公路路面養護施工技術及改良措施研究

劉建軍

（山西省晉城北公路管理段，山西 晉城 048000）

0 引言

由于受到環境因素、工程建設因素以及養護管理技術因素等的影響，公路路面出現不同程度的損害，導致公路設施的交通功能異常，嚴重影響當前公路設施的使用效益。

因此，在建設高質量公路工程的發展理念下，各部門應將公路路面養護工作作為核心的發展戰略，融入多元化養護管理技術及管理方法，克服現階段公路路面養護工作中存在的問題，保障公路路面養護工作實施的有效性。

1 公路路面養護施工概述

公路路面養護工作是對公路設施的路面結構進行問題檢查、問題防治、問題分析與問題處理的一項工作，主要目標是延長路面的使用壽命、保證行車安全、減少交通阻塞、降低維護成本，并減少對環境的負面影響。通過在公路工程運維管理中落實路面養護作業，能夠最大程度地保障公路路面設施的穩定性，確保公路設施正常運行。

其一，從現階段公路路面養護施工的工作要求來看，公路路面養護施工作業需要逐一完成路面巡檢與評估、路面清掃與清理、路面補丁與修復、路面鋪設及排水管理等作業，通過實現多項管理工作的有機統一，既能夠延長公路的使用壽命，減少交通事故風險，還能夠保障公路基礎設施的可持續性。

其二，從公路路面養護施工技術的使用現狀來看，不同類型的養護施工作業需要建立在機械化、規范化的施工理念之上，繼而對路面故障隱患進行逐一排查，保障公路路面養護施工效果[1]。

2 公路路面養護施工技術的應用難點

2.1 缺乏有效的養護手段

公路路面養護技術手段是決定公路路面養護工作效果的重要因素。當前的路面養護施工中，相關部門缺乏有效的養護技術手段，導致公路路面設施的養護水平較低，最終的養護效果也無法達到預期要求。以某交管部門對公路路面養護施工的調查數據為例，在該部門統計的公路養護資料中，對2022 年全年的公路路面養護機械化水平進行全面調查，發現在163 次道路路面養護項目中，僅有11.04% 的路面養護工作項目采取全機械化的技術方法，該部分路面養護工作項目的完成率為100%，有73.61%的道路路面養護工作項目采取半機械化的方式，該部分路面養護工作項目的完成率為75%。據此可知，該部門公路路面養護技術的機械化水平明顯不足，使養護工作項目的完成率無法達到預期標準，養護后的公路路面設施仍存在一定隱患[2]。

2.2 缺乏明確的養護技術指標

路面設施質量通病的評估與分析，是開展路面養護工作的前提，而在評估與分析階段，路面設施的評價指標是路面問題的評價依據，相關部門可將路面性能檢測值低于標準值的路段看作存在質量通病的路段。

然而，在公路養護工作中，相關部門沒有設置相應的質量評估標準，導致路面養護技術的實施效果不佳。例如，路面結構剛度是路面養護施工中的一項重要評估指標，在缺少實測得出的路面結構剛度數值時，道路養護工作無法根據剛度數值與標準數值的對比，判斷公路路面是否存在質量通病。

此外，在路面剛度數值未知的情況下，路面層材料特性、層間黏結、溫度、潮濕度等因素的影響因子、指數無法確定，導致公路路面養護工作存在諸多不確定性因素，使養護施工技術的應用效果受到影響[3]。

2.3 預防與整治工作無法同步實施

公路路面質量通病的預防與整治，是公路路面養護工作的兩個重要內容，相關部門必須同步實施預防與整治作業，以確保公路養護效果達到預期標準。然而，在缺乏公路路面養護技術經驗及技術方法的情況下，一些部門主要實施公路路面質量通病的整治工作，即公路路面設施出現問題時，相關部門再采取相應的解決措施予以修繕。通過觀察某部門在公路路面養護工作中的作業頻率（見表1）可以發現，路面修復、裂縫填補等工作在該部門的路面養護工作的占比較大，但缺少路面巡查、性能測試等預防路面質量通病的工作，預防與整治工作不同步，使相關部門無法第一時間明確路面質量問題的原因，難以制定相應的解決措施[4]。

表1 路面養護的預防與整治分析

3 提高公路路面養護施工質量的相關技術

3.1 BIM 技術用于路面養護分析

BIM 技術是用于建筑工程施工與養護等工作的重要技術，利用其可視化的優勢，該技術可以反映公路養護工作中存在的路面通病問題，并通過模型技術進行自主模擬分析，得出路面質量通病問題的主要誘因，這對路面養護工作的決策與管理具有重要的指導作用。

首先，相關部門可采取BIM 技術來設計目標公路的可視化數據模型，該模型能夠綜合包括公路材料、路面結構屬性、氣候等施工參數，繼而通過分析其中的各項參數，自主計算公路路面的性能數據，如IRI 路面粗糙度指數、PCI 路面荷載指數以及抗滑系數等，如果各項參數的實測值與標準值存在重大偏差，則表示存在質量隱患。

其次，BIM 技術能夠進一步保障路面養護監測數據的準確性。某部門在公路路面養護工作中，通過現場實測與BIM 模型模擬測量的方式獲取路面養護信息，以現場實測數據為標準值，BIM 模型模擬測量數據與標準值不存在重大偏差（見表2），表示BIM 技術在路面養護工作中具有較強的適應性。

表2 BIM 技術下的養護分析效果

3.2 GIS 技術用于路面養護監測

GIS 技術，即地理信息系統技術，能夠廣泛應用于路面養護的工作中，幫助相關部門更好地規劃及監測公路網絡，分析路面存在的質量問題。其一，相關部門可以將GIS 技術作為核心，對公路網絡的相關數據進行收集與存儲，包括道路路面類型（如瀝青路面、改性瀝青路面或混凝土路面）、路段長度、路面養護歷史數據、交通概況等，以協助相關部門合理規劃路面養護工作的資源分配，提高路面養護工作效率。其二，GIS 技術能夠以路面狀況數據及交通流量信息為基礎，通過設置于公路設施中的傳感設備，實時監測公路路面的裂縫數據（包括裂縫長度、裂縫寬度、裂縫走向等）和坑洼數據（坑洼分布、橫向規模等），這一類數據信息能夠幫助相關部門進行路面養護的決策分析，使相關部門選用合適的養護材料、填補方法進行養護作業。

3.3 自動化技術用于路面運維管理

自動化技術已廣泛應用在各行業的生產管理工作中，為了提高現階段公路路面養護的工作效率，相關部門應使用自動化技術協調公路路面養護工作，保障公路養護作業效果。例如，某部門針對易發生公路路面質量通病的路段，設置電子感應橋裝置，由該裝置收集各時間段路面的荷載參數及最大變形響應參數。依托通信技術進行信息傳輸，自動化管理系統收集相關路段的路面運載數據，并自動計算出公路路面的實測參數，判斷公路路面是否存在質量隱患，為后續路面養護工作提供數據參考。路面結構剛度計算：

式（1）中：K 表示路面結構的剛度（N/m3）；P 表示路面材料的彈性模量（Pa）；δ 表示路面材料的泊松比。

4 公路路面養護施工及技術的改良措施

4.1 針對路面問題制定預防措施

相關部門可以通過分析公路路面質量通病的歷史數據，根據常見的質量通病問題來制定預防措施，降低路面質量通病的發生概率，以提高公路路面養護工作質量。首先，為了有效避免路面交通引發的路面質量通病，相關部門可以定期設置路面保護層，提高路面的耐久性與耐磨性。如選用改性環保型混凝土材料，在公路路面鋪設厚度為0.3～0.5mm 的路面保護層，并做好路面的封層工作，降低公路交通流量及荷載對路面造成的磨損。其次，為了有效預防積水對路面性能造成的影響，針對積水嚴重的路面區域，養護施工中可建設相應的排水系統，防止路面積水滲透到路面下層，以及積水引發的公路路面凍融損傷。最后，為了預防公路路面反射性裂縫的延伸，公路養護工作中可采用補強布材料，填補存在延伸隱患的路面裂縫，并通過重新鋪設改性瀝青材料，減少公路路面的整體損傷率，提高路面抗受能力，以此防治質量通病。

4.2 選用環保及高性能材料進行路面改造

在公路路面的養護施工中，為了避免養護后的公路路面出現二次質量問題，必須采取高性能、環保的養護材料，優化路面養護工作的效果。其一，在高性能材料的選擇上，相關部門應考慮路面材料是否具備黏附性、彈性、耐水性、耐磨性及易施工性等，再根據路面養護施工的實際需求，選用合適的施工材料進行路面改造與養護。例如，在公路路面填縫材料的選擇上，可采用聚合物修補材料進行養護施工；針對深度大、縫寬大的公路路面裂縫，采用環氧樹脂修補材料進行修補，使其能夠承受較高的交通負荷；針對密集度高、分布不均的公路路面裂縫，應采用聚合物改性瀝青修補劑進行修補，提高修補后的路面結構剛度及穩定性。其二，在公路路面養護材料的環保性方面，可以采用環保養護材料來提高養護工作質量，同時減少公路路面養護施工對環境造成的影響。以公路路面的坑洼修復為例：為了防止側壓、縱向壓力使公路路面的坑洼繼續擴大，養護施工中可采用VOC 材料配合再生瀝青進行坑洼填補，可確保養護后公路路面使用性能參數符合一般標準，其數據結果，如表3所示。

表3 VOC 材料下的路面養護效果

4.3 加大對公路路面的全天候監控力度

為了提高公路路面質量問題評定的準確率，養護管理工作必須與路面監控工作同步實施，通過路面監控工作獲取更多的公路路面監測數據，并實現全天候管理，從而保障公路路面養護工作效率。以某部門在公路路面養護管理中的技術方法為例：第一，該部門以信息化技術為核心，打造用于存儲并管理路面養護工作信息的數據庫工具，該數據庫能夠調度并管理路面質量參數，幫助相關部門在公路養護管理中進行歷史數據的回顧性分析，獲取的監控數據包括路面平整度參數IRI、路面坑洼度系數Pd、路面摩擦系數COF、路面耐久參數MST、路面噪聲級別NL 等。第二，根據《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）的路面養護標準要求，該部門對工作路面監控的性能指標做出明確要求，并通過監控分析判斷公路路面是否存在質量隱患。例如，該部門將公路路面的噪聲級別參數指標設置為≤75dB，路面材料脫離率≤1.36%，并將這一系列質量指標作為公路路面質量通病的監控標準，為公路路面質量問題的評估提供了明確導向。

5 結語

公路設施在使用過程中存在諸多不確定的潛在隱患因素，使公路設施的路面結構出現不同程度的損害，不利于公路工程的常態化改造與應用。在科學技術高速發展的背景下，公路路面探測、路面異常監測等技術及管理方法能夠應用到公路養護工作中，保障公路養護施工的整體效益。因此，新時期下，有關部門在繼續落實公路路面養護工作的同時，應針對現存的公路路面養護技術難點制定有效的預防措施，保障公路工程的可持續發展。