復合式路面養護維修方案探討

陳崖松 代方國

中國市政工程西北設計研究院有限公司 湖北 武漢 430000

1、前言

2019 年，我國城鎮人口占總人口比重（城鎮化率）已達到60.60%，目前公路及市政工程大規模的新建工程已基本完成，舊路路面維修改造是公路及市政領域今后的工作重點。許多城市道路機動車道路面已接近使用年限，且缺乏日常養護，造成機動車道路面病害較多，這些路面病害嚴重影響行車舒適性及安全[1]。本文以武漢市江夏紙坊城區道路維修改造的工程案例，分析了復合路面產生病害的成因及其影響，根據病害類型和特點，提出了針對性養護維修方案。為今后同類型和相關類型路面養護維修提供參考。

2、復合式路面常見病害類型及成因分析

2.1 復合式路面常見病害類型

案例中江夏紙坊城區養護維修道路現狀路面主要為復合式路面，項目包內的道路共五條，總長約為9.8km，現狀路面結構為10cm厚瀝青混凝土+20～24cm混凝土基層+15～20cm水穩底基層。根據現狀調查及路面技術狀況檢測結果來看，路面病害主要有裂縫、車轍、擁抱、翻漿、沉陷等，其中裂縫較為普遍，主要病害情況如下圖所示。從路面檢測結果看，項目包中5條道路路面技術狀況指數PCI等級為B、項目包中3條道路的道路行駛質量指數RQI等級為A，項目包中2條道路的道路行駛質量指數RQI等級為B。

2.2 復合路面病害的成因分析

1、縱、橫縫

輕微的路面縱、橫縫主要還是由反射裂縫引起，反射裂縫產生的原因主要是由于溫度或荷載作用產生，通常出現在舊水泥混凝土路面的接縫處。重度的縱、橫縫除前述原因外，還存在基層水泥板因強度不足斷裂而造成的反射裂縫。

2、擁包、車轍

在行車水平力作用下，瀝青面層材料的抗剪強度不足時易產生推擠擁包。這類病害大多是由于瀝青混合料的瀝青用量偏高或細料偏多，熱穩定性不好。在夏季氣溫較高時，不足以抵抗行車引起的水平力。基層或下面層未經充分壓實和強度不足時，也易發生變形位移。

車轍是瀝青混凝土路面特有的一種破壞形式，它是在行車荷載重復作用以及氣候等因素綜合作用下產生的一種永久性變形，表現為沿行車方向產生的縱向帶狀凹槽，嚴重時車轍的兩側會有突起形變，造成路面使用性能更加惡化。產生這種變形主要有幾種可能，一是路面結構層或路基強度不足，在交通荷載反復作用下產生向下的永久變形，作用或反射于路面；還有就是由于在交通荷載產生的剪切應力的作用下，面層材料失穩，凹陷和橫向位移形成的[2]。

3、翻漿、沉陷、網裂和坑槽

翻漿、沉陷及坑槽基本由水損壞造成，翻漿的主要原因是混凝土板與基層之間有脫空現象，雨水滲入后，在車輛荷載作用下，路面表面出現破裂冒漿等現象；沉陷因基層、底基層可能已經破碎、土基濕軟形成，網裂和坑槽是路面輕微病害因水作用發展為較嚴重的坑槽。

2.3 復合路面病害的分類

根據上述復合路面病害類別判別和成因分析，將復合式路面的病害分為功能性破壞病害和結構性破壞病害兩大類。

1、功能性破壞病害

功能性破壞的病害主要有車轍、泛油、麻面、松散、剝落、擁抱、輕微的縱橫縫等，這些病害的根本特征在于主要發生在瀝青層，而混凝土板的板體未受到破壞。

2、結構性破壞病害

結構性破壞的病害主要有嚴重縱橫縫、翻漿、沉陷及坑槽等病害，其顯著特征是路面混凝土基層受到破壞，板體強度減弱甚至完全喪失板體結構強度，底基層和路床強度或不足。

3、復合路面養護維修方案

3.1 養護維修方案分類

根據路面檢測結論及復合式路面病害的分類，將路面維修養護方案分為兩大類，對主要為功能性破壞病害（如車轍、路表局部泛油、麻面、松散、鋪裝層剝落、擁抱、輕微的縱橫縫等）的路面采用功能性修復方案，以恢復路面至不低于原有技術狀況養護維修方案；對主要為結構性破壞病害（如嚴重縱橫縫、翻漿、沉陷及坑槽等）的路面采用結構性修復方案，以恢復路面結構不低于原路面結構承載能力的養護維修方案。

3.2 養護維修方案

根據案例中項目路面檢測結果看，項目包中5條道路路面技術狀況指數PCI等級為B、項目包中3條道路的道路行駛質量指數RQI等級為A，項目包中2條道路的道路行駛質量指數RQI等級為B，道路路面應進行保養小修或中修[3]。

3.2.1 功能性修復方案

1、輕度裂縫（縫寬在5mm以內）

對于較小的裂縫，應清除縫中的雜物及塵土，將粘度較低的熱瀝青或密封膠灌入縫后填入干凈的石屑或粗砂搗實。

2、重度裂縫（縫寬在5mm以上）

對于嚴重的裂縫，宜采取開槽、清理和干燥、灌縫、縫邊修整等步驟。對于縫寬在5mm以上的縱縫、橫縫等不規則裂縫，用開槽機將裂縫切割出寬度為1m的矩形槽，再用空壓機將槽內吹洗干凈后，用改性瀝青將板縫灌滿，并沿板縫貼防水抗裂貼，再用AC-13C+AC-16C改性瀝青混凝土填平壓實。

3、擁抱和車轍

考案例中擁抱和車轍等路面病害較重，本次采用了挖除瀝青面層后，再檢查基層結構和強度滿足設計要求的前提下新建加鋪瀝青層，并通過提高和改善瀝青和集料的性能，以提高瀝青混合料的模量、高溫穩定性和抗剪能力。

3.2.2 結構性修復方案

當復合式路面產生結構性的破壞時，應先銑刨瀝青面層后對混凝土基層進行補強或更換處理，再加鋪瀝青面層。

1、網裂、坑槽等病害的處置方案

對于混凝土板下基層完好的路段，可僅對混凝土板進行處治。先破除混凝土板基層，并將槽底清理干凈，對路床強度不足的用素混凝土填平，再鋪筑20cm～24cm厚的混凝土板，待水泥混凝土板強度達到70%時，在混凝土板頂鋪撒改性乳化瀝青粘層油，沿板縫貼高分子防水抗裂貼。最后分層鋪設瀝青面層至原路面標高。若底基層和土路床強度不足，需補強底基層和土路床的強度。

2、沉陷、翻漿等病害的處置方案

對于混凝土板下基層有破損的路段，需先將混凝土板基層全部破除，底基層直接用素混凝土進行換填來提高基層強度。

土基及底基層破壞主要是浸水軟化后導致的強度不足，若土基開挖后呈濕軟狀態，采用換填碎石水穩料，可快速提高路基強度。超挖50cm路基，并利用挖除水穩基層拌合碎石和原狀土進行換填。

3.3 維修材料的選擇

現階段防反射裂縫的技術眾多，效果參差不齊。根據之前研究結果，選取了以下幾種代表性防反射裂縫的技術：玻纖格柵、聚酯玻纖布、復合聚酯防裂布、彈性體 SBS 防水卷材、道路防水抗裂貼、鍍鋅鐵網和HZ/ZD-4 型防反體系，在重載條件下，對比了不同防裂材料的各項性能指標，結果見下表：

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案例中江夏紙坊城區5條道路的養護維修工程，施工作業面受限，從每種防裂材料的成本、防反性能、性價比、使用環境、防反機理和施工復雜程度等各方面考慮，采用了道路防水抗裂貼作為防治反射裂縫材料。

4、結語

本文針對江夏紙坊城區5條道路的養護維修工程的案例分析，提出了復合式路面的病害類別和病害分類，分析研究了主要病害形成的原因和機理，提出了復合式路面的結構性破壞和功能性破壞的界限，根據不同的破壞，提出了相應的養護維修措施，對復合式路面養護的關鍵技術進行了總結和探討，為今后同類型和相關類型路面養護維修提供參考。