截至目前,公路瀝青路面養護設計已在廣東、河北等18個省份、4.5萬公里普通國省干線養護設計項目中應用。本文以G4京港澳高速公路河北段、G15沈海高速公路廣州至湛江段(簡稱“廣湛高速公路”)、國道108線河北段為例,對這三條路的養護設計、養護后的路況,以及使用性能進行了分析。
G4京港澳高速公路河北段改擴建項目中,利用公路瀝青路面養護設計技術體系詳細分析了原有路面結構使用價值,提出新老路面結構匹配性設計方案。
該項目驗證了瀝青路面大中修養護設計技術在我國華北地區北部(河北省)及半干旱氣候條件下的應用效果;同時,對于路面結構復雜、功能性能衰減嚴重、主導損壞為路面裂縫病害的高速公路路面大中修養護決策科學性進行了驗證及示范。
廣湛高速公路路況復雜、交通量大,且于近期遇到了產權移交(廣佛)、拓寬改造(佛開、開陽、陽茂、茂湛)、特殊病害治理(湛徐)等多種技術難題。為此,廣東交通集團利用公路瀝青路面養護設計技術體系開展了養護方案設計及中長期養護規劃的工作。

G4京港澳高速公路河北段路況檢評與改造方案
在實施過程中,廣湛高速公路將路況普查、專項檢測、病害診斷、路況專項評價、養護需求分析、中長期養護規劃、全壽命周期投資效益分析等核心技術體系串聯,并在廣湛高速公路湛徐段中,完成了探地雷達技術在專項檢測及養護決策中的應用、隱性路面結構破壞快速處治技術及修復效果跟蹤;在廣湛高速公路全線,應用了基于專項檢測數據的路面結構剩余使用價值評價方法、多因素指標綜合考慮的路面中長期養護規劃技術;在廣湛高速公路茂湛段中,應用了基于探地雷達數據的高速公路水泥路面白加黑技術效果評價及跟蹤觀測;在廣湛高速公路擴建路段,應用了高速公路改擴建工程原路面結構使用狀況評價方法及處治對策技術體系。

國道108線河北段的養護設計規劃圖
此外,廣湛高速公路廣佛段作為國內首條產權即將到期的高速公路,還編制了產權即將到期高速公路養護維修對策及評價方法。
作為國道改造示范工程,國道108線河北段在養護設計過程中,主要體現了兩方面的設計理念。
首先,科學組織大中修養護設計。針對路面大中修養護設計的需求和特點,提出路況詳細數據的檢測流程、指標、方法和要求,促進路面大中修養護設計數據采集的規范化和制度化。引入全壽命周期費用分析先進理念,綜合考慮多項路面狀況評價技術指標,設計優選路面大中修養護方案,全面提高公路養護質量和路況水平,實現10年不大修。
其次,大力推廣符合資源節約、節能減排的新型環保和綠色養護技術。以瀝青路面再生、廢舊輪胎橡膠瀝青技術等為重點,驗證各項新型技術的使用效果,從而推廣應用廢舊材料循環利用技術。
公路瀝青路面養護設計技術體系建設偏重于半剛性基層瀝青路面結構的養護設計,對于柔性基層瀝青路面結構、長壽命路面結構等結構形式的研究相對薄弱,建議后期補充不同路面結構形式的養護設計技術研究。
在路面病害診斷及養護對策選擇階段,分析結論多為定性判斷,精確性及科學性還有待提高。建議后期繼續開展數據收集及專題研究,特別是通過大數據分析手段,深入挖掘路面結構破壞的原因及發展規律,實現定量化判斷及智能化養護設計。
在進行路面隱性病害的調查及判斷過程中,目前常采用的手段仍是鉆芯取樣等有損檢測方法,檢測范圍及分析準確性均較低。建議后期繼續開展探地雷達、超聲波檢測、紅外檢測、3D激光等無損檢測技術在路面養護設計中的應用研究,從而提高對隱形病害判斷的準確性及路面結構完整性評價的科學性。
在方案比選中采用全壽命周期費用分析技術,設計優選全壽命周期費用最低的養護方案。但在全壽命周期分析過程中,涉及的關鍵技術,如路面使用性能衰變規律、養護措施使用效果、投資效益計算方法等,均需要繼續進行深入研究,不斷優化設計方法,提高計算科學性及準確性。

公路瀝青路面養護設計技術的路況評價方法簡單易行,評價范圍全面廣泛,既包括功能性和結構性評價還包括排水和交通狀況評價,評價結果為路面病害原因的診斷提供了依據。(攝影:李軍)