公路预养护工程设计分析

韩伟　刘海顺

【摘要】：道路作为重要的交通基础实施，在建成以后必须持续地进行维修和养护，以保证路面维持在良好的技术状态，帮助路面达到或延长其设计寿命的养护措施。本文以北京市门头沟区国道G109预防性养护工程为例，对预养护工程从前期现场勘验，数据分析，方案制定，造价评估等方面进行浅析。

【关键词】：市政公路 预养 方案设计 投资造价

【正文】：随着我国交通事业突飞猛进的发展，道路状况得到了明显的改善。公路部门近年来把重点渐渐从建设向养护转移，但长期以来，人们习惯于路面出现破损后，才想起要对它进行维修。往往在这时候道路已经出现了严重的病害，而且大部分是结构性病害。如果能够重视预防性养护的作用，提高了道路使用质量，从长远角度出发，可以节约大量资金和维修成本。

本文以国道G109门头沟标段预防性养护工程为例，对预养护工程从前期现场勘验，数据分析，方案制定，造价评估等方面进行浅析。

一、工程概况：

G109国道是国道主干线五纵七横中的重要组成部分，东北起首都北京，止于西藏自治区首府拉萨，全长3922公里，歌中唱的“一条金色的飘带把北京和拉萨连起来”指的就是109国道。

G109北京段自阜城门向西，途经石景山区、门头沟区。在门头沟区途经军庄、下苇店、雁翅、斋堂、清水，在小龙门林场以西进入河北省，绝大部分属于技术等级为一/二级的山区公路。

本文主要讨论门头沟标段起点位于军庄六环出口处，桩号为K22+300；终点位于门头沟与河北省交界处，桩号为K119+150，现况道路为沥青砼路面。路面宽度7到11米；两侧各1.5米的人行步道。

二、养护历史：

在2004年和2005年对门头沟标段全线进行大修处理，处理结构为：表层4cm中粒式沥青砼AC-16C，中层6cm粗粒式沥青砼AC-25C，底层18cm二灰碎石。

2009年和2010年对K28+500-119+230进行了1cm微表处预防性养护。

2012和2013年对K22+500-K119+300出京方向针对不同的病害类型进行中修。处理结构包括：灌注沥青胶（纵、横缝病害）、4cm中粒式沥青砼AC-16C（网裂脱落病害）、表层4cm中粒式沥青砼AC-16C/底层7cm粗粒式沥青碎石ATB-25（龟裂病害）、表层4cm中粒式沥青砼AC-16C/中层7cm粗粒式沥青碎石ATB-25/底层18cm二灰碎石（沉降、翻浆病害）。养护面积达到路面面积的22%。

三、现场勘验：

2014年应用路面快速检测设备对K22+300～K119+150段进行了详细的路况检测。通过对检测数据的分析发现：

1、路面使用性能指标PQI值大于85分且低于90分以下的路段顺桩累计13公里，逆桩累计17公里，PQI值大于90分且低于93分以下的路段顺桩累计32公里，逆桩累计44公里，PQI值大于93分路段顺桩累计52公里，逆桩累计36公里，PQI顺桩平均92.48，逆桩平均91.81，评定等级为优等。

2、路面破损状况指数PCI顺桩方向平均PCI值92.59，逆桩方向平均PCI值91.76，评价为优，路面结构整体状况较好。

3、路面行驶质量指数RQI顺桩方向平均RQI值92.32，逆桩方向平均RQI值91.90，整体上路面平整度指标处于优等水平。

四、病害现状分析：

经现场踏勘发现路面的主导病害是车辙、纵/横向裂缝、沉陷、严重网裂，三种病害占全路面面积的10%，其主要成因为：

1、车辙的形成主要是行车荷载的影响。随着车辆荷载作用次数增加，行车道车辆轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的车槽。在高温条件下，车轮碾压反复作用，荷载应力超过沥青混合料的稳定极限，使流动变形不断积累形成车辙和推移。经现场调查取芯情况分析，车辙深度达到3cm-4cm，面层厚度7cm，车辆碾压已使沥青面层变形，车辙病害未发展到基层。

2、纵向裂缝主要发生在左右幅分界线处，主要由于分幅施工造成及上行左轮迹的疲劳破坏引起面层发生剪切疲劳而开裂。横向裂缝多数已贯通半幅路面，且裂缝边缘未出现明显松散、破碎和唧浆现象，裂缝呈现上宽下细的发展形态。此类病害主要属于半刚性基层反射裂缝。

3、局部沉陷主要出现在车辙病害段内，经现场调查取芯情况分析，沉陷路面处，面层厚度变薄，基层已破坏。基层松散，局部强度薄弱，经雨水侵蚀，行车作用其结构遭到破坏，引起路面沉陷。

五、养护方案：

（一）病害处理

车辙病害：铣刨原旧路的面层结构5cm，鋪5cm中粒式沥青砼WAC-16C。

纵/横缝病害：本路段纵向裂缝基本都在3mm到5mm之间，可将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹净尘土后，采用沥青胶灌缝撒料法封堵。

沉陷病害：挖除旧路的面层结构29cm， 4cm中粒式沥青砼WAC-16C， 7cm粗粒式沥青碎石ATB-25，铺18cm二灰碎石。

（二）薄层罩面，设计年限4年，适应于后期预防性养护，可修复裂缝和车辙及有效改善平整度，提高抗滑性能。以2015年预防性养护后全线PQI平均值大于94为目标实施养护措施。对近年路况检测数据分析选择预防性养护段落。并提出两个薄层罩面方案。

方案一：道路高程抬高2.5cm，铣刨旧路1.5cm（含1cm微表处），并对路面局部病害挖补修复后薄层罩面，罩面结构为：表层3cmWAC-10C细粒式沥青混凝土/底层1cm改性沥青碎石封层。

优点是：适应于后期预防性养护，可修复裂缝和车辙及有效改善平整度；与旧路沥青砼颜色相同整体视觉较好。

缺点是：比橡胶沥青砼工程性能差。

（三）微表处，设计年限2年，适用于中期预防性养护，可修复轻度或中度裂缝和松散，提高路面抗滑性能。G109全线采用微表处MS-2型，单层养生后厚度 5毫米，拟定设计方案。

方案二：对路面局部病害挖补修复后，全断面统一摊铺MS-2型稀浆混合料2层。（单层养生厚度为5毫米，厚度1.0厘米）。

优点是：适用于中期预防性养护，可修复轻度或中度裂缝和松散，提高路面抗滑性能；造价略低。

缺点是：是薄层罩面使用寿命的一半，不能提高道路的平整度，全线PQI平均值达不到94的标准。

六、造价对比：

以上两种方案的造价对比如下

方案一：总投资4071万元，建安费3393万元，每公里造价69万元，预养长度58.70公里。

方案二：总投资3510万元，建安费2925万元，每公里造价36万元，预养长度96.85公里。

总结：

国道 G109门头沟标段目前路况较好，局部路段存在网裂缝、车辙、沉陷等病害，需要对严重病害处理后，采取预防性养护措施。

通过对G109养护历史，病害现状及养护方案的比较分析，最终选定养护方案为：

1、对全线车辙、纵/横向裂缝、沉陷、网裂病害处理；恢复道路标线及振动标线；更换破损路缘石。

2、微表处，对路面局部病害挖补修复后，全断面统一摊铺MS-2型稀浆混合料2层。（单层养生厚度为5毫米，厚度1.0厘米）。

总投资3510万元，建安费2925万元，每公里造价36万元，预养长度96.85公里。

参考文献

[1]公路养护技术规范[J]：人民交通出版社？2009.12.1

[2]公路桥涵施工技术规范[J]. 人民交通出版社 2000.10：

[3]武鹤，公路养护技术与管理：人民交通出版社？2013.8.1

[4]任振生，公路养护技术：人民交通出版社？2008.10.1