公路瀝青路面預防性養護分析與病害處治

楊建華

（甘肅省臨夏公路事業發展中心，甘肅 臨夏 731100）

0 引言

臨夏州康樂縣境內某二級公路，在K1807+500～K1825+500段共計18km路段的路面存在多種病害，諸如縱橫向裂縫、龜網裂、輕微車轍、坑槽等，日常養護及小修維護工程對路面病害的發展起到一定的抑制作用，但無法改善道路通行的整體技術狀況，不能滿足該公路安全、快捷、舒適的運營要求。本文結合項目所在區域的地形、地質、氣候、水文、交通量等實際情況，研究分析公路病害特點、病害機理及產生原因，制定合理、可行的預防性養護和病害處治方案。

1 項目概況

該項目地處康樂縣東南、西南季風交互影響的邊緣地帶，屬溫帶大陸性季風氣候。由于地形復雜多樣，形成了明顯的地域型立體小氣候環境。總體特點是：夏短而無酷暑，冬長而嚴寒，雨熱同季，夏潤冬燥，春暖遲，秋涼早，晝夜溫差大，按《公路瀝青路面施工技術規范》表A.4.5瀝青及瀝青混合料氣候分區指標劃分為夏涼冬寒濕潤區（3-2-2)。

該項目路線經過以河谷階地地貌為主，即蘇家集河、中砥河、胭脂河、三岔河、流川河形成的沖積階地。一、二級和河漫灘最發育，高級階地不發育，窄狹且不連片，地勢較平坦。河漫灘上部為砂土、粉土以及黏土，下部為砂礫石，到達基巖總厚度一般為16～40m。

2 路面現狀調查及數據分析

2.1 交通量分析

依據沿線近三年交通流量觀測點收集的交通量資料分析可知：該路段交通量呈遞減趨勢，從交通量數據來看，現有路面的結構強度或承載力基本滿足交通量及車輛的荷載作用，但結合調查結果，路面存在輕微縱橫向裂縫、龜網裂、車轍等病害，為延緩路面性能過快衰減、延長公路使用壽命，對該路段進行養護維修。

2.2 路面養護情況

本次擬維修路段建成通車后，除瀝青表面層細集料剝落及局部路段坑槽進行零星挖補外，主要以灌縫、貼縫等小修養護為主，整體路況較好。

2.3 路面鉆芯結果

根據鉆芯取樣實際數據，路面面層、基層厚度基本與原設計厚度一致，局部車轍路段路面厚度不足原設計厚度，但面層、基層芯樣完整。

2.4 路面狀況評價標準

通過對維修路段2021年檢測數據（見表1）分析得知，維修路段PQI指標平均值為93.12，PCI指標平均值為91.77，評價指標均為良。RQI指標平均值為95.13，RDI指標平均值為97.54，評價指標均為優。

表1 路面各項指標檢測結果

2.5 養護類型劃分

依據《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142-2019）［1］和《公路瀝青路面養護設計規范》（JTG 5421-2018）的相關規定，養護設計單元可根據路面技術狀況數據分析與評價結果，按照不同路段的特點進行養護設計單元的劃分。養護類型劃分如表2所示。

表2 公路養護類型劃分表

依據《公路瀝青路面養護設計規范》(JTG 5421-2018)，基于現有路面病害及路面技術狀況評價結果，路面損壞狀況指數PCI平均值為91.77（大于規范要求值85）、路面行駛質量指數RQI平均值為95.13（大于規范要求值85）、車轍深度指數RDI平均值為97.54（大于規范要求值80）[2]。綜合考慮以上評定數據及路面實際情況，將該項目養護類型確定為預防性養護工程，重點解決瀝青路面出現的裂縫、龜裂、車轍等輕微病害，通過對路面實施預防性養護工程，抑制裂縫等次生病害的發展，延緩路面性能過快衰減、延長路面使用壽命，減小后期日常養護壓力，該項目根據病害實際情況擬定該項目預防性設計使用年限為2～3年。交工驗收時路面綜合使用性能指數不宜低于95，將PCI對PQI值的影響降到最低，以滿足二級公路舒適安全的運營環境要求。

3 病害成因分析

3.1 縱橫向裂縫

（1）路面整體結構損壞，縱縫從上而下發展成為疲勞破壞，在重復荷載作用下，路面承載能力逐漸不足，在承受荷載的路面輪跡帶處首先發生多條平行的小縱縫，并逐漸龜裂成縫。

（2）我國瀝青混凝土路面絕大部分是建于半剛性基層上，而半剛性基層裂縫的反射最終導致路面橫向裂縫的產生。

（3）該項目地所處位置晝夜溫差大，當溫度下降時，瀝青混合料易發生收縮變形，且當收縮拉應力大于抗拉強度時，路表面就會產生橫向裂縫，并逐步向地下發展。

3.2 龜網裂

（1）行車荷載的重復作用是瀝青混凝土路面產生龜裂的主要原因，因為行車荷載的作用，使面層產生較大的彎矩，使內部發生較大的應變和拉應力，當應變和拉應力超過材料本身所具有的彈性應變和抗拉強度極限時，就會形成一條或數條不規則的裂縫。而后在行車荷載的繼續作用下，裂縫開始貫通并逐步發展成網格狀或龜紋狀的裂縫形式。

（2）由于構成路面的基層和面層材料的膨脹系數不同，加之雨水的間斷式浸入，有時還帶入一些塵土、雜物等，導致路面出現網狀裂紋。在較長的時間內，裂紋、裂縫的反復收縮、擴張，就形成了龜網裂[3]。

3.3 坑槽、面層脫落

由于瀝青混合料的老化現象，導致瀝青與石料的粘附性差，膠結體黏度降低，瀝青混合料水穩定性能差等容易造成瀝青混合料路面在荷載、水等綜合因素影響下產生坑槽、面層脫落等病害。

3.4 車轍

因收費站維修改造，重型車輛增多，在車輛制動以及車速較慢、超載等因素影響下，行車道軌跡處逐漸形成程度不一的車轍。

4 路面維修養護

4.1 維修養護設計原則

在滿足交通量和使用要求的前提下，按照當地筑路材料供應情況，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養護、節約投資的原則，進行路面設計方案的技術經濟比較，選擇技術先進、經濟合理、安全可靠，有利于施工的路面處治方案，確保工程質量、降低工程造價。

4.2 預防性養護方案

根據該項目公路技術等級及PCI、RQI及PQI等路況監測指數數據并結合路面病害類型和交通荷載等綜合因素，通過科學分析、精準研判，在有縱橫向裂縫的K1807+500～K1817+000、K1823+000～K1825+500段鋪筑1cm改性瀝青碎石封層[4]；在有龜網裂、車轍等病害K1817+000～K1823+000段進行3.5cm罩面。

4.3 施劃標線

根據《公路交通標志和標線設置規范》(JTG D82-2009)，對路面病害修補過程中損毀或遮蓋的標線按照相關要求重新補劃[5]。

4.4 預防性養護實施方案和措施

4.4.1 實施方案

（1）根據公路技術狀況評定結果，按照輕重緩急，科學制定養護維修計劃，實現養護資金使用效益最大化；

（2）嚴把設計質量關，針對不同項目情況，切實落實主體責任，設計單位親臨現場調查，咨詢審查要嚴格，全力提高設計深度，徹底解決勘察設計深度不足、工程方案不合理、工程造價錯差多等問題；

（3）預防性養護工程宜進行跟蹤觀測、綜合評價，并做好技術總結。

4.4.2 實施措施

（1）下承層處置以后，必須清除一切雜物、浮塵、泥土、碎屑、水及油污等，保證下承層與新做碎石封層粘接牢固；

（2）碎石封層施工時，必須配備智能型碎石封層灑布車，提前做好集料的篩分和預裹覆工作，在鋪灑粘層瀝青時，須注意噴油嘴的高度和分布寬度，以免造成“布條狀”印跡[6]；

（3）對輕微縱橫向裂縫要嚴格按照“施工準備→開槽→清理及烘干→密封膠灌裝→封邊整修→養護”的步驟進行施工，并撒布水泥進行“做舊”，保證灌縫工作質量高超、效果突出。

5 路面病害處治

通過對舊路使用性能分析及現場勘查，該項目主要病害為路面縱橫向裂縫、龜網裂、坑槽和面層脫落、車轍等。針對病害，制定如下處治措施；

（1）路面龜網裂、坑槽嚴重路段銑刨8.5cm厚瀝青面層，挖除部分破損基層，再重新鋪筑20cm厚水泥穩定碎石基層及8.5cm厚的AC-20瀝青混凝土面層；

（2）路面車轍在1～3cm之間、小坑槽、輕微網裂路段，銑刨3.5cm厚瀝青面層，再鋪筑3.5cm厚AC-13改性瀝青混凝土；

（3）對輕微縱橫向裂縫病害的路段，采用密封膠填縫處治，阻止水和其他雜質進入裂縫；

（4）瀝青銑刨料處治：路面銑刨時應按照現有路拱橫坡進行銑刨，保證路面攤鋪厚度整體一致。對于項目施工期間產生的廢舊瀝青混合料（銑刨料），回收至沿線養護工區，建議用于其他低等級道路的路基填料，或提供周邊的瀝青拌合站進行回收、存儲和利用，避免廢舊材料對環境的污染和浪費。

6 結束語

針對路段路面病害的研究與分析可知，造成路面技術狀況指標降低的原因是多方面的，如路面縱橫向裂縫、龜網裂、坑槽、車轍、水損壞及其他綜合性條件在持續作用情況下破壞原路面結構作用力，從而形成各種路面病害。在平時的工作中要善于總結、歸納、創新，積極采用新技術、新設備，特別是有助于緩解公路使用壽命的預防性養護技術，如碎石同步封層、稀漿封層等，通過各種途徑，提高公路養護資金的投入，大力開展預防性養護工程，全面提高公路技術狀況指標，延緩公路使用壽命。