填入。

3）嚴(yán)格限制車流量，防止道路長(zhǎng)期在超荷載下工作，避免長(zhǎng)期大型的反復(fù)荷載作用，防止裂縫的產(chǎn)生。

3.1.2 坑洞的處理

處理坑洞時(shí)，首先劃出坑洞的影響范圍，然后沿修補(bǔ)范圍切割，深度控制在6cm左右，然后將坑洞中的雜質(zhì)都清理掉，接著配制出與原設(shè)計(jì)強(qiáng)度相匹配的混凝土填料并填入坑洞，夯實(shí)，最后養(yǎng)護(hù)數(shù)日后即可。

3.1.3 露骨的處理

修補(bǔ)這些病害雖然很簡(jiǎn)單但仍需按程序來(lái)，首先將露骨和脫皮處清理干凈，然后以規(guī)定的水灰比、水泥漿的用量、砂率調(diào)制好所需的混凝土填料，再將填料涂上壓實(shí)即可。倘若為了美觀的要求，想要修補(bǔ)后與修補(bǔ)前區(qū)別不大，可在混凝土填料中少量加顏料聚合物，使其外觀上大體一致。

3.2 瀝青路面病害的防治

瀝青路面損壞應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主，從設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)防止損壞的發(fā)生。瀝青路面施工過(guò)程中，質(zhì)量控制手段的合理以及執(zhí)行到位，是瀝青路面不遭受破壞的根本保證。處理時(shí)必須徹底、到位，絕不留隱患，避免重復(fù)損壞，多次修補(bǔ)［10］。

3.2.1 裂縫的處置措施

1）縱向裂縫

在前面瀝青縱向裂縫的成因中就提到，湖北那幾個(gè)地區(qū)降雨量大，逐步軟化了基礎(chǔ)，導(dǎo)致路面基層強(qiáng)度不足引起縱裂，所以在處理該病害時(shí)，首先要處理的是基礎(chǔ)，首先要確定出基礎(chǔ)破壞范圍，然后挖除這部分不良的基土，然后用砂土填實(shí)，達(dá)到修復(fù)要求。

2）橫向裂縫

經(jīng)調(diào)查，調(diào)查的幾個(gè)地區(qū)主要是在氣候多變、晝夜溫差大的影響下經(jīng)疲勞破壞引起的橫向裂縫，這時(shí)它們的處理分為兩類：若縫寬較小，可以先將縫內(nèi)雜質(zhì)清理掉，然后用乳化瀝青灌縫壓實(shí)；若縫寬較大，可先清除雜質(zhì)，然后用細(xì)集料如米砂填充，然后用乳化瀝青涂抹、壓實(shí)。

3）龜裂、網(wǎng)裂

在網(wǎng)裂階段，只需要先將破損的病害部位進(jìn)行清理，在清理干凈后，向網(wǎng)裂的裂縫處噴灑乳化瀝青，在乳化瀝青變干變實(shí)后，可稍微撒點(diǎn)米砂，然后壓實(shí)。

若病害已由網(wǎng)裂演變?yōu)辇斄?，則此處的問(wèn)題較為嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行挖補(bǔ)處理，即將龜裂層進(jìn)行挖除，然后逐層填補(bǔ)修復(fù)，直至將面層修復(fù)壓實(shí)。

3.2.2 松散類病害處理

1）坑槽

針對(duì)湖北那幾個(gè)地區(qū)的天氣、溫度等多變的環(huán)境條件，可以直接用冷料修補(bǔ)，首先要將坑槽處處理干凈，然后將冷補(bǔ)料涂在坑槽處，夯實(shí)后即可。

倘若對(duì)修補(bǔ)后的美觀程度以及質(zhì)量沒(méi)有過(guò)多的要求，只是追求修補(bǔ)的簡(jiǎn)單適用性，可以先將坑槽切成方形，將里面的雜質(zhì)清理掉，然后灌上熱油夯實(shí)即可。

2）松散

調(diào)查區(qū)域一般都是基層軟弱引起的松散，故可采用“挖補(bǔ)”的方法，先將松散部分全部挖除，然后對(duì)基層進(jìn)行夯實(shí)，在基層部分處理完后用瀝青料填補(bǔ)，這樣對(duì)癥下藥，達(dá)到修補(bǔ)效果。

3）波浪擁包

對(duì)于由基層問(wèn)題引起的波浪擁包，可采用挖框補(bǔ)強(qiáng)的方法處治；若屬瀝青面層的問(wèn)題引起的，則按規(guī)范操作程序更換瀝青面層。

3.2.3 其它類病害

其它類病害以泛油為主要說(shuō)明對(duì)象。

若泛油面積較大，則在泛油地方撒米砂，然后用輕型壓路機(jī)反復(fù)將米砂壓實(shí)，在處理的同時(shí)還要經(jīng)常的將飛散了的集料掃回，最后回收多余的細(xì)集料。

若為小塊泛油以及產(chǎn)生了一定的擁起，可以直接將這部分挖除，然后用集料填補(bǔ)。

若是在瀝青混凝土路面僅僅是較輕微的泛油，如局部出現(xiàn)油點(diǎn)，則可撒米砂，然后夯實(shí)。

4 結(jié) 語(yǔ)

鄉(xiāng)村公路由于處于無(wú)養(yǎng)護(hù)機(jī)構(gòu)、無(wú)固定養(yǎng)護(hù)人員、無(wú)養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)、無(wú)養(yǎng)護(hù)機(jī)具的“四無(wú)”狀態(tài)，造成了鄉(xiāng)村公路路況不良、各種破損時(shí)有發(fā)生和交通不暢的不良后果，相關(guān)部門必須嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，采取合理的措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，杜絕各種不利因素的發(fā)生，減少不必要的資源浪費(fèi)，延長(zhǎng)道路的使用壽命。

［1］ 付軍明.湖北省交通運(yùn)輸廳湖北省省道網(wǎng)規(guī)劃（2011－2030年）［R］.湖北：湖北省交通運(yùn)輸廳，2012.

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［3］ 常魁和，高 群.公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，2001：9－11.

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［5］ 汪高明.湖北省近47年氣溫和降水氣候特征分析［D］.甘肅：蘭州大學(xué)，2009.

［6］ 遇 芳.沈陽(yáng)地區(qū)農(nóng)村公路路面病害研究［J］.北方交通，2010（1）：4－6.

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