公路路面養護設計優化及處治分析

王瑞琪

（山東省濱州公路工程有限公司，山東 濱州 256600）

0 引言

G205 山深線是山東省的南北交通大動脈之一，在國省道干線公路交通運輸網中占據重要地位。G205線濱州段是濱州市北通京津、南聯山東半島的交通干道，隨著近年濱州國民經濟的高速發展，尤其重載交通占比不斷增大，導致目前道路總體狀況較差，以重度車轍為主的路面功能性病害逐漸凸顯，并呈加快加重趨勢，因此為保證道路良好狀態，提高公路服務效能，降低公路壽命期養護成本亟須進行維修養護。

1 工程概況

該項目路段起于G205 無棣陽信界，向南止于濱城張集，對G205 山深線K513+055—K540+997 段進行中修，維修長度為27.942km，該項目路段從2000 年到2022 年，其間分別于2008 年和2013 年進行過罩面處理。

隨著使用年限的增長，瀝青路面出現車轍、縱縫、橫縫、塊裂、龜裂、沉陷等病害，目前道路總體狀況較差，以重度車轍為主的路面功能性病害逐漸凸顯，并呈加快加重趨勢。

2 舊路路面使用狀況及檢測情況

2.1 舊路結構

該項目路段（K513+055—K540+997）于2000 年加寬改建，路面寬度21m，路基寬度22.5m，路面結構為3cm 細粒式瀝青混凝土+5cm 中粒式瀝青混凝土+18cm 二灰穩定碎石+15cm 石灰土[1]。2008 年該路段中修采用4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13）罩面處理；2013 年該路段進行2.5cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-10）罩面處理。

2.2 現狀分析

一是路面損壞狀況（PCI）。根據路面破損狀況檢測評價結果，全線平均值PCI=63.31，評定為“次”，其中“中”的路段占14.28%，“次”的路段占57.15%，“差”的路段占28.57%。

二是路面行駛質量（RQI）。通過平整度檢測評價結果可知，全線平均值RQI=93.97，路面行駛質量總體評價為“優”，其中“優”的路段100%。

三是路面車轍深度（RDI）。該項目路段車轍深度總體評價為“差”，其中上行“良”的路段占18%，評價為“中”的占11%，評價為“次”的占7%，評價為“差”的占64%。

四是路面結構強度（PSSI）。由檢測評價結果可知，全線平均值PSSI=99.99，路面結構強度總體評價為“優”，“優”的路段占100%[2]。

五是路面技術狀況（PQI）評定。全線平均值PQI=73.27，評定為“中”，其中“良”的路段占17.85%，“中”的路段占42.87%，“次”的路段占39.28%[3]。

2.3 病害路面取芯檢測情況

一是車轍。共對8 處車轍病害的波峰波谷分別鉆芯取樣如圖1 所示，鉆芯16 處，鉆芯結果顯示：波峰與波谷處面層厚度差距較大，基層厚度基本相同；面層與基層層間連接較好；波峰與波谷處上面層厚度相差不大，中下面層厚度相差較大；部分車轍波谷處出現縱向裂縫，裂縫僅存在于面層，且面層未貫通。由此推斷，車轍病害主要發生于瀝青面層的中下面層，基層狀況良好，在荷載車輛反復作用下，輪跡帶處已發生疲勞開裂。

圖1 車轍

二是橫縫。對橫縫鉆芯如圖2 所示，7 處鉆芯面層完整，存在裂縫，但未貫通面層；5 處鉆芯面層沿縫開裂，基層沿縫開裂；4 處鉆芯面層沿縫開裂，基層破碎；8 處鉆芯面層沿縫開裂，但基層完整無裂縫。橫縫處面層約70%已被裂縫貫通，基層僅37%沿縫開裂或破碎，基層結構完整，瀝青面層整開裂，面層與基層脫離，裂縫發展形態為上寬下細。由此推斷，該路段橫縫存在瀝青面層疲勞裂縫或溫度應力裂縫，以及基層反射裂縫。

圖2 橫縫

三是縱縫。對縱縫鉆芯如圖3 所示，15 處鉆芯面層完整，存在裂縫，但未貫通面層；4 處鉆芯面層沿縫開裂，基層沿縫開裂；4 處鉆芯面層沿縫開裂，基層破碎；2 處鉆芯面層沿縫開裂，但基層完整無裂縫。由此可見，約70%縱縫僅存在于面層，且大部分面層未貫通，僅30%裂縫發展至基層造成基層破壞，因此，該路段縱縫以路面疲勞開裂為主，少部分縱縫已延伸至基層，縱向裂縫處基層整體較好。

圖3 縱縫

四是龜裂。龜裂病害鉆芯取樣如圖4 所示，面層基層均破碎，龜裂、塊裂病害較少，主要由縱縫和橫縫進一步發展而成，且病害處基層已全部破損。

圖4 龜裂

綜上所述，該路段全長27.942km，PCI 整體評價為“次”，路面結構強，PSSI 等其他檢測指標均評價為“優”，路面病害以車轍為主，縱橫縫其次，其他病害較少，通過進一步鉆芯取樣顯示，車轍為失穩型車轍，主要發生于瀝青面層的中下面層，兩行車道車轍情況基本相同，部分段落上下行車車轍嚴重程度存在差異；縱縫為疲勞開裂，部分已發展至基層；橫縫存在基層反射裂縫，面層基層沿裂縫開裂，也存在部分橫縫為面層疲勞開裂，裂縫僅存在于面層，面層未貫通，道路病害僅存在于行車道，硬路肩病害很少。

3 路面養護差異化方案

由于部分路段外側行車道與內側行車道病害程度存在差異，根據不同路段病害情況，采取差異化設計。

3.1 以裂縫類病害為主的路段

第一，兩行車道病害均以裂縫為主路段，兩車道應同步處理。首先，銑刨舊路上面層2.5cm；其次，處理路面病害后撒布SBS 改性熱瀝青預拌碎石封層，面層加鋪4cmSBS 改性瀝青混凝土（AC-13C）或4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13)。

第二，行車道病害程度存在差異，采取差異化設計，病害較輕以裂縫為主車道。銑刨舊路上面層2.5cm，處理路面病害后撒布SBS 改性熱瀝青預拌碎石封層，然后加鋪5cmSBS 改性瀝青混凝土（AC-13C）或5cmSMA 瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-13)。

3.2 重度車轍病害為主的路段

銑刨舊路行車道面層結構14.5cm，處理基層病害后撒布SBS 改性熱瀝青預拌碎石封層，再加鋪8cm 大粒徑透水性瀝青混合料（LSPM-25）+改性乳化瀝青黏層+5cm 廠拌熱再生改性瀝青混凝土（AC-20C）+改性乳化瀝青黏層+4cmSBS 改性瀝青混凝土（AC-13C）行車道路面抬高2.5cm，硬路肩僅處理病害，需對硬路肩1m 范圍內進行高程順接。

3.3 車轍嚴重的平交路口

根據現場調查車轍嚴重的平交路口，G340 交叉口、X004 交叉口、X026 交叉口、S233 交叉口、渤海五路交叉口，均為紅綠燈控制路口，現車轍病害嚴重，需進行單獨處治。G25 高速出入口匝道交叉口、鉆石路交叉口、X042 交叉口非信號燈控制路口車轍病害比較嚴重，也需進行單獨處治。

4 路面病害的優化處治

路面中修罩面前，應對原路面病害進行處治。該項目路線長，各路段路面破損程度不一、病害類型不一、影響深度不同，根據各段中修罩面方案不同，需銑刨原路面的層位與回鋪的路面結構層位略有不同。

4.1 銑刨舊路2.5cm 表面層加鋪罩面路段

第一，裂縫處治。因已銑刨舊路瀝青2.5cm 表面層，因此僅需處治重度裂縫。對于未發展支縫的裂縫，采用開槽處治方式，首先應根據路面裂縫的具體情況確定開槽尺寸[4]（寬度宜為5～10cm，深度為原路剩余面層厚度12cm），沿確定開槽尺寸將原瀝青剩余面層開槽切除，清掃干凈槽內雜物后，對基層裂縫采用乳化瀝青進行灌縫，再分兩層回鋪12cm 中粒式廠拌熱再生瀝青混凝土（AC-20C），中間設置黏層，最后條鋪1m 寬的玻纖格柵。在回鋪瀝青混凝土填補料前，槽壁刷熱瀝青。對于已發展支縫的裂縫，采用帶狀挖補處治方式，沿裂縫延伸方向，對裂縫兩側支縫影響范圍內剩余面層進行銑刨挖除，銑刨寬度應與壓實機械尺寸相適應，檢查路面基層，根據基層現狀對病害部位進行銑刨或挖除，各結構層兩側各留20cm搭接寬度，清理干凈，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂，鋪筑熱瀝青碎石封層，再分兩層回鋪12cm 中粒式廠拌熱再生瀝青混凝土（AC-20C），中間設置黏層，最后鋪筑玻纖格柵。在回鋪瀝青混凝土填補料前，槽壁刷熱瀝青。對部分在小修保養時已進行灌縫處理但失效或修補不良的裂縫，應參考以上裂縫處治方案進行重新處理。

第二，龜裂、塊狀裂縫、坑槽、沉陷等病害挖補處。按“圓洞方補、斜洞正補”原則劃出垂直或平行于路中心線的挖槽修補輪廓線以確定挖補范圍[5]。沿輪廓線開槽至槽底穩定部分且開挖深度不得小于病害最大深度和最小結構層厚度，開挖時應根據結構層逐層開挖，寬度應與壓實機械尺寸相適應，各結構層間應設置寬度不小于20cm 的搭接臺階，并應避免超挖以防止對原本良好部位的結構造成破壞；開槽后采用空壓機將槽底雜物清理干凈[6]，對于基層破損的病害，挖除破損基層后，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂；鋪筑熱瀝青碎石封層；再分兩層回鋪12cm 中粒式廠拌熱再生瀝青混凝土（AC-20C），中間設置黏層，然后鋪筑玻纖格柵。在回鋪瀝青混凝土填補料前，槽壁刷熱瀝青。當病害影響寬度＞2m 時，則沿修補輪廓線條鋪1m 寬的玻纖格柵；當病害影響寬度≤2m 時，則將病害影響的范圍滿鋪玻纖格柵。

第三，局部重度車轍處理。將病害部位的剩余面層全部銑刨并銑刨1cm 基層，檢查路面剩余基層，根據基層現狀對病害部位進行銑刨或挖除，各結構層兩側各留20cm，搭接寬度清理干凈，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂以下1cm 處，鋪筑熱瀝青碎石封層；最后回鋪8cm 改性瀝青碎石（LSPM-25）+5cm 中粒式廠拌熱再生改性瀝青混凝土（AC-20C），中間設置改性乳化瀝青黏層，然后鋪筑玻纖格柵。

4.2 銑刨舊路面層重鋪段

對于將舊瀝青面層銑刨重鋪的路段，將舊面層銑刨完成后清理干凈基層頂面，根據基層現狀對病害部位進行銑刨或挖除，清理干凈，回鋪瀝青碎石（ATB-30）至基層頂，鋪設玻纖格柵。當病害影響寬度＞2m時，則沿基層修補輪廓線條鋪1m 寬的玻纖格柵；當病害影響寬度≤2m 時，則將病害影響的范圍滿鋪玻纖格柵。

4.3 車轍嚴重的平交路口

第一，設有紅綠燈控制，平交路口為瀝青混凝土路面，主線進、出口車道車轍病害嚴重路段：將平交路口范圍內的原路面面層全部銑刨，徹底處理基層、底基層病害，加鋪4cm 細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）+10cm 灌入式復合路面，路面不抬高。左側被交路面網裂、坑槽，將被交路瀝青混凝土面層銑刨4cm，回鋪熱瀝青預拌碎石封層+4cm 細粒式瀝青混凝土面層[7]。

第二，非信號燈控制路口瀝青混凝土路面，主線進、出口車道車轍病害嚴重：選擇在入口方向150m、出口方向50m 平交路口范圍內的原路面面層全部銑刨，徹底處理基層、底基層病害，加鋪8cm 改性瀝青碎石（LSPM-25）+5cm 抗車轍混合料（AC-20C）+4cm抗車轍混合料（AC-13C）[8]，路面抬高2.5cm。左側方向路面坑槽，將被交路瀝青混凝土面層銑刨1.5～4cm，回鋪熱瀝青預拌碎石封層+4cm 細粒式瀝青混凝土。右側路面網裂、坑槽嚴重，將被交路病害嚴重的瀝青混凝土路面挖除原有面層與上基層，采用20cm舊路銑刨料基層+熱瀝青預拌碎石封層+4cm 細粒式瀝青混凝土面層進行順接。

第三，平面接入口，全線平面接入口82 處，其交通量小，均采用主線優先的交通管理方式。全線已對土路被交路進行了硬化順接。其中，有2 處被交路為水泥混凝土路面破損嚴重，對破損嚴重的水泥混凝土路面挖除原有面層與上基層[9]，采用20cm 舊路銑刨料+乳化瀝青碎石封層+20cmC30 水泥混凝土面層進行順接。另外，有少數被交路為瀝青混凝土路面，出現瀝青面層松散問題，采用罩面處理，加鋪乳化瀝青黏層+3cm 細粒式瀝青混凝土面層。其他接入口路面狀況良好，維持現狀。

5 結語

本文通過深入分析和研究舊路路面使用狀況及檢測情況，并以此為基礎選擇有針對性的路面養護差異化方案，以及路面病害的優化處治措施。未來，還需要不斷探索公路路面養護方面更多高效、環保、可持續發展的施工方法和技術。