复合式路面养护维修方案探讨

陈崖松 代方国

中国市政工程西北设计研究院有限公司 湖北 武汉 430000

1、前言

2019 年，我国城镇人口占总人口比重（城镇化率）已达到60.60%，目前公路及市政工程大规模的新建工程已基本完成，旧路路面维修改造是公路及市政领域今后的工作重点。许多城市道路机动车道路面已接近使用年限，且缺乏日常养护，造成机动车道路面病害较多，这些路面病害严重影响行车舒适性及安全[1]。本文以武汉市江夏纸坊城区道路维修改造的工程案例，分析了复合路面产生病害的成因及其影响，根据病害类型和特点，提出了针对性养护维修方案。为今后同类型和相关类型路面养护维修提供参考。

2、复合式路面常见病害类型及成因分析

2.1 复合式路面常见病害类型

案例中江夏纸坊城区养护维修道路现状路面主要为复合式路面，项目包内的道路共五条，总长约为9.8km，现状路面结构为10cm厚沥青混凝土+20～24cm混凝土基层+15～20cm水稳底基层。根据现状调查及路面技术状况检测结果来看，路面病害主要有裂缝、车辙、拥抱、翻浆、沉陷等，其中裂缝较为普遍，主要病害情况如下图所示。从路面检测结果看，项目包中5条道路路面技术状况指数PCI等级为B、项目包中3条道路的道路行驶质量指数RQI等级为A，项目包中2条道路的道路行驶质量指数RQI等级为B。

2.2 复合路面病害的成因分析

1、纵、横缝

轻微的路面纵、横缝主要还是由反射裂缝引起，反射裂缝产生的原因主要是由于温度或荷载作用产生，通常出现在旧水泥混凝土路面的接缝处。重度的纵、横缝除前述原因外，还存在基层水泥板因强度不足断裂而造成的反射裂缝。

2、拥包、车辙

在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足时易产生推挤拥包。这类病害大多是由于沥青混合料的沥青用量偏高或细料偏多，热稳定性不好。在夏季气温较高时，不足以抵抗行车引起的水平力。基层或下面层未经充分压实和强度不足时，也易发生变形位移。

车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，它是在行车荷载重复作用以及气候等因素综合作用下产生的一种永久性变形，表现为沿行车方向产生的纵向带状凹槽，严重时车辙的两侧会有突起形变，造成路面使用性能更加恶化。产生这种变形主要有几种可能，一是路面结构层或路基强度不足，在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形，作用或反射于路面；还有就是由于在交通荷载产生的剪切应力的作用下，面层材料失稳，凹陷和横向位移形成的[2]。

3、翻浆、沉陷、网裂和坑槽

翻浆、沉陷及坑槽基本由水损坏造成，翻浆的主要原因是混凝土板与基层之间有脱空现象，雨水渗入后，在车辆荷载作用下，路面表面出现破裂冒浆等现象；沉陷因基层、底基层可能已经破碎、土基湿软形成，网裂和坑槽是路面轻微病害因水作用发展为较严重的坑槽。

2.3 复合路面病害的分类

根据上述复合路面病害类别判别和成因分析，将复合式路面的病害分为功能性破坏病害和结构性破坏病害两大类。

1、功能性破坏病害

功能性破坏的病害主要有车辙、泛油、麻面、松散、剥落、拥抱、轻微的纵横缝等，这些病害的根本特征在于主要发生在沥青层，而混凝土板的板体未受到破坏。

2、结构性破坏病害

结构性破坏的病害主要有严重纵横缝、翻浆、沉陷及坑槽等病害，其显著特征是路面混凝土基层受到破坏，板体强度减弱甚至完全丧失板体结构强度，底基层和路床强度或不足。

3、复合路面养护维修方案

3.1 养护维修方案分类

根据路面检测结论及复合式路面病害的分类，将路面维修养护方案分为两大类，对主要为功能性破坏病害（如车辙、路表局部泛油、麻面、松散、铺装层剥落、拥抱、轻微的纵横缝等）的路面采用功能性修复方案，以恢复路面至不低于原有技术状况养护维修方案；对主要为结构性破坏病害（如严重纵横缝、翻浆、沉陷及坑槽等）的路面采用结构性修复方案，以恢复路面结构不低于原路面结构承载能力的养护维修方案。

3.2 养护维修方案

根据案例中项目路面检测结果看，项目包中5条道路路面技术状况指数PCI等级为B、项目包中3条道路的道路行驶质量指数RQI等级为A，项目包中2条道路的道路行驶质量指数RQI等级为B，道路路面应进行保养小修或中修[3]。

3.2.1 功能性修复方案

1、轻度裂缝（缝宽在5mm以内）

对于较小的裂缝，应清除缝中的杂物及尘土，将粘度较低的热沥青或密封胶灌入缝后填入干净的石屑或粗砂捣实。

2、重度裂缝（缝宽在5mm以上）

对于严重的裂缝，宜采取开槽、清理和干燥、灌缝、缝边修整等步骤。对于缝宽在5mm以上的纵缝、横缝等不规则裂缝，用开槽机将裂缝切割出宽度为1m的矩形槽，再用空压机将槽内吹洗干净后，用改性沥青将板缝灌满，并沿板缝贴防水抗裂贴，再用AC-13C+AC-16C改性沥青混凝土填平压实。

3、拥抱和车辙

考案例中拥抱和车辙等路面病害较重，本次采用了挖除沥青面层后，再检查基层结构和强度满足设计要求的前提下新建加铺沥青层，并通过提高和改善沥青和集料的性能，以提高沥青混合料的模量、高温稳定性和抗剪能力。

3.2.2 结构性修复方案

当复合式路面产生结构性的破坏时，应先铣刨沥青面层后对混凝土基层进行补强或更换处理，再加铺沥青面层。

1、网裂、坑槽等病害的处置方案

对于混凝土板下基层完好的路段，可仅对混凝土板进行处治。先破除混凝土板基层，并将槽底清理干净，对路床强度不足的用素混凝土填平，再铺筑20cm～24cm厚的混凝土板，待水泥混凝土板强度达到70%时，在混凝土板顶铺撒改性乳化沥青粘层油，沿板缝贴高分子防水抗裂贴。最后分层铺设沥青面层至原路面标高。若底基层和土路床强度不足，需补强底基层和土路床的强度。

2、沉陷、翻浆等病害的处置方案

对于混凝土板下基层有破损的路段，需先将混凝土板基层全部破除，底基层直接用素混凝土进行换填来提高基层强度。

土基及底基层破坏主要是浸水软化后导致的强度不足，若土基开挖后呈湿软状态，采用换填碎石水稳料，可快速提高路基强度。超挖50cm路基，并利用挖除水稳基层拌合碎石和原状土进行换填。

3.3 维修材料的选择

现阶段防反射裂缝的技术众多，效果参差不齐。根据之前研究结果，选取了以下几种代表性防反射裂缝的技术：玻纤格栅、聚酯玻纤布、复合聚酯防裂布、弹性体 SBS 防水卷材、道路防水抗裂贴、镀锌铁网和HZ/ZD-4 型防反体系，在重载条件下，对比了不同防裂材料的各项性能指标，结果见下表：

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案例中江夏纸坊城区5条道路的养护维修工程，施工作业面受限，从每种防裂材料的成本、防反性能、性价比、使用环境、防反机理和施工复杂程度等各方面考虑，采用了道路防水抗裂贴作为防治反射裂缝材料。

4、结语

本文针对江夏纸坊城区5条道路的养护维修工程的案例分析，提出了复合式路面的病害类别和病害分类，分析研究了主要病害形成的原因和机理，提出了复合式路面的结构性破坏和功能性破坏的界限，根据不同的破坏，提出了相应的养护维修措施，对复合式路面养护的关键技术进行了总结和探讨，为今后同类型和相关类型路面养护维修提供参考。