公路路面養(yǎng)護設(shè)計優(yōu)化及處治分析

王瑞琪

（山東省濱州公路工程有限公司，山東 濱州 256600）

0 引言

G205 山深線是山東省的南北交通大動脈之一，在國省道干線公路交通運輸網(wǎng)中占據(jù)重要地位。G205線濱州段是濱州市北通京津、南聯(lián)山東半島的交通干道，隨著近年濱州國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，尤其重載交通占比不斷增大，導致目前道路總體狀況較差，以重度車轍為主的路面功能性病害逐漸凸顯，并呈加快加重趨勢，因此為保證道路良好狀態(tài)，提高公路服務(wù)效能，降低公路壽命期養(yǎng)護成本亟須進行維修養(yǎng)護。

1 工程概況

該項目路段起于G205 無棣陽信界，向南止于濱城張集，對G205 山深線K513+055—K540+997 段進行中修，維修長度為27.942km，該項目路段從2000 年到2022 年，其間分別于2008 年和2013 年進行過罩面處理。

隨著使用年限的增長，瀝青路面出現(xiàn)車轍、縱縫、橫縫、塊裂、龜裂、沉陷等病害，目前道路總體狀況較差，以重度車轍為主的路面功能性病害逐漸凸顯，并呈加快加重趨勢。

2 舊路路面使用狀況及檢測情況

2.1 舊路結(jié)構(gòu)

該項目路段（K513+055—K540+997）于2000 年加寬改建，路面寬度21m，路基寬度22.5m，路面結(jié)構(gòu)為3cm 細粒式瀝青混凝土+5cm 中粒式瀝青混凝土+18cm 二灰穩(wěn)定碎石+15cm 石灰土[1]。2008 年該路段中修采用4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）罩面處理；2013 年該路段進行2.5cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-10）罩面處理。

2.2 現(xiàn)狀分析

一是路面損壞狀況（PCI）。根據(jù)路面破損狀況檢測評價結(jié)果，全線平均值PCI=63.31，評定為“次”，其中“中”的路段占14.28%，“次”的路段占57.15%，“差”的路段占28.57%。

二是路面行駛質(zhì)量（RQI）。通過平整度檢測評價結(jié)果可知，全線平均值RQI=93.97，路面行駛質(zhì)量總體評價為“優(yōu)”，其中“優(yōu)”的路段100%。

三是路面車轍深度（RDI）。該項目路段車轍深度總體評價為“差”，其中上行“良”的路段占18%，評價為“中”的占11%，評價為“次”的占7%，評價為“差”的占64%。

四是路面結(jié)構(gòu)強度（PSSI）。由檢測評價結(jié)果可知，全線平均值PSSI=99.99，路面結(jié)構(gòu)強度總體評價為“優(yōu)”，“優(yōu)”的路段占100%[2]。

五是路面技術(shù)狀況（PQI）評定。全線平均值PQI=73.27，評定為“中”，其中“良”的路段占17.85%，“中”的路段占42.87%，“次”的路段占39.28%[3]。

2.3 病害路面取芯檢測情況

一是車轍。共對8 處車轍病害的波峰波谷分別鉆芯取樣如圖1 所示，鉆芯16 處，鉆芯結(jié)果顯示：波峰與波谷處面層厚度差距較大，基層厚度基本相同；面層與基層層間連接較好；波峰與波谷處上面層厚度相差不大，中下面層厚度相差較大；部分車轍波谷處出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫僅存在于面層，且面層未貫通。由此推斷，車轍病害主要發(fā)生于瀝青面層的中下面層，基層狀況良好，在荷載車輛反復作用下，輪跡帶處已發(fā)生疲勞開裂。

圖1 車轍

二是橫縫。對橫縫鉆芯如圖2 所示，7 處鉆芯面層完整，存在裂縫，但未貫通面層；5 處鉆芯面層沿縫開裂，基層沿縫開裂；4 處鉆芯面層沿縫開裂，基層破碎；8 處鉆芯面層沿縫開裂，但基層完整無裂縫。橫縫處面層約70%已被裂縫貫通，基層僅37%沿縫開裂或破碎，基層結(jié)構(gòu)完整，瀝青面層整開裂，面層與基層脫離，裂縫發(fā)展形態(tài)為上寬下細。由此推斷，該路段橫縫存在瀝青面層疲勞裂縫或溫度應(yīng)力裂縫，以及基層反射裂縫。

圖2 橫縫

三是縱縫。對縱縫鉆芯如圖3 所示，15 處鉆芯面層完整，存在裂縫，但未貫通面層；4 處鉆芯面層沿縫開裂，基層沿縫開裂；4 處鉆芯面層沿縫開裂，基層破碎；2 處鉆芯面層沿縫開裂，但基層完整無裂縫。由此可見，約70%縱縫僅存在于面層，且大部分面層未貫通，僅30%裂縫發(fā)展至基層造成基層破壞，因此，該路段縱縫以路面疲勞開裂為主，少部分縱縫已延伸至基層，縱向裂縫處基層整體較好。

圖3 縱縫

四是龜裂。龜裂病害鉆芯取樣如圖4 所示，面層基層均破碎，龜裂、塊裂病害較少，主要由縱縫和橫縫進一步發(fā)展而成，且病害處基層已全部破損。

圖4 龜裂

綜上所述，該路段全長27.942km，PCI 整體評價為“次”，路面結(jié)構(gòu)強，PSSI 等其他檢測指標均評價為“優(yōu)”，路面病害以車轍為主，縱橫縫其次，其他病害較少，通過進一步鉆芯取樣顯示，車轍為失穩(wěn)型車轍，主要發(fā)生于瀝青面層的中下面層，兩行車道車轍情況基本相同，部分段落上下行車車轍嚴重程度存在差異；縱縫為疲勞開裂，部分已發(fā)展至基層；橫縫存在基層反射裂縫，面層基層沿裂縫開裂，也存在部分橫縫為面層疲勞開裂，裂縫僅存在于面層，面層未貫通，道路病害僅存在于行車道，硬路肩病害很少。

3 路面養(yǎng)護差異化方案

由于部分路段外側(cè)行車道與內(nèi)側(cè)行車道病害程度存在差異，根據(jù)不同路段病害情況，采取差異化設(shè)計。

3.1 以裂縫類病害為主的路段

第一，兩行車道病害均以裂縫為主路段，兩車道應(yīng)同步處理。首先，銑刨舊路上面層2.5cm；其次，處理路面病害后撒布SBS 改性熱瀝青預拌碎石封層，面層加鋪4cmSBS 改性瀝青混凝土（AC-13C）或4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13)。

第二，行車道病害程度存在差異，采取差異化設(shè)計，病害較輕以裂縫為主車道。銑刨舊路上面層2.5cm，處理路面病害后撒布SBS 改性熱瀝青預拌碎石封層，然后加鋪5cmSBS 改性瀝青混凝土（AC-13C）或5cmSMA 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13)。

3.2 重度車轍病害為主的路段

銑刨舊路行車道面層結(jié)構(gòu)14.5cm，處理基層病害后撒布SBS 改性熱瀝青預拌碎石封層，再加鋪8cm 大粒徑透水性瀝青混合料（LSPM-25）+改性乳化瀝青黏層+5cm 廠拌熱再生改性瀝青混凝土（AC-20C）+改性乳化瀝青黏層+4cmSBS 改性瀝青混凝土（AC-13C）行車道路面抬高2.5cm，硬路肩僅處理病害，需對硬路肩1m 范圍內(nèi)進行高程順接。

3.3 車轍嚴重的平交路口

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查車轍嚴重的平交路口，G340 交叉口、X004 交叉口、X026 交叉口、S233 交叉口、渤海五路交叉口，均為紅綠燈控制路口，現(xiàn)車轍病害嚴重，需進行單獨處治。G25 高速出入口匝道交叉口、鉆石路交叉口、X042 交叉口非信號燈控制路口車轍病害比較嚴重，也需進行單獨處治。

4 路面病害的優(yōu)化處治

路面中修罩面前，應(yīng)對原路面病害進行處治。該項目路線長，各路段路面破損程度不一、病害類型不一、影響深度不同，根據(jù)各段中修罩面方案不同，需銑刨原路面的層位與回鋪的路面結(jié)構(gòu)層位略有不同。

4.1 銑刨舊路2.5cm 表面層加鋪罩面路段

第一，裂縫處治。因已銑刨舊路瀝青2.5cm 表面層，因此僅需處治重度裂縫。對于未發(fā)展支縫的裂縫，采用開槽處治方式，首先應(yīng)根據(jù)路面裂縫的具體情況確定開槽尺寸[4]（寬度宜為5～10cm，深度為原路剩余面層厚度12cm），沿確定開槽尺寸將原瀝青剩余面層開槽切除，清掃干凈槽內(nèi)雜物后，對基層裂縫采用乳化瀝青進行灌縫，再分兩層回鋪12cm 中粒式廠拌熱再生瀝青混凝土（AC-20C），中間設(shè)置黏層，最后條鋪1m 寬的玻纖格柵。在回鋪瀝青混凝土填補料前，槽壁刷熱瀝青。對于已發(fā)展支縫的裂縫，采用帶狀挖補處治方式，沿裂縫延伸方向，對裂縫兩側(cè)支縫影響范圍內(nèi)剩余面層進行銑刨挖除，銑刨寬度應(yīng)與壓實機械尺寸相適應(yīng)，檢查路面基層，根據(jù)基層現(xiàn)狀對病害部位進行銑刨或挖除，各結(jié)構(gòu)層兩側(cè)各留20cm搭接寬度，清理干凈，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂，鋪筑熱瀝青碎石封層，再分兩層回鋪12cm 中粒式廠拌熱再生瀝青混凝土（AC-20C），中間設(shè)置黏層，最后鋪筑玻纖格柵。在回鋪瀝青混凝土填補料前，槽壁刷熱瀝青。對部分在小修保養(yǎng)時已進行灌縫處理但失效或修補不良的裂縫，應(yīng)參考以上裂縫處治方案進行重新處理。

第二，龜裂、塊狀裂縫、坑槽、沉陷等病害挖補處。按“圓洞方補、斜洞正補”原則劃出垂直或平行于路中心線的挖槽修補輪廓線以確定挖補范圍[5]。沿輪廓線開槽至槽底穩(wěn)定部分且開挖深度不得小于病害最大深度和最小結(jié)構(gòu)層厚度，開挖時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)層逐層開挖，寬度應(yīng)與壓實機械尺寸相適應(yīng)，各結(jié)構(gòu)層間應(yīng)設(shè)置寬度不小于20cm 的搭接臺階，并應(yīng)避免超挖以防止對原本良好部位的結(jié)構(gòu)造成破壞；開槽后采用空壓機將槽底雜物清理干凈[6]，對于基層破損的病害，挖除破損基層后，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂；鋪筑熱瀝青碎石封層；再分兩層回鋪12cm 中粒式廠拌熱再生瀝青混凝土（AC-20C），中間設(shè)置黏層，然后鋪筑玻纖格柵。在回鋪瀝青混凝土填補料前，槽壁刷熱瀝青。當病害影響寬度＞2m 時，則沿修補輪廓線條鋪1m 寬的玻纖格柵；當病害影響寬度≤2m 時，則將病害影響的范圍滿鋪玻纖格柵。

第三，局部重度車轍處理。將病害部位的剩余面層全部銑刨并銑刨1cm 基層，檢查路面剩余基層，根據(jù)基層現(xiàn)狀對病害部位進行銑刨或挖除，各結(jié)構(gòu)層兩側(cè)各留20cm，搭接寬度清理干凈，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂以下1cm 處，鋪筑熱瀝青碎石封層；最后回鋪8cm 改性瀝青碎石（LSPM-25）+5cm 中粒式廠拌熱再生改性瀝青混凝土（AC-20C），中間設(shè)置改性乳化瀝青黏層，然后鋪筑玻纖格柵。

4.2 銑刨舊路面層重鋪段

對于將舊瀝青面層銑刨重鋪的路段，將舊面層銑刨完成后清理干凈基層頂面，根據(jù)基層現(xiàn)狀對病害部位進行銑刨或挖除，清理干凈，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂，鋪設(shè)玻纖格柵。當病害影響寬度＞2m時，則沿基層修補輪廓線條鋪1m 寬的玻纖格柵；當病害影響寬度≤2m 時，則將病害影響的范圍滿鋪玻纖格柵。

4.3 車轍嚴重的平交路口

第一，設(shè)有紅綠燈控制，平交路口為瀝青混凝土路面，主線進、出口車道車轍病害嚴重路段：將平交路口范圍內(nèi)的原路面面層全部銑刨，徹底處理基層、底基層病害，加鋪4cm 細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）+10cm 灌入式復合路面，路面不抬高。左側(cè)被交路面網(wǎng)裂、坑槽，將被交路瀝青混凝土面層銑刨4cm，回鋪熱瀝青預拌碎石封層+4cm 細粒式瀝青混凝土面層[7]。

第二，非信號燈控制路口瀝青混凝土路面，主線進、出口車道車轍病害嚴重：選擇在入口方向150m、出口方向50m 平交路口范圍內(nèi)的原路面面層全部銑刨，徹底處理基層、底基層病害，加鋪8cm 改性瀝青碎石（LSPM-25）+5cm 抗車轍混合料（AC-20C）+4cm抗車轍混合料（AC-13C）[8]，路面抬高2.5cm。左側(cè)方向路面坑槽，將被交路瀝青混凝土面層銑刨1.5～4cm，回鋪熱瀝青預拌碎石封層+4cm 細粒式瀝青混凝土。右側(cè)路面網(wǎng)裂、坑槽嚴重，將被交路病害嚴重的瀝青混凝土路面挖除原有面層與上基層，采用20cm舊路銑刨料基層+熱瀝青預拌碎石封層+4cm 細粒式瀝青混凝土面層進行順接。

第三，平面接入口，全線平面接入口82 處，其交通量小，均采用主線優(yōu)先的交通管理方式。全線已對土路被交路進行了硬化順接。其中，有2 處被交路為水泥混凝土路面破損嚴重，對破損嚴重的水泥混凝土路面挖除原有面層與上基層[9]，采用20cm 舊路銑刨料+乳化瀝青碎石封層+20cmC30 水泥混凝土面層進行順接。另外，有少數(shù)被交路為瀝青混凝土路面，出現(xiàn)瀝青面層松散問題，采用罩面處理，加鋪乳化瀝青黏層+3cm 細粒式瀝青混凝土面層。其他接入口路面狀況良好，維持現(xiàn)狀。

5 結(jié)語

本文通過深入分析和研究舊路路面使用狀況及檢測情況，并以此為基礎(chǔ)選擇有針對性的路面養(yǎng)護差異化方案，以及路面病害的優(yōu)化處治措施。未來，還需要不斷探索公路路面養(yǎng)護方面更多高效、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的施工方法和技術(shù)。