祁臨高速公路瀝青路面病害處治方案研究

趙功

(山西省祁臨高速公路有限責任公司，山西太原　030000)

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祁臨高速公路瀝青路面病害處治方案研究

趙功

(山西省祁臨高速公路有限責任公司，山西太原030000)

摘要:以祁臨高速公路路面維修處治工程為依托，通過分析瀝青路面病害的產生原因，對兩種不同評價等級的瀝青路面維修處治方案作了比選，提出了合理的瀝青路面維修處治方案，為今后瀝青路面維修處治工程提供參考。

關鍵詞:瀝青路面，路面病害，維修處治，瀝青混合料

0　引言

自20世紀80年代以來，我國基礎建設開始起步，高速公路建設一直是我國重點建設項目之一。高速公路運營期內，在環境、車輛等因素的綜合作用下，道路的各項性能指標會逐漸下降，諸如裂縫、松散、車轍等病害頻發，導致道路服務水平下降，隨之而來的是通行成本的上升和社會問題的凸顯［1］。由于國內現階段依然處于建設大發展時期，因此在瀝青路面養護方面還是以應急性養護為主，但近些年來部分省市在預防性養護上也開展了研究，但依然缺乏系統的研究，僅僅針對某一種技術或某一類病害［2］。但病害往往是連帶發生的，尤其是幾種常見病害，其互相之間都有著較大的聯系，如何對病害進行區分，并對其養護技術進行系統的研究已成為極為緊迫的事情。通過祁臨高速公路路面維修處治工程，對瀝青路面出現的病害進行了詳細的分析，通過對病害處治方案進行比選，提出科學合理的路面維修處治方案，對今后類似的工程項目有著十分重要的參考意義。

1　工程概況

祁臨高速公路是國家高速公路網G5北京至昆明高速公路在山西省境內的一段，同時也是山西省規劃的“三縱十二橫十二環”高速公路網中溝通南北的中縱主干線的重要組成部分。祁臨高速公路通車以來通行量呈明顯增長趨勢，鑒于早期對重載交通估計不足，祁臨高速公路僅上面層采用改性瀝青混凝土，中、下面層都采用普通瀝青混凝土，結構承載力偏弱，再加上重載交通的持續快速增長，現局部路段路面病害已發展到嚴重程度，整體服務水平已明顯降低，雖然每年投入大量費用作養護處治病害，但仍然不能阻止和消除車轍等病害的反復出現，急需制定科學合理的路面病害維修處治方案，改善高速公路的運營服務水平。

2　瀝青路面病害原因分析

祁臨高速公路的主要路面病害為橫向、縱向裂縫，局部路段存在龜裂、車轍等病害。

2．1橫向裂縫

從鉆芯情況來看，祁臨高速大部分重度橫向裂縫貫通瀝青面層及基層，呈上窄下寬狀，且基層底部松散，主要是由于反射裂縫貫通面層后，在雨水的動水壓力下，導致基層產生水損壞。因此，該路段多為橫向反射裂縫。

2．2縱向裂縫

縱向裂縫一般發生在行車道、慢車道的輪跡帶處，瀝青面層在行車荷載的反復作用下，材料接近疲勞極限，加上瀝青面層材料老化，出現疲勞裂縫;從鉆芯取樣觀察，面層之間以及面層與基層之間存在層間粘結差現象，加劇疲勞裂縫的發展，形成貫穿的縱向裂縫。

2．3龜裂

龜裂、塊狀裂縫主要是由于瀝青路面強度不足，在行車荷載的反復作用下產生疲勞開裂所致，也存在面層與基層結合差、強度不足的原因。瀝青路面在交通荷載作用下受力不均勻而導致龜裂、網裂病害的形成。

2．4車轍

祁臨高速公路車轍嚴重路段主要集中在爬坡路段，系為流動性車轍。在長大縱坡路段，重載車輛的低速行駛延長了軸載作用于路面的時間，使路面結構產生永久變形，與此同時，普通瀝青混凝土的高溫穩定性不足，在荷載的反復作用下，混合料內部出現剪切破壞，產生流動變形，累積形成車轍。

3　路面維修處治原則

本項目路面維修處治以“處治病害、完善功能”為主要指導思想，以公路路面的功能、使用要求為基礎，具體的原則如下:

1)科學調查、分析的原則。對現有瀝青路面的病害采用多功能檢測車等自動化設備進行充分的調查，并進行仔細的分析，用科學的檢測數據作為指導;

2)充分利用現有路面強度的原則。在平面基本不動的前提下，盡量不抬高路面標高，合理利用現有路面結構強度，使維修處治方案更為經濟可行;

3)環保節能、循環利用的原則。盡可能減少廢棄材料，對不能利用的舊料要做到集中堆放，盡量不影響周邊環境;

4)方便施工的原則。為便于施工，不同車道的路面結構層應盡可能采用同一結構和厚度，在提高行車服務質量和安全性的同時，便于同步施工。

4　路面維修處治方案比選

祁臨高速公路路面維修處治方案的選定以PCI及RD評價為依據，重點對以下兩種路況進行方案比選，確定科學合理的路面維修處治方案。

4．1RD≥15 mm或PCI為次、差的路況(D類路況)

1)推薦方案。先銑刨10 cm原路面上、中面層，采用高彈性的防裂貼對裂縫進行壓縫處理后，再重鋪4 cm SBS改性AC-16上面層和6 cm抗車轍AC-20中面層瀝青混合料。

2)比選方案。先銑刨10 cm原路面上、中面層，采用高彈性的防裂貼對裂縫進行壓縫處理后，再重鋪4 cm SBS改性SMA-16上面層和6 cm抗車轍AC-20中面層瀝青混合料。

3)方案對比分析。本項目重載交通、爬坡路段較多特點對瀝青路面的高溫抗車轍等路用性能提出了很高的要求，此類路況采用SBS改性瀝青有較強的針對性，中面層采用抗車轍瀝青混合料，上中面層結合具有更加優良的抗車轍性能、低溫抗裂性、耐久性與抗滑性能。

a．推薦方案。優點:AC型密級配瀝青混合料是技術比較成熟的混合料類型，其材料組成設計技術成熟，有利于施工控制，且工程造價低;缺點:AC型瀝青混合料屬懸浮密實型結構，高溫穩定性和低溫抗裂性不是最優。

b．比選方案。優點:SMA瀝青混合料為骨架密實型結構，抗高溫、低溫性能比推薦方案更優;缺點:SMA瀝青混合料采用骨架密實型結構，對碎石集料要求較高，施工質量控制難度較高，且造價高。

4．210 mm≤RD＜15 mm且PCI為優、良、中的路況(C類路況)

1)推薦方案。先銑刨2 cm原路面上面層，對路面病害進行灌縫、局部修補處理后，采用2 cm改性薄層罩面處治。

2)比選方案一。先銑刨5 cm原路面上面層，對路面病害進行灌縫、局部修補處理后，重新鋪筑5 cm改性SMA-16瀝青混合料。

3)比選方案二。采用瀝青路面就地熱再生技術。

4)方案對比分析。根據勘察調查分析，祁臨高速公路10 mm≤RD＜15 mm且PCI為優、良、中的路段主要病害形式為橫向裂縫，貫通瀝青面層，考慮到該種類型路段分布廣泛，今后一段時期內路面結構承載力仍能滿足使用要求，僅需提高表面抗滑、行車舒適和封閉水分下滲的功能，因此對該種病害采取淺層銑刨重鋪瀝青層的方式恢復功能性要求。

a．推薦方案。優點:一方面恢復路面表面功能，另一方面利用薄層罩面材料高彈、高強、粗糙、防水特性，可以有效延長路面壽命、提高路面強度和抗滑性能;缺點:薄層罩面瀝青混合料造價較高。

b．比選方案一。優點:SMA路面高溫、低溫性能優良;缺點: SMA瀝青混合料造價更高。

c．比選方案二。優點:采用就地熱再生技術，實現了就地瀝青路面再生利用，節省材料的運輸費用，具有良好的環保節能效益;缺點:就地熱再生瀝青混合料性能差，熱再生技術成熟度低，還需專業設備。

4．3方案費用的比較

本次方案對上述兩種路況進行比較，得到的費用比較見表1。

表1　不同方案費用比較　元

對本次路面維修處治項目C路況、D路況的建筑安裝工程費進行了估算，通過比較發現，推薦方案的建安費最低。對于C路況，比選方案一費用最高，比選方案二介于推薦方案和比選方案一之間。

4．4方案比選結果

1)D類路況瀝青路面維修處治方案為:上面層4 cm SBS改性AC-16型瀝青混凝土，中面層6 cm抗車轍AC-20型瀝青混凝土; 2)C類路況瀝青路面維修處治方案為:銑刨2 cm原路面上面層，采用2 cm改性薄層罩面處治。

5　施工控制要點

1)預先做好施工準備工作，包括材料來源和質量，配合比的設計等內容，根據施工工藝要求選用材料，確定可靠的料源。2)對舊路進行動態檢測，按照設計資料有關舊路處理的方法，對舊路病害進行認真調查，采取相應的處理措施。3)路面加鋪層施工需嚴格控制混合料的各個環節的溫度，保證鋪筑質量。4)進行臨時交通組織設計，確定合理的交通分流方案，對施工段落進行封閉，既要滿足相應的施工機械設備進場要求，同時又需滿足地方車輛的通行要求。

6　結語

目前國內高速公路瀝青路面維修處治工程最重要的課題是如何針對各種路面病害采取對應的維修處治方案，從而達到最優的效果。本文通過祁臨高速公路瀝青路面病害的調查、分析，深入的研究了不同評價等級的瀝青路面病害的維修處治方案，提出了科學合理的瀝青路面維修處治方案，對今后的瀝青路面維修處治工程有十分重要的指導意義。

參考文獻:

［1］翁梅澤，王火明，馮勇．瀝青路面養護技術現狀及發展［J］．中國水運，2007，7(2):59-60．

［2］張鵬．國內外高速公路瀝青路面典型病害及養護技術對比研究［D］．西安:長安大學，2015．

中圖分類號:U416．217

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0132-02

收稿日期:2016-03-07

作者簡介:趙功(1976-)，男，高級工程師

Asphalt pavement disease treatment scheme of Qi-Lin expressway

Zhao Gong
(Shanxi Qi-Lin Expressway Co．，Ltd，Taiyuan 030000，China)

Abstract:Taking Qi-Lin highway pavement maintenance engineering as the background，through analyzing asphalt pavement diseases occurring causes，the paper compares asphalt pavement maintenance schemes with two kinds of evaluation degrees，and puts forward rational asphalt pavement maintenance scheme，which has provided some guidance for asphalt pavement maintenance engineering in future．

Key words:asphalt pavement，pavement disease，maintenance，asphalt mixture