水泥砼路面养护维修措施及养护决策矩阵研究

梁斌

(山西省交通科技研发有限公司， 山西省交通运输安全应急保障技术中心(有限公司)，>交通安全与应急保障技术山西省重点实验室， 山西 太原 030032)

随着“十二五”、“十三五”基础设施建设规模的持续快速增长，中国相当一部分公路面临大规模养护维修，如何对公路基础设施包括水泥砼路面进行有效管理，进而制定科学的养护策略亟待研究。

1 水泥砼路面养护维修措施

根据国内外水泥砼路面养护维修发展趋势，结合山西省及中国历年来养护维修经验，常用水泥砼路面养护维修技术措施如下：

(1) 水泥板稳定。水泥板稳定是通过填充处治底基层，改善水泥板的支撑情况。主要方法是采用适当的流动材料填充接/裂缝和板边处板底下底基层的空隙，主要材料为水泥灌浆(水泥∶火山灰∶水=1∶3∶1.5～3，按体积计)和聚氨酯填充料，也可采用沥青混合料。其服务寿命为5～15年。适合于接缝或活动裂缝板底失去支撑的水泥砼路面。

(2) 部分厚度修补。部分厚度修补是通过修复有限深度、小范围的水泥板损坏，恢复路面整体完好性和行车舒适性，从而延长路面的服务寿命。主要方法是用锯和风镐去除1/2板厚内的损坏部分，再用合适的新材料进行修补。常用材料包括优质水泥砼、聚合物改性水泥砼或沥青混合料、水泥砂浆黏层(水泥∶水∶砂=2∶1∶1)。其服务寿命为6～12年。适用于深度1/3～1/2板厚的接缝剥落(杂物侵入造成)、板面剥落等小面积局部损坏。

(3) 全厚修补。全厚修补是通过更换整个深度范围的损坏板，恢复路面整体完好性和行车舒适性，从而延长路面的服务寿命。该方法采用锯及风镐去除损坏范围内的整个板，再采用现场浇筑或水泥砼预制板进行更换修补。常用材料为水泥砼。其服务寿命为6～15年。适用于损坏深度超过1/2板厚的中等～严重的各种损坏。

(4) 传力杆更换。传力杆更换是通过安装传力杆或更换失效的传力杆，提高或恢复接缝或裂缝的荷载传递能力，以减少错台、唧泥、边角断裂及横向断裂等损坏，从而提高路面的服务性能并延长其服务寿命。方法是在准确的位置锯槽并在槽内安置传力杆，采用适当的材料填补。主要材料包括传力杆、修补材料(通常为水泥砼)、环氧树脂黏结料。其服务寿命为6～15年。适用于具有足够厚度但因缺少传力杆、矿料嵌锁不良或板底脱空造成的接缝传荷能力不足的水泥砼路面。

(5) 接/裂缝缝合。该方法通过缝合纵向接/裂缝，加强接缝的结构承载能力和防止两边板分离，以减少接缝/裂缝损坏，延长路面服务寿命。方法是沿与板平面成一定角度(40°左右)的方向，在缝两边板内钻孔并采用环氧树脂或水泥灌浆将竹节钢筋固定在孔内。主要材料包括传力杆、填充黏结材料如环氧树脂黏结料、灌浆等。其服务寿命为6～12年。主要用于非活动纵向接缝或裂缝。

(6) 接/裂缝封缝。该方法通过对接缝或裂缝的适当处理(清理壁面并做成一定形状)，放入垫条并用适当材料填灌，防止和减少水进入接缝或裂缝内造成唧泥、错台、脱空和板角开裂等损坏及不可压缩杂屑进入接缝或裂缝内造成剥落或拱起等。常用材料为热浇热塑性材料或冷浇热塑性材料。其服务寿命，接缝为2～8年，裂缝为4～7年。适用于填缝料失效的接缝或缝边损坏较少的裂缝。

(7) (精)铣刨。该方法采用专用铣刨机对路面进行(精)铣刨，目的是去除水泥砼路面错台等，提高路面平整度，同时提高路表纹理构造深度，恢复路面抗滑能力。其服务寿命为3～8年。适用于出现错台或抗滑不足的路段。

(8) 超薄/薄罩面。超薄/薄罩面的目的是修复水泥砼路面裂缝、坑洞等，恢复路面抗滑能力，改善路面平整度并降低行车噪音等。方法是在水泥砼路面表面喷洒一层聚合物改性乳化沥青黏层，再摊铺一层间断级配沥青混合料。其中薄层罩面厚度一般不超过40 mm，超薄罩面厚度一般不超过25 mm。主要材料为特殊黏层和超薄高性能沥青混合料，如NovaChip®等。其服务寿命≥5年。适用于结构性能良好但路表出现轻度裂缝、坑洞或抗滑能力不足、平整度不良的水泥砼路面。

(9) 铣刨加铺。铣刨加铺的目的是处治使用性能衰减较多，存在重度裂缝、坑洞或抗滑能力不足、平整度不良等病害的水泥砼路面。方法是对水泥砼路面铣刨后，加铺2～10 cm沥青混合料，必要时在加铺前局部处治下承层。主要材料为密级配热拌沥青混合料。其服务寿命≥6年。适用于水泥砼路面损坏类型较多、损坏程度较重的路段或由于标高限制不得不铣刨重铺的路段。

2 水泥砼路面养护决策矩阵

决策矩阵是采用行和列的形式将相关参数变量、影响因素和选择标准等逐一罗列出来，便于决策人直观、简易地确定不同影响因素和参数变量之间、不同参数变量和选择标准之间的关系，对具有多维选项的选项集的优先次序进行排列，供决策人决策。水泥砼路面养护维修措施选择就是根据水泥砼路面养护维修措施的效果选择最合适的养护维修措施，决策过程中采用决策矩阵可达到事半功倍的效果。

众所周知，不同水泥砼路面损坏可采用不同养护维修措施，同一养护维修措施也适用于不同水泥砼路面损坏，而最终采取哪种养护维修措施需根据路面损坏类型及程度、养护维修措施效果等综合确定。下面以山西省水泥砼路面养护维修实际情况为基础，借鉴国内外相关成功经验，研究制定水泥砼路面养护维修措施应用定量矩阵表(见表1)。制定过程如下：

(1) 确定水泥砼路面的主要损坏、服务功能和结构承载能力因果关系。考虑现有水泥砼路面损坏情况，包括损坏类型、损坏程度等，并详细分析各种损坏的深层次原因；分析水泥砼路面结构强度、服务功能和路面损坏三者的关系和区别，尤其是不同损坏情况(损坏类型和损坏程度)对路面性能和服务寿命的影响。

表1 水泥砼路面养护维修措施应用定量矩阵表

(2) 确定养护维修措施选择基本参数。基于水泥砼路面养护维修成功经验，结合国内外路面养护维修最新成果，确定水泥砼路面主要养护维修措施，沿用现有水泥砼路面路况、损坏类型和损坏程度、服务年限等作为制定养护维修措施的基本决策参数。

(3) 确定养护维修措施评价方法。采用四级水平评价法(包括强烈推荐、一般推荐、有限推荐和不推荐)对养护维修措施的效果或适应性进行评价；同时采用三分制评分尺度(强烈推荐为3分，一般推荐为2分，有限推荐为1分，不推荐为零分)对养护维修措施进行量化评价，分数越高，说明越适用于现有路况。

水泥砼路面养护维修决策矩阵编制期间适逢山西省开展高速公路路面专项维修处治，结合祁临(祁县—临汾)、汾军(汾阳—柳林县军渡)、侯运(侯马—运城)、运三(运城—三门峡)和运城环城高速公路养护维修实际，在进行路面使用性能评价时，采用该养护维修决策矩阵制定路面维修处治设计方案。截至目前，相关路段水泥砼路面使用状况良好，各项指标均符合设计要求，病害处治达到预期目标，公路服务水平和行车安全均得到显著改善。

3 结语

该文采用元分析方法，系统总结了山西省及中国其他省份水泥砼路面通用养护维修措施，根据水泥砼路面损坏程度提炼了9种水泥砼路面养护维修措施，提出了水泥砼路面养护维修措施应用定量矩阵表。经初步工程应用验证，该矩阵表可行，可供道路养护决策参考。