346國道張家港段路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案研究

徐玉蘭

摘 要：考慮到本項(xiàng)目交通量的增長，為保障路面安全、舒適、快速的服務(wù)質(zhì)量，確保設(shè)計(jì)年限內(nèi)路面使用壽命，建議對路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。相比中修養(yǎng)護(hù)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效益高費(fèi)用低，能降低修復(fù)性養(yǎng)護(hù)發(fā)生率，起到降低公路養(yǎng)護(hù)成本的目的。

關(guān)鍵詞：路面病害;養(yǎng)護(hù);罩面

引言：

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程建設(shè)的逐步推進(jìn)，全市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，道路交通量日益增大。為適應(yīng)不斷增長的交通量，保障路面安全、舒適、快速的服務(wù)質(zhì)量，確保設(shè)計(jì)年限內(nèi)路面使用壽命，急需對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。

1.項(xiàng)目背景

346 國道蘇州段穿蘇州市北部地區(qū)（太倉、常熟、張家港），起點(diǎn)位于蘇滬交界處，與沿江高速公路基本平行，終點(diǎn)為張家港江陰交界，全長120公里。隨著道路服務(wù)年限的增長，路面陸續(xù)出現(xiàn)了各種不同程度的病害，導(dǎo)致路面服務(wù)能力下降，急需進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)維修，恢復(fù)路面使用質(zhì)量，延長路面壽命。

2.項(xiàng)目必要性

1、國道優(yōu)先入庫，消除次差等路，預(yù)防優(yōu)先

根據(jù)《江蘇省普通國省養(yǎng)護(hù)工程科學(xué)決策實(shí)施意見》（試行），本著“國道優(yōu)先入庫，消除次差等路，預(yù)防優(yōu)先，鼓勵中修”的原則，將預(yù)防養(yǎng)護(hù)、修復(fù)養(yǎng)護(hù)和專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)等適合進(jìn)行項(xiàng)目庫管理的養(yǎng)護(hù)工程納入項(xiàng)目庫管理。

結(jié)合本項(xiàng)目現(xiàn)狀路面進(jìn)行了調(diào)查及評定、養(yǎng)護(hù)歷史、氣候環(huán)境等資料，346國道張家港段整體性良好，僅局部略有病害，建議將346國道優(yōu)先納入項(xiàng)目庫管理，進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

2、現(xiàn)狀路面主要損壞類型，符合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路況標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《江蘇省普通國省道預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)指南》（試行），對路面實(shí)際病害進(jìn)行充分調(diào)查，核查路面實(shí)際情況是否符合相應(yīng)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)宏觀和微觀路況。

本項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)行《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》，對整個(gè)路段所有路面破損進(jìn)行類型分級，得到路面破損率（PCI）、路面平整度（RQI）、路況指標(biāo)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（PSSI）、路面車轍（RDI）評價(jià)較好，基本為優(yōu)。以上指標(biāo)，符合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)所要求的路況宏觀標(biāo)準(zhǔn)。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)所要求的微觀標(biāo)準(zhǔn)為：路面抗滑性能不足、輕度裂縫、輕度松散、泛油、輕度車轍、行駛舒適性不足等病害。

而本項(xiàng)目范圍內(nèi)路面檢測指標(biāo)抗滑性能（SRI），平均指數(shù)在75以下，評價(jià)為“中”。說明本項(xiàng)目路面抗滑性能不足，結(jié)合現(xiàn)狀路面破損的病害類型，符合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)微觀路況破損程度特征。

346國道作為國道一級公路，路況標(biāo)準(zhǔn)要求較高，目前現(xiàn)階段適用于采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

3、提高路面抗滑性能，改善行駛條件，降低交通事故發(fā)生概率

根據(jù)路況調(diào)查及評定結(jié)果，346國道張家港段路面破損率PCI及路面平整度RQI評價(jià)較好，基本為優(yōu)。但抗滑性能（SRI）檢測，平均指數(shù)在75以下，評價(jià)為“中”;路面磨耗指數(shù)PWI基本位于78以下，評價(jià)為“中”。說明本項(xiàng)目路面磨耗較大，抗滑較差。

本項(xiàng)目線形較好，車速較快，車輛所需的安全制動距離較長。道路的安全性與路面的抗滑性能直接相關(guān)，為避免路面交通事故的發(fā)生，急需改善本項(xiàng)目路面的抗滑性能。

通過對本項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，選取耐久性好、摩阻系數(shù)大的路面材料，做一層薄層罩面措施來提高路面抗滑性能，從而降低交通事故發(fā)生率。

4、降低修復(fù)性養(yǎng)護(hù)發(fā)生率，降低路面全壽命周期使用成本

本項(xiàng)目改擴(kuò)建后運(yùn)營已達(dá)12年，路面已接近其使用年限，歷年以日常養(yǎng)護(hù)為主。部分段落在2018～2019年期間進(jìn)行了中修，有些段落在2020年期間進(jìn)行了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。通過前期的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程中發(fā)現(xiàn)，在病害發(fā)生初期，進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，較好的控制了病害向更深層次發(fā)展，目前路面運(yùn)營效果較好。

考慮到本項(xiàng)目交通量的增長，為保障路面安全、舒適、快速的服務(wù)質(zhì)量，確保設(shè)計(jì)年限內(nèi)路面使用壽命，建議對路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。相比中修養(yǎng)護(hù)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效益高費(fèi)用低，能降低修復(fù)性養(yǎng)護(hù)發(fā)生率，起到降低公路養(yǎng)護(hù)成本的目的。

3.項(xiàng)目研究范圍

本次養(yǎng)護(hù)工程路段范圍為張家港市 346國道（K115+322～K125+600下行路段、K142+977～K151+977上下行路段），養(yǎng)護(hù)路段全長28.278km。

4.交通量

4.1歷年交通量調(diào)查

根據(jù)346國道2018年～2020年的交通量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由交通量組成分析可知，客車比例較高，2020年各車型交通量組成客車占比63%，貨車占比37%。其中，小貨車占比7%，中貨車占比6%，大貨車占比6%，特大貨占比9%，集裝箱車占比9%。根據(jù)規(guī)范分析，本項(xiàng)目六車道路段服務(wù)水平為2級，服務(wù)水平良好，且交通量變化整體呈增長趨勢，增長幅度較大。

4.2交通量分析

通過對客車、貨車比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，近三年項(xiàng)目路段客車比例逐年增加，2020 年客車占比63%，貨車占比37%。

根據(jù)歷年交通量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及發(fā)展趨勢分析，2026年346國道交通量預(yù)測結(jié)果日均交通量為30650pcu/日，2031年日均交通量為32572pcu/日。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ D50-2017），按設(shè)計(jì)年限 5 年計(jì)算，設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道累計(jì)大型客車和貨車交通量為11.7×106，交通等級屬于重交通荷載等級。

5.老路面的調(diào)查評定結(jié)果以及病害產(chǎn)生的原因

5.1路面現(xiàn)狀病害調(diào)查

對本項(xiàng)目路面進(jìn)行了病害狀況調(diào)查，主要開展工作包括：養(yǎng)護(hù)歷史資料的搜集整理、路面破損情況調(diào)查、橋面破損調(diào)查、排水狀況調(diào)查、路面彎沉檢測、路面取芯、平整度檢測、瀝青路面車轍檢測、路面抗滑性能檢測等。

5.1.1病害類型

現(xiàn)階段項(xiàng)目路段出現(xiàn)了一些不同程度的病害，主要病害為橫、縱向裂縫。裂縫在調(diào)查路段普遍存在，部分貫穿半幅路面，大多貫穿第一、第二車道，目前已進(jìn)行灌縫處理。有多處修補(bǔ)，影響行車舒適性，部分路段特別是交叉口存在車轍，個(gè)別段落出現(xiàn)唧漿。

5.1.2瀝青路面性能總體評價(jià)

（1）路面損壞狀況評價(jià)PCI總體狀況一般，上行PCI評價(jià)為“優(yōu)”的路段為89.3%，評價(jià)為良的路段為10.7%;下行PCI評價(jià)為“優(yōu)”的路段為100%。總體上行略差于下行。

（2）從路面強(qiáng)度情況來看，本項(xiàng)目上下行路面行車道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評價(jià)較好，代表彎沉值平均值分別為上行20.09和下行20.62。

（3）本次檢測路段的路面行駛質(zhì)量RQI評價(jià)尚可，上行車道總體評價(jià)為“優(yōu)”，RQI平均值為91.55;下行車道總體評價(jià)為“優(yōu)”，RQI平均值為92.46。

（4）本次檢測路段的道路面車轍深度指數(shù)RDI評價(jià)尚可，上行車道總體評價(jià)為“優(yōu)”，RDI平均值為90.37;下行車道總體評價(jià)為“優(yōu)”，RDI平均值為92.48。

（5）整體而言，上、下行車道抗滑性能評價(jià)等級均為“中”，說明該路段抗滑性能需改善。

（6）以百米為評價(jià)單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。項(xiàng)目路段路面跳車狀況較好，設(shè)計(jì)路段局部存在輕度跳車。

（7）本次檢測路段的路面磨耗指數(shù)PWI，上行車道總體評價(jià)為“中”，PWI平均值為74.26;下行車道總體評價(jià)為“中”，PWI平均值為74.52。

（8）從路面使用性能來看，與2021年7月公路局檢測結(jié)果對比分析，路面使用性能PQI有所下降，上行路面使用性能PQI衰減率為2.2%;下行路面使用性能PQI衰減率為1.9%。

5.2病害產(chǎn)生主要原因

1、橫向裂縫

橫向裂縫一般為基層反射裂縫，跟基層材料及溫度有關(guān)。基層在成型過程中，材料收縮會形成橫向裂縫;而溫度驟降，基層也會發(fā)生低溫收縮后開裂。

基層的收縮對瀝青面層底部產(chǎn)生拉力，拉力超越瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，瀝青面層底部就逐漸開裂。并隨著溫度、路面縫隙水、車輛的反復(fù)荷載作用，導(dǎo)致瀝青面層底面裂縫向上擴(kuò)展到路表，從而形成橫向裂縫。

2、縱向裂縫

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，本項(xiàng)目個(gè)別路段存在縱向裂縫。縱向病害產(chǎn)生原因主要有以下三方面因素。

①交通量快速增長

本項(xiàng)目交通量較大，在重載交通的反復(fù)荷載作用下，部分路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，從而產(chǎn)生縱向裂縫。

②老路路面施工原因

由于本項(xiàng)目路面進(jìn)行過多次中修養(yǎng)護(hù)，部分路段僅對行車道進(jìn)行了中修，施工時(shí)新老路面拼接處易產(chǎn)生縱向裂縫。

③瀝青面層老化

由于本項(xiàng)目路段車流量大，重載車輛多，路面在長期使用過程中出現(xiàn)了不同程度的車轍病害，隨著時(shí)間的發(fā)展瀝青面層的抗彎拉性逐漸降低，在車轍輪跡帶處易出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生縱向裂縫。

3、車轍

本項(xiàng)目車轍多出現(xiàn)在交叉口范圍以及一般路段的行車道，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場調(diào)查和取芯芯樣分析，本路段車轍為流動型車轍。

近幾年江蘇省連續(xù)經(jīng)歷夏季高溫作用，瀝青路面材料在高溫環(huán)境下發(fā)生軟化變質(zhì)，抗剪強(qiáng)度降低;再加上本項(xiàng)目路段重載交通量大，當(dāng)遇到車輛荷載較大的剪應(yīng)力作用時(shí)，容易產(chǎn)生橫向推移等變形破壞。流動性車轍有明顯隆起，跳車感明顯。

6.路面處治方案

基于調(diào)查檢測結(jié)果，本項(xiàng)目調(diào)查范圍內(nèi)全線路面彎沉較小，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度整體較好，但部分路段技術(shù)狀況不能滿足《江蘇省普通國省道養(yǎng)護(hù)工程科學(xué)決策實(shí)施意見（試行）》（蘇交公養(yǎng)〔2020〕162 號）中的“雙優(yōu)”要求。

各車道技術(shù)狀況差異性較大，本次設(shè)計(jì)擬采用單車道處治的原則，對局部路段路面進(jìn)行修復(fù)，扼制病害的發(fā)展、延緩新病害的產(chǎn)生，提高路面整體技術(shù)狀況，延長路面使用壽命。

結(jié)合路面調(diào)查評價(jià)結(jié)果和病害成因分析，本項(xiàng)目K115+322～K125+600段下行、K142+977～K151+977段上下行現(xiàn)場調(diào)查看該段出現(xiàn)了一些不同程度的病害，主要病害為橫、縱向裂縫，裂縫在調(diào)查路段普遍存在;另外局部位置有修補(bǔ)，影響行車舒適性，部分路段特別是交叉口存在車轍，個(gè)別段落出現(xiàn)唧漿。從鉆芯取樣來看，該段病害處基層、底基層芯樣基本成型。

本次工程范圍路面還未發(fā)生功能性破壞，剛出現(xiàn)輕微病害，為了保持道路的良好運(yùn)營狀態(tài)、延緩未來的路面破壞，推薦在老路面表層修復(fù)后再做路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，以恢復(fù)路面整體使用功能。

6.1路面處置方案比選

本項(xiàng)目路段交通荷載等級為重交通，為保證路面強(qiáng)度及抗車轍性能，對路面處置方案選取兩種工藝進(jìn)行比選。

方案一：薄層罩面

在老路面層或修復(fù)后面層表面采用薄層罩面措施，加鋪3cmSMA-10瀝青瑪蹄脂混合料（SBS改性）。

優(yōu)點(diǎn)：薄層罩面措施，表層抗滑改善和路面出新;與既有的適應(yīng)性較強(qiáng)，且具有一定抗反射裂縫能力;增厚瀝青面層厚度，降低半剛性基層荷載敏感性，有助于提高結(jié)構(gòu)疲勞壽命;使用壽命長。

缺點(diǎn)：每平方米造價(jià)70元，造價(jià)相對較高。

方案二：滲固磨耗層

在老路面層或修復(fù)后面層表面鋪上滲固磨耗層，厚度1cm。

優(yōu)點(diǎn)：滲固磨耗層技術(shù)，能有效修復(fù)原路面缺油、松散等病害，封閉毛細(xì)裂縫;施工簡便，工序少，施工周期相對較短;工程造價(jià)較低，每平方米造價(jià)35元。

缺點(diǎn)：使用壽命短，且行車噪聲大。

綜合方案比選，本次346國道張家港段預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，采用薄層罩面工藝，在老路面層或修復(fù)后面層表面采用薄層罩面措施，加鋪3cmSMA-10瀝青瑪蹄脂混合料（SBS改性）。

7.結(jié)束語

在病害發(fā)生初期，對346國道張家港段路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可以延長公路使用壽命、保持公路完好、提高路面使用質(zhì)量。相比中修養(yǎng)護(hù)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效益高費(fèi)用低，能降低矯正性路面養(yǎng)護(hù)發(fā)生率，起到降低公路養(yǎng)護(hù)成本的目的。

參考文獻(xiàn)：

《江蘇省普通國省養(yǎng)護(hù)工程科學(xué)決策實(shí)施意見》（試行）

《江蘇省普通國省道預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)指南》（試行）

《江蘇省普通國省道養(yǎng)護(hù)工程科學(xué)決策實(shí)施意見（試行）》（蘇交公養(yǎng)〔2020〕162 號）