浅谈公路路面大中修工程设计与养护

方松元　张骏驰

摘要：随着省、市公路管理局对公路养护工作的大力支持，按照“分段设计、分类处理、分期实施、合理决策”的养护设计基本要求，在保证养护设计方案的针对性和科学性的前提下，对公路根据其病害特点有针对性的实施了路面大中修工程。现将近几年来浙江省龍泉市境内干线公路路面大中修的设计、使用效果、养护情况进行总结，并在此基础上提出一些意见和建议。

关键词： 公路；大中修；设计；养护

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0000-00

一、公路路面养护的意义和目的

公路在运营阶段，随着经济发展、车辆增多，特别是近几年来超重超载车辆越来越多，路面在车辆荷载和自然因素的反复作用下，路面逐渐被磨得光滑直接导致安全性降低；由于车辆的压密和路面变形的积累，路面表面也产生了不同程度的车辙变形并破坏其平整度，影响行车舒适度；路面产生的裂缝和坑槽，易使路面积水下渗，破坏面层和基层，降低路面强度，在半填半挖路段也易造成路基坍塌等公路水毁情况。

为适应车辆对路面安全、舒适、快速的服务质量要求，确保路面使用寿命周期，必须在路面使用过程中根据路面的使用状况变化对其进行养护、维修。因此，公路养护维修的目的和任务是采取与路面状况相适应的技术措施，及时修复破损、变形的病害，保持路面完好状态，保证行车的安全、舒适和畅通，延长路面使用寿命，提高公路使用质量和服务水平。

二、公路路面养护设计的步骤和方法

路面养护维修方案的决策和结构设计都是以旧路技术状况为基础的，并按一定的程序实施，如浙江省就有关于路面大中修的指南文件。

90年代初浙江省经过砂改油后省内的旧路大多以沥青路面和水泥路面为主，近些年来有些地区已经逐步把干线公路上的水泥路面改为沥青路面（白改黑）。

沥青路面和水泥路面养护维修主要的步骤如下：

1.调查研究路段的近3年的交通量，分析其交通发展趋势，对新铺结构层的方案作为重要参数。

2.调查研究路段历年来的维修和养护历史，通过收集道路施工竣工图和路面实地取芯相结合的方式，确定原路面的结构层组成和厚度。

3.旧路技术状况调查和评价。通过一定的技术手段（如人工调查与机械设备检测结合）对现有路面的变形、破损病害、路面强度（路面弯沉测量）、路表功能进行勘踏，根据结果对路面技术状况进行评价，总体上掌握现有路面技术状况。对研究路段进行了道路平面线形、中桩和横断面的详细测量。在调查中应对边沟及防护情况，安全设施（包括标志、标线、护栏）设置等资料进行搜集、记录。

4.路面病害原因分析。根据路面技术状况评价和现场调查统计基础上，分析路面产生变形、破损和使用功能下降的原因。

5.养护维修处治方案设计。根据以上分析并结合业主实际资金运营情况提出适合本地区的养护方案。

对沥青路面，有简单的日常养护、预防性养护、局部坑洞修补、破损的修复、罩面、加铺改建；对水泥路面，主要也是简单的日常养护、预防性养护、局部修补、加铺沥青罩面（白改黑）、加铺改建。

施工图设计时应按照有关规范、指南要求进行。

6.路面养护维修对施工的要求。路面养护维修施工应具有养护维修经验和资质的施工企业承担。可根据工程量大小、养护维修技术难易和其他特殊要求通过其他合法途径选择施工企业。路面养护维修同时要做好施工交通组织的维护。

三、公路大中修设计方案类型

公路大中修设计方案较多，龙泉市这几年的做法如下：

1.沥青路面中修设计方案

1）对原沥青路面病害较轻，基层较稳定的采用铣刨原沥青面层4或5cm再加铺5cmAC-16C中粒式沥青砼的面层结构。

2）对原有沥青路面面层病害较差，基层稳定性相对好的则铣刨原沥青面层9cm厚后加铺5cmAC-16C中粒式沥青砼+4cmAC-13C细粒式沥青砼。

2.沥青路面大修设计方案

1）沥青路面大修设计方案一般常规采用20cm水泥稳定碎石的基层+5cmAC-16C中粒式沥青砼+4cmAC-13C细粒式沥青砼的面层结构。

2）沥青路面大修主要是抬高路面的做法，这会带来许多由于高差引起的问题，于是采用了相应的解决办法：

①大修路段对起终点以及桥梁、明涵、隧道两侧接坡路段采用下挖接顺原纵坡；对穿村路段采用下挖使新路面标高维持原路面标高。

②对穿村镇路段的路肩采用15cm厚砼+8cm厚填隙碎石予以硬化处理，其余路肩采用培土并撒播草籽绿化。

③平交口接坡：

a被交道为土石路面：采用5cmAC-16C中粒式沥青砼+18cm水泥稳定碎石（水泥含量5%）接坡。

b被交道为沥青或砼路面：大修路段采用5cmAC-16C中粒式沥青砼+18cm水泥稳定碎石（水泥含量5%）接坡；中修路段需要接坡的直接加铺5cmAC-16C中粒式沥青砼接坡。

3）基层冷再生方案。

①基层冷再生是先铣刨原沥青面层9cm厚，然后对20cm原水稳基层铣刨。通过厂拌技术在原水稳基层旧料中添加碎石、石屑及水泥等新料后，再生成压实厚度为24cm新基层（具体厚度根据原基层材料膨胀率（通常为10%左右）和再生材料配合比设计添加新料比例而定）。再生层作为新路面基层使用。

修复后的路面结构层为：24cm水泥冷再生基层+6cmAC-20C中粒式沥青砼下面层+4mAC-13C细粒式沥青砼上面层，总共厚度为34cm，相对原路面高程抬高5cm。

②冷再生基层具备的优点：

a充分利用原路面铣刨的废弃料，避免废弃料占地，有利于保护生态环境；同时又节约了大量建筑材料，既节约了资源，又减少了投资，降低了成本。

b再生后可以明显提高路面基层的强度及抗疲劳性能，改善路面使用性能；提高了道路的整体质量，延长道路的使用寿命，使投资效益得以充分发挥。

c施工工艺简单，施工进度快，开放交通早，可以不断交施工，保证道路的畅通。

d由于路面抬高不高，避免造成排水系统及其他安全实施的更换浪费。

3.路面病害处治

1）为避免路面病害存在而产生的隐患，同时为新铺筑的面层提供一个稳定而平整的下承层，应对各种病害先进行彻底处理。病害处治是否得当、到位，对路面大中修后的整个使用情况影响较大，应引起重视。

2）病害原因分析。

采用具有较强针对性的调查和检测手段，充分掌握病害发生的原因及规律如：

①是否运营时间过长，距上次路面大中修时间是否已达到道路的大中修年限。

②道路所在区域气候，像浙江省属亚热带季风区，日照充分，雨量充沛，气候变化明显对道路的破坏影响一般大。

③原路面结构层是否偏薄，像有些道路由于历史原因缺少资金当时基层还是使用泥结碎石，强度也较低。取芯时，可以从是否完整取出面层、基层来判断其强度和层间黏结情况。

④随着经济的快速发展，道路车流量增长较快，货车及特大货车等重车对路面的破坏日趋增加，这个是普遍的情况。

⑤即时强降雨对路面的破坏。浙江省在梅汛降雨集中期时部分地区会遭遇大面积强降雨，部分地区会出现严重内涝。持续的降水对路面的破坏很大，如不及时处治，雨水会从裂缝中下渗到面层以下，加剧路面的破坏程度。如果雨水下渗到路基，则会降低基础的承载能力。水也会滞留在面层和基层中间，使面层和基层之间的联结失去作用，使沥青路面的破坏越来越加剧。

四、公路路面养护存在的问题与对策

近些年来公路路面养护技术和水平有了较大的提升，但也存在如下几点问题：

1）路面养护维修技术与公路建设发展水平不适应。目前，大部分地区在进行沥青路面大中修养护设计时，未针对项目路段的路况差异性进行分段、分类设计和处理，养护决策依据不足，过分依赖工程师经验和地区典型结构。

2） 传统的路面养护设计过于倚重力学设计指标（弯沉、拉应力等），对路面综合使用性能考虑不足，对于结构层次及功能性的合理匹配、路面排水性能、路基技术状况，特别是力学指标和使用性能指标（路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能等）的统一性缺乏全面考虑和定量研究。因此，有必要通过对结构组合、材料组成、结构厚度、车辆荷载和自然环境等方面的综合考虑，保证路面养护方案的力学设计指标和使用性能指标的匹配性，并通过经济效益分析，综合考虑养护方案的技术指标和经济指标。

3）我国公路沥青路面设计采用基于弹性层状体系理论的设计方法，该方法中路面结构强度指标要求是通过未来设计年限内交通量预测结果换算得到的。若道路使用期间交通量出现突增，使实际轴载作用次数大于原始预测结果，将导致现有路面结构强度无法满足现有交通量作用要求，容易引发路面结构早期破坏。故若设计年限内出现交通量突增的情况，应根据实际情况，进行有针对性的结构补强，延长路面结构的使用寿命。

4）养护维修中的旧路面材料再生利用有待进一步加强。

①一方面常规的路面大修工程对基层的处理方法不是在原路面加铺新的基层，就是下挖原基层后重新铺筑。原路面加铺会造成路面不断抬升，相应排水防护设施都必须抬升，造成不必要的浪费。

②另一方面随着养护维修里程越来越多，路面废料增加产生的环保问题已经引起了大家的重视。但在实际的工程中尚缺乏较为实用的废料再生与利用技术，有些地区已经慢慢引进再生利用技术，但也存在着利用水平不高，推广和普及较缓慢。

5）道路所处地域气候、自然环境各不相同，路面受地质条件、筑路材料、交通条件等影响，病害发展的成因也各不相同。因此，每个地区制定的维修經验和技术规范应具有针对性和地域性，这也增加了技术人员的挑战，并导致了每个地区管养水平参差不齐。

6）预防性养护重视不够。应在路面技术状况尚处于良好状态时，通过选择适当的时机，采取的延缓路面性能衰减速度、提高路面结构使用寿命、降低全寿命周期费用。公路的预防性养护对于保持道路的完好率，防止公路的早期破坏，控制养护成本等方面，具有重要的意义。

对于预防性养护工程，主要对表面层病害进行处治，一般不涉及结构内部的调查和处治，利用路面技术状况评价结果，结合工程师经验就可选择出预防性养护措施。当存在特殊需求的预防性养护路段，如路表面出现严重泛油、集料脱落等病害时，可有针对性的开展材料试验、面层钻芯取样等专项检测工作。

7）对于沿线自然环境优美，人文气氛浓厚的地区，路面大中修时应充分考虑沿线的环境保护与景观设计，增加评价和养护对策。

8）养护维修经费投入不足，有时候采用的养护维修技术方案降格，变成不是方案服从技术需要，而是服从投入的经费，造成路面养护质量较低，维护后使用年限不长。这将会造成路面提前破坏，反复修补，反复破坏，对交通干扰也大，即增加了养护维修难度和成本，还造成不良的社会影响。

结束语：通过公路路面大中修设计及养护的不断总结，在吸取经验及教训的基础上充分利用新技术、新工艺，不断地提高公路行车舒适性、安全性，提升公路的服务能力，为本地区社会经济发展作出应有的积极贡献。

参考文献：

[1] 公路沥青路面大中修养护设计规范 （征求意见稿）

[2] 浙江省公路路面大中修工程设计文件编制指南 2008.12

[3] 杨锡武 路面养护与维修实用技术 2012.11