高速公路路基路面使用性能检测评定与养护规划

王楹

（交通运输部路网监测与应急处置中心，北京 100088）



高速公路路基路面使用性能检测评定与养护规划

王楹

（交通运输部路网监测与应急处置中心，北京 100088）

摘要：在建成通车运营后，高速公路往往处于繁重交通流量特别是重载交通量及风吹日晒雨淋的持续作用下，导致其路基路面使用性能不断降低，进而威胁高速公路的服务水平。因此，在高速公路建成通车后有必要定期对路基路面的使用性能进行检测，并根据检测结果依据规范要求进行准确评定，进而有针对性地提出养护规划方案。文中以某高速公路全线路路基路面综合检测与评定为依托，介绍了路基路面的评定方法，针对检测结果讨论了高速公路路基和路面常见典型病害，并提出了相应处置措施和养护规划。

关键词：公路；路基；路面；使用性能；检测评定；养护规划

高速公路运营超过5年后，其路基路面使用性能下降速率会逐渐增大，路基路面均容易出现各种病害，对高速公路的服务水平造成不良影响。因此，在对高速公路定期检测过程中，应详细对路基路面的常见典型病害进行记录，并依据JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》合理评定路基路面的使用性能。通过对评定结果进行分析，预测未来一定时间内路基路面可能出现的主要病害类型，并制订相应的养护方案。

目前，国外对道路工作性能的研究主要集中在沥青路面使用性能的研究，而对路基的使用性能研究甚少。20世纪70年代，拥有当时世界上高速公路里程最多的美国利用路面检测设备对多条高速公路路面使用状况进行数年的检测，得到大量检测数据，通过对这些数据的分析处理，建立了世界上第一个路面管理系统。在20世纪90年代，中国主要通过此期间对已修高速公路的检测和维护，建立了国内推广使用的沥青路面评价管理系统。

该文以某高速公路全线路道路工作性能检测与评定为依托，介绍高速公路路基和路面使用性能检测、评定及养护方案的制订。

1　项目概况

该高速公路为省高速公路主骨架的组成部分，也是“十一五”规划中交通发展重点工程项目。为双向四车道，已通车运营4年。

随着经济发展步伐的加快，该高速公路上车流量与日俱增。交通量调查结果显示：2015年该高速公路的货车平均日交通量达到2 513辆，其中载重量为10 t以上的货车占60.4%。繁重的交通压力使其路面病害较为普遍，对其行车安全存在较大的安全隐患。为保障其安全畅通，确保行车安全，对其路基路面使用情况进行检测和评定。

2　使用性能检测

2.1路基检测

主要对路肩、边坡、冲沟、路基构造物、路缘石、路基沉降、排水系统等部位的工作性能进行检测。主要采用人工徒步行走调查病害的方式，重点对全线路肩边沟不洁、路肩损坏、边坡坍塌等典型病害进行检测。

2.2路面检测

路面检测主要分为损坏状况检测、平整度检测、车辙检测、抗滑性能和结构强度检测。对于损坏状况，主要采用ZYON-RTM智能道路检测车连续快速检测方法，辅以人工通过软件分析对缺陷分类，并结合实地核查，按规范规定的11类21项缺陷类型逐一调查及汇总。对于平整度、车辙和抗滑性能，主要采用智能道路检测车连续快速自动化检测，检测数据以20 m为单位保存。对于结构强度，通过随机抽样，对抽样检测路段采用落锤式弯沉仪进行检测，计算结果以50 m为单位保存。

3　使用性能评定

3.1公路技术状况评定

公路技术状况评价指标为公路技术状况指数MQI（Maintenance Quality Index），其值由路面使用性能评价指标PQI、路基使用性能评价指标SCI、桥隧构造物状况评价指标BCI、沿线设施状况评价指标TCI通过式（1）计算得出。各指标间的关系如图1所示。

图1　公路技术状况各指标间的关系

式中：wPQI为PQI在MQI中的权重，取值为0.70；wSCI为SCI在MQI中的权重，取值为0.08；wBCI为BCI在MQI中的权重，取值为0.12；wTCI为TCI在MQI中的权重，取值为0.10。

通过MQI值可对公路技术状况进行评定，评定结果共分为优、良、中、次、差5个等级，其中：MQI≥90为“优”；80≤MQI＜90为“良”；70≤MQI ＜80为“中”；60≤MQI＜70为“次”；MQI＜60为“差”。

依据JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》规定的内容、单元、频率和方法完成该高速公路技术状况评定，其双向MQI平均值为91.1，技术状况评定等级为“优”，可以认为该高速公路技术状况较好。

3.2路基使用性能评定

根据相关技术标准，以1 000 m路段长度为基本评定单元，对该高速公路路基使用性能进行检测。检测结果显示：该高速公路每公里路基技术状况指数SCI值大部分路段为“优”、“良”；只有个别段落评分结果较低，3个段落SCI＜80，等级为“中”，集中在左幅下行K56+000—K57+000、K78+000—K79+000、K83+000—K84+000，主要为水毁冲沟、边坡坍塌等病害。

3.3路面使用性能评定

根据JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》，以1 000 m路段长度作为基本评定单元，对该高速公路路面使用性能的各分指标进行检测。检测结果显示：该高速公路上下行路段每公里路面使用性能指数PQI评定等级为“优”的占99.2%，“良”占0.8%，评定为“优”。

4　典型病害与处置

4.1路基

4.1.1路基沉降

该高速公路在路基与桥台或通道连接位置有多处路基沉降过大。虽然部分沉陷路基曾进行了压浆和加铺沥青面层调坡处理，但效果不好，沉降速率依然较大，存在严重的安全隐患。根据施工图设计和详勘文件及施工资料、路基现状，路基沉陷路段填土高4.7～10.8 m，地表以下存在厚2.8～15.2 m的软塑土层；施工工期短，预压不足；目前路基稳定性尚好，边坡未见坍塌、滑坡形迹，路面裂缝不甚发育，但路基与桥梁或构造物沉降差达9～28 cm。

对沉降路基采用竖向引孔高压旋喷桩进行加固处理：通过地质钻机在路堤填土层预钻直径91 mm的竖向引孔后直接对软弱地基采用高压旋喷桩加固，高压旋喷桩桩顶与原地面持平，桩底按进入持力层1 m控制；竖向引孔由冒浆充填，固结后凿去表层18 cm，采用沥青砼回填至与路面顶部持平；纵向按沉降路段长度延长10 m进行处理。

4.1.2边坡坍塌

该高速公路地处大别山中段及南麓至江汉平原东北缘，地势由西向东逐渐升高，地形较复杂，存在较多高边坡。由于施工质量和流水冲刷，产生了一些边坡不稳及坍塌的情况，据统计，边坡坍塌左幅27处、右幅10处，给道路行车安全带来威胁。

对于坍塌的路堤边坡，先清除松土并作修整，然后采用宽240 cm、高275 cm C20砼拱形骨架防护。骨架宽50 cm，埋深80 cm；基础宽80 cm，埋深120 cm。当填方边坡高度≤10 m时，坡率1∶1.5，护坡道宽1.5 m（含基础）。当填方边坡高度＞10 m时，于路基顶面边缘以下8 m处分级并设不小于1.5 m宽边坡平台，上部坡率1∶1.5，骨架基础埋深可减小至80 cm；下部坡率1∶1.75，护坡道宽1.5 m（含基础）。

4.1.3排水系统淤塞

排水系统是公路的重要组成部分，是防止路基水损害发生的重要设施。排水系统淤塞使地面水无法排出公路路基范围之外，导致路基含水量偏高，影响路基路面的使用功能。该高速公路数处边沟、排水沟、截水沟等排水系统存在淤积。

对于淤塞的排水系统，应全面检查、及时疏浚。

4.2路面

4.2.1表面裂缝

现场检测发现，该高速公路部分路段路面出现横、纵向裂缝，其中横向裂缝46处、纵向裂缝20处。纵向裂缝主要是不均匀沉降裂缝和剪切裂缝。不均匀沉降裂缝通常由路基压实度不均匀、路面不均匀沉降或施工接缝质量或结构承载能力不足所引起。剪切裂缝由轮迹带上的剪应力反复作用形成的剪切疲劳所引起，源于由表面向下扩展的纵向开裂。

对于表面裂缝类病害，主要以灌缝为主，轻度裂缝（缝宽≤3 mm）宜灌改性乳化沥青，重度裂缝（缝宽＞3 mm）宜灌热改性沥青（如SBS改性沥青、橡胶沥青和橡塑沥青等），也可试行其他质量优异的灌缝料。

4.2.2车辙

按照车辙深度≤5、5～10、10～15、≥15 mm 4个范围对主线车辙进行统计，车辙深度≥10 mm的占全线总里程的0.35%，≥15 mm的占全线里程的0.10%。可见，该高速公路车辙病害处于发展期，少数路段车辙病害程度较严重。车辙会引起行车晃动，易引起驾驶员头晕；其最主要危害在于车辙槽带内积水，快速行驶时车辆可能发生水漂，在寒冷季节可能结冰，影响行车安全。

对车辙应依据不同路段及车辙深度进行处置。对于车辙深度10～15 mm的路段，建议加铺2.5 cm超薄磨耗层进行调平处理；对于车辙深度大于15 mm的桥面路段，考虑桥梁设计荷载等因素，一般不采用加铺调平层进行处理，建议以伸缩缝至伸缩缝为单位，整联洗刨中上面层后重铺；对于车辙深度大于15 mm的路面路段，建议直接加铺一层4 cm AC-13进行调平补强处理，或直接铣刨中上面层，加铺2层AC-13。

4.2.3龟裂

现场调查结果显示该高速公路龟裂病害有42处，总面积120.5 m2，且大部分位于行车道轮迹处。龟裂处的最初形态可能是一条纵向裂缝与一条横向裂缝交叉，随着荷载重复作用次数的增加，水从裂缝部位不断渗入，导致基层松散、破碎，承载力降低，交叉的裂缝发展，产生更多的斜裂缝，从而形成龟裂。

对于龟裂类病害，主要以挖补为主，即将病害部分全部挖除，然后重做面层，面层建议采用“热料热补法”进行修复处理。

5　养护规划

在对已建成高速公路的路基路面制定养护规划时，应在实地检测的基础上，依据规范标准对路基路面的使用性能进行客观评价，不仅应对检测过程中发现的不良病害制定矫正性养护计划，及时进行病害处置，而且应合理分析预测未来一段时期内可能集中出现的病害类型，制定相应的预防性养护规划。

根据该高速公路技术状况、路面使用性能、路基技术状况综合评定结果，其评定等级为“优”，说明该高速公路路基路面整体使用性能良好。但从路基路面实际病害调查结果来看，局部段落仍存在路基沉降、边坡坍塌、排水系统淤塞、裂缝、车辙、龟裂等典型病害。因此，其养护规划以预防性养护为主、辅以矫正性养护。

6　结语

已建成通车高速公路的路基路面使用性能检测评定和养护规划具有保持规划期内路面技术状况优良的作用，对有效保证公路的服务水平、延长公路使用寿命具有重要意义。在路基路面检测评定过程中，应尽量做到客观准确，忽略人为因素干扰。制定路基路面养护规划时，先对评价结果进行分析，根据分析结果制定矫正性养护规划和预防性养护规划。

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中图分类号：U418.1

文献标志码：B

文章编号：1671-2668（2016）03-0125-03

收稿日期：2016-01-15