寧揚公路“白加黑”路面歷年養護技術探討

李 強，張正勇，趙 曜，吉增暉

(1.揚州市公路管理處;2.儀征市公路管理站)

1 項目基本情況

寧揚公路儀征段起點八字橋，終點寧揚交界，全長30.7 km，是我省蘇中地區東西方向的交通大動脈。其中K133+119～K146+000和K158+300～K163+819約計18 km原為水泥混凝土板塊路面，建成于上世紀八十年代，1998年高速化改造時加鋪了瀝青混凝土面層形成復合路面——“白加黑”路面，投入運營后，從2001年開始部分路段縱向裂縫、橫向裂縫、唧泥、翻漿等病害就逐步發生、發展。揚州公路管養部門多年來嘗試了一系列的養護方案對路面病害進行維修，處治各種病害，努力提高該路段的路面使用情況。K133+119～K146+000(下稱儀征東段)和K158+300～K163+819(下稱青山段)復合路面結構形式如圖1所示。

圖1 路面結構圖

2 路面病害成因分析

(1)混凝土路面結構的影響。原路面是建成于八十年代的水泥混凝土路面，水泥混凝土板塊僅縱向之間設有拉桿，橫向未設傳力桿，混凝土板之間傳荷能力差。盡管在“白加黑”改造中采用了粘貼瀝青油氈和玻纖等防反射裂縫措施，但隨著路面使用年限的不斷增長以及車輛的反復作用，這些防反射的技術措施逐漸失效，水泥混凝土板塊接縫逐漸在瀝青混凝土路面上反射出來。

(2)公路橫斷面調整的影響。寧揚公路原設計車道寬度為3.5 m，后調整為3.75 m，這就造成現行車道占用原硬路肩0.5 m，而硬路肩為柔性結構路面，因此行使在行車道上的重車右輪載恰好作用在水泥混凝土板塊邊緣與硬路肩交接處，即剛柔相接位置，水泥混凝土板角邊緣應力處于集中狀態，而剛柔兩種結構層的剛度相差很大，在行車荷載直接反復作用下，剛柔相接處縱向裂縫發生也就無法避免。

(3)排水設施不完善。原設計的中央分隔帶無排水系統、層間無排水通道，在寧揚高速化完善工程硬路肩改造時也未作用層間排水設計，也末充分考慮行車道與硬路肩結構層厚度的匹配，致使混凝土與石灰土的層間位置與硬路肩結構層不對應，導致滲入到水泥混凝土板塊下面的層間水無法通過硬路肩結構層的層間間隙排出硬路肩。

(4)原基層水穩定性差。原寧揚一級公路基層為石灰土結構，儀征地區土質為粘性土，塑性指數高，粘性土的石灰土水穩定性差，在水的長期浸潤和混凝土板塊邊緣應力集中處的反復擠壓下，石灰土喪失強度，造成破壞，形成泥漿。

(5)交通量的影響。從十五里墩收費站歷年的交通量觀測數據表明，該路段交通量尤其是拖掛車的比重保持持續增長的趨勢。在各種車型中，拖掛車這類超重車輛對路面的損傷最大，車輛荷載的反復作用使得路面病害迅速發展，直接影響路面的使用壽命。

(6)瀝青路面老化。該路段1998年高速化改造完善項目投付使用，至今已經運行了10年，在使用過程中，瀝青路面逐漸老化，路面各種微裂縫發生發展，使雨水滲入路面結構內部，也是導致路面狀況劣化的一個原因。

3 歷年養護維修情況

(1)青山段養護維修情況

青山段(K158+300～K163+819)，從2001年開始路面裂縫病害就不斷發生、發展，養護管理部門每年都在這個段落上安排了不間斷的維修養護，開始了對此段“白加黑”路面的養護維修探索，工作主要可以分為三個階段。

第一階段:病害發生、發展初期的常規維修階段(2001～2003年)。

2001年開始(路面竣工后三年)，路面裂縫、唧泥等病害逐步發生、發展，為保證路況穩定，對病害路段進行小規模維護，主要采用在病害位置處瀝青混凝土面層銑刨挖補、部分斷板鑿除重筑、鉆孔壓漿維修施工方案，維修規模一般在20～30萬元左右。

第二階段:病害持續發生、發展并加重的試驗探索階段(2004年～2008年)。

經過兩年的常規維修，裂縫病害仍在持續發生、發展，復合路面的唧泥、翻漿病害不斷加重。我們針對“白加黑”路面病害產生的原則，提出了“上堵下疏”的處治指導思想，并開始嘗試有針對性地養護維修方案。

2004嘗試解決唧泥、翻漿點的排水問題，采取了設置硬路肩底基層排水設施和路面邊緣排水等施工工藝，投資總額約為150萬元。

2005年，嘗試增設混凝土板塊傳力桿措施，增強混凝土板塊的整體性;繼續增設橫向硬路肩排水管;對部分病害嚴重路段銑刨行車道上面層路面，并恢復瀝青混凝土面層以改善路況，投資總額約為250萬元。

2006年著重推廣增設傳力桿的做法，同時繼續增設橫向排水設施和板塊壓漿等實施方2007年總結2006年施工技術方案，注重橫向排水設施施工，設置了半幅全寬排水設施，同時加強了縱向裂縫病害處治方案研究，在混凝土板塊外側增設縱向排水溝，并接長混凝土板塊1 m，同時解決行車道外側輪載位置處于剛柔相接的情況，累計投資200萬元。

2008年改進了傳力桿的設置方法，修補了斷板，增設了半幅全寬排水設施和路肩排水，同時在路面修補較密集的路段進行了行車道整體銑刨加鋪，累計投資130萬元。

第三階段:大修改造階段(2009年)

對此段“白加黑”路面分兩種方案進行徹底改造，南半幅南京到揚州方向整體改為柔性路面體系，將瀝青混凝土面層銑刨后對水泥混凝土板塊碎石化，加鋪水泥穩定碎石及泡沫瀝青冷再生基層，再加鋪兩層瀝青混凝土面層，同時對硬路肩和排水系統進行徹底改造，使之與行超車道結構層相匹配，并滿足整條道路的排水要求。北半幅揚州到南京方向保留水泥板塊基層，僅對斷板和彎沉較大的水泥板塊鑿除重新進行澆筑，加鋪水泥穩定碎石及泡沫瀝青冷再生基層，再加鋪兩層瀝青混凝土面層。封閉中分帶綠島。

該項目總投資約2800萬元，每公里改造平均造價500萬元。

(2)儀征東段養護維修情況

儀征東段(K133+119～K146+000)，該路段路況與青山段相比，病害發生發展有明顯不同，一是病害出現晚，二是病害發展速度緩慢。2006年病害開始出現，先以水泥混凝土板塊反射裂縫為主，局部路段有翻漿病害，2008年以來，路面病害發生發展速度加快。兩個路段同是1998年改造的路段，但路面使用狀況差距卻十分明顯，究其原因，我們認為原因有二:一是“白加黑”改造施工質量的差異，無論是水泥混凝土板處理的質量還是瀝青混凝土的施工質量儀征東段要明顯好于青山段，二是底基層石灰土的質量差異，處理斷板過程中可以發現原石灰土基層的質量儀征東段要好于青山段。

養護管理部門從2006年開始在此段道路上實施維修養護。2006年增設傳力桿30道，投入經費8萬元。2007年增設路肩排水26道，投入經費3萬元。2009年，對該路段的嚴重病害銑刨了行車道瀝青混凝土面層及硬路肩，增設傳力桿，硬路肩設置透水混凝土的排水通道，恢復瀝青混凝土面層，投入經費125萬元。

在總結青山段歷年的施工技術方案的基礎上，為減少全壽命周期成本，不讓病害發展進一步加劇，2010年，繼續按照“上堵下疏”的處治原則，選擇了K136+300～K146+000約9.5 km路段，采用對原路面病害徹底處置，對硬路肩進行了改造，并在老瀝青混凝土面層上加鋪一層橡膠瀝青應力吸收層及一層AR-AC13橡膠瀝青混凝土面層，封閉中分帶綠島的改造方案。此項工程目前已進入實施階段，投資約1 200萬元，每公里改造造價240萬元。

4 歷年養護方案及處治效果分析

(1)斷板處理

根據瀝青路面非反射裂縫判斷斷板位置，掀開瀝青混凝土，鑿除斷板，清理松散的石灰土底基層，重鋪混凝土墊層，澆筑混凝土，恢復瀝青混凝土面層。該方案處治后水泥混凝土板塊得到恢復。

(2)輕微橫向裂縫病害處治

①在瀝青路面上直接粘貼貼縫帶

貼縫帶能有效阻止雨水沿裂縫縫隙下滲，特別對于無變形、唧漿的輕微裂縫，封閉處理后，可有效緩解裂縫的發展;但對于不規則的多縫病害，由于貼縫帶施工寬度過大，與舊路面粘結效果不好，有脫落現象。另外，使用中發現路面裂縫縫隙中水蒸氣不能排出，以致貼縫帶表面局部鼓起，呈氣泡狀，易損壞。經調查發現貼縫帶表面磨耗的有效時間一般為1年左右。

②在混凝土表面粘貼抗裂防水卷材

鑿除瀝青混凝土面層，在混凝土板塊接縫處貼SBS抗裂防水卷材，恢復瀝青面層。此方案延緩的的反射，但不能解決瀝青面層反射裂縫的病害。

(3)嚴重橫向裂縫病害處治

①壓漿

對水泥混凝土板塊裂縫病害集中的路段連續進行壓漿處治，解決水泥板塊脫空的問題，壓漿孔的位置確定在板塊邊角40～60 cm處和板塊中間，壓漿效果用彎沉指標來檢驗，彎沉不合格，則在原鉆孔位置20～40 cm左右重新鉆孔補壓，直到彎沉達到要求為止。

由于受邊通車邊施工的影響，壓漿施工中相鄰超車道干行車擾較大，一側的填充空隙的水泥漿無法靜養，難成型，且水泥混凝土板端彎沉檢測值受超車道上的行車作用，不準確，因此實際壓漿效果始終難以評判。在與其他養護方案共同實施時，施工順序安排在傳力桿水泥混凝土養生結束后，增設排水設施和縱向裂縫處治施工前，

②增設傳力桿

2006～2007年采用間接傳力的方案增設傳力桿，間接傳力工序多、周期長，施工難度較大;且由原來的一道縫變為兩道縫，通車使用后，不少處治位置有兩道接縫反射到位瀝青面層上來。從08年開始，我們用直接傳力的方案增設傳力桿，直接傳力方案簡便，但切縫開槽是個細活，效率不高。該方案使用效果較間接傳力的方案為優。

(4)水泥混凝土板角與柔性路肩交接處唧泥處治

①增設路肩排水設施

針對唧泥點，在水泥混凝土板塊邊緣至路肩水溝范圍，在水泥混凝土板塊下設置排水管。多數在設置初期有水排出，有的甚至有排出泥漿，一年后堵塞嚴重，在排水通道的上方，原唧泥處唧泥重新出現。2008年11月底進行了排水通道的反沖，2009年六月觀察時，多數通道又已堵塞，堵塞速度較快。

②增設路面全寬橫向盲溝

水泥混凝土板塊下增設全寬盲溝。該方案嘗試解決路面基層和底基層間積水在橫向上實現由“面到線”的排水方式，收集排除上游方向層間水。經現場觀察，該方案使用效果良好，兩年后下過雨仍有清水流出。

(5)輕微縱向裂縫處治

處治方法與輕微橫向裂縫相同，分別為涂刷瀝青再生劑和粘貼道路貼縫帶，具體方案和處治效果同輕微橫向裂縫處治部分。

(6)嚴重縱向裂縫處治

主要通過沿水泥混凝土板塊外側增設縱向碎石盲溝，收集匯聚水泥混凝土板塊與石灰土的層間水，再通過管網排入磚砌邊溝，力圖解決翻漿、唧泥等常見的病害。另外，在縱向碎石盲溝上面，加寬設置了拉桿及鋼筋網水泥板塊，來提高這部分路面承載能力。

該方案嘗試解決了行車道內統一結構形式的問題，同步解決了“面對點”路肩排水的缺陷，實現先由“面到線”再由“線到點”的排水方式，有針對性。現場觀察瀝青路面基本完好，大部分出水口經常處于潮濕狀態，個別位置雨后3～4天排水管口仍有滴水現象。但此方案短期內排水效果明顯，長期觀察，一年左右縱向碎石盲溝淤塞現象嚴重，排水作用失效。

(7)硬路肩改造方案

①青山段硬路肩改造方案

下行線銑刨全寬硬路肩30 cm深(水泥代板塊以下)，分兩層進行級配碎石攤鋪，下層15 cm(人工攤鋪)，上層15 cm(機械攤鋪)，在鋪設完第一層級配碎石后，每50 m(邊溝加寬路段30 m)安防10 cm布孔PVC管，級配碎石以上結構同行超車道結構層。

②儀征東段硬路肩改造方案

對連續翻漿路段，銑刨全寬硬路肩42 cm深(路面以下)，若行車道水泥板底有積水在相對應的硬路肩石灰土有松散或積水現象，需對石灰土底基層進行挖除并換填C20混凝土，石灰土基層平整密實后噴灑改性乳化瀝青下封層，然后設置12 cm排水混凝土，其間按15 m的間距設置10 cm打孔PVC橫向排水管，其上鋪設防滲土工布，噴灑改性乳化瀝青層，澆筑18 cmC20素混凝土。在澆筑C20前，在行車道水泥板與新澆筑的C20混凝土間設置拉桿(直徑16 mm，長度800 mm，間距700 mm)，在原行車道24 cm水泥板拉桿上方9 cm部分設置3 mm厚雙面貼，保證與新澆筑混凝土之間的粘結。在新澆筑C20混凝土與行車道原水泥混凝土板間粘貼48 cm寬抗裂貼，以上結構同行超車道結構層。

以上兩種方案都徹底改造了硬路肩原結構層，使之排水通道與行超車道路面結構層相匹配，目前使用效果較好。

5 結語

(1)白加黑路面反射裂縫隨著時間的推移在逐步發生、發展，對因傳荷能力不強而產生的反射裂縫的混凝土板塊增設傳力桿是有效的，對混凝土板塊下局部脫空進行在瀝青路面上的直接壓漿也有一定效果。

(2)白加黑路面唧泥、翻漿的病害仍是水泥混凝土路面病害的主要反映形式，是水損壞的表現，這部分水份是路面滲水、路基毛細水、中央分隔帶滲水的綜合作用，但我們認為:其絕大多數是來源于路面滲水，路面反射接縫和縱向裂縫是滲水的主要通道。養護過程中設置的各類排水設施對排除路面層間水起到了一定的作用，緩解了路面病害的進一步發展。

(3)白加黑路面在無層間排水系統的前提下，其底基層水穩定性的差異將直接決定了白加黑路面病害的發生、發展狀況，在養護階段，對于底基層已破壞的混凝土板塊來說，增設任何排水設施都無濟于事，唧泥、沉陷等病害仍不會緩解，要處治必須從底基層開始。

(4)白加黑路面改造過程中應重點要關注板塊傳荷能力、路面層間排水和底基層狀況。我們認為，設計單位在設計白加黑路面改造時要開展這三個方面的調查檢測，掌握老路這三個方面的實際技術狀況，提出相應的處治方案，并施工中執行到位，這樣才能保證白加黑改造的使用壽命，避免運營中、后期白加黑路面唧泥、翻漿等病害的大面積發生發展，減少白加黑二次改造時再次對混凝土板塊病害進行徹底處理的工程量，從全壽命周期的角度節約工程建設成本。

(5)距離寧通公路白加黑第一次改造已經過去十年，目前又對青山段和儀征東段兩段白加黑路面進行了不同方案的二次改造，我們將在今后對這三種改造方案進行后續觀測，繼續總結白加黑路面二次改造過程中的成敗得失。

總的來說，在這幾年來我們嘗試了多種養護方案，一定程度上緩解了這些路段路面病害的發展，延長了其使用壽命，履行了養護管理的職責。

［1］ 公路技術狀況評定標準(JTJ H20-2007)［S］.

［2］ 公路養護技術規范(JTJ H10-2009)［S］.

［3］ 公路水泥混凝土路面養護技術規范(JTJ 073.1-2001)［S］.

［4］ 公路瀝青路面養護技術規范(JTJ 073.2-2001).