公路路面养护设计优化及处治分析

王瑞琪

（山东省滨州公路工程有限公司，山东 滨州 256600）

0 引言

G205 山深线是山东省的南北交通大动脉之一，在国省道干线公路交通运输网中占据重要地位。G205线滨州段是滨州市北通京津、南联山东半岛的交通干道，随着近年滨州国民经济的高速发展，尤其重载交通占比不断增大，导致目前道路总体状况较差，以重度车辙为主的路面功能性病害逐渐凸显，并呈加快加重趋势，因此为保证道路良好状态，提高公路服务效能，降低公路寿命期养护成本亟须进行维修养护。

1 工程概况

该项目路段起于G205 无棣阳信界，向南止于滨城张集，对G205 山深线K513+055—K540+997 段进行中修，维修长度为27.942km，该项目路段从2000 年到2022 年，其间分别于2008 年和2013 年进行过罩面处理。

随着使用年限的增长，沥青路面出现车辙、纵缝、横缝、块裂、龟裂、沉陷等病害，目前道路总体状况较差，以重度车辙为主的路面功能性病害逐渐凸显，并呈加快加重趋势。

2 旧路路面使用状况及检测情况

2.1 旧路结构

该项目路段（K513+055—K540+997）于2000 年加宽改建，路面宽度21m，路基宽度22.5m，路面结构为3cm 细粒式沥青混凝土+5cm 中粒式沥青混凝土+18cm 二灰稳定碎石+15cm 石灰土[1]。2008 年该路段中修采用4cm 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13）罩面处理；2013 年该路段进行2.5cm 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-10）罩面处理。

2.2 现状分析

一是路面损坏状况（PCI）。根据路面破损状况检测评价结果，全线平均值PCI=63.31，评定为“次”，其中“中”的路段占14.28%，“次”的路段占57.15%，“差”的路段占28.57%。

二是路面行驶质量（RQI）。通过平整度检测评价结果可知，全线平均值RQI=93.97，路面行驶质量总体评价为“优”，其中“优”的路段100%。

三是路面车辙深度（RDI）。该项目路段车辙深度总体评价为“差”，其中上行“良”的路段占18%，评价为“中”的占11%，评价为“次”的占7%，评价为“差”的占64%。

四是路面结构强度（PSSI）。由检测评价结果可知，全线平均值PSSI=99.99，路面结构强度总体评价为“优”，“优”的路段占100%[2]。

五是路面技术状况（PQI）评定。全线平均值PQI=73.27，评定为“中”，其中“良”的路段占17.85%，“中”的路段占42.87%，“次”的路段占39.28%[3]。

2.3 病害路面取芯检测情况

一是车辙。共对8 处车辙病害的波峰波谷分别钻芯取样如图1 所示，钻芯16 处，钻芯结果显示：波峰与波谷处面层厚度差距较大，基层厚度基本相同；面层与基层层间连接较好；波峰与波谷处上面层厚度相差不大，中下面层厚度相差较大；部分车辙波谷处出现纵向裂缝，裂缝仅存在于面层，且面层未贯通。由此推断，车辙病害主要发生于沥青面层的中下面层，基层状况良好，在荷载车辆反复作用下，轮迹带处已发生疲劳开裂。

图1 车辙

二是横缝。对横缝钻芯如图2 所示，7 处钻芯面层完整，存在裂缝，但未贯通面层；5 处钻芯面层沿缝开裂，基层沿缝开裂；4 处钻芯面层沿缝开裂，基层破碎；8 处钻芯面层沿缝开裂，但基层完整无裂缝。横缝处面层约70%已被裂缝贯通，基层仅37%沿缝开裂或破碎，基层结构完整，沥青面层整开裂，面层与基层脱离，裂缝发展形态为上宽下细。由此推断，该路段横缝存在沥青面层疲劳裂缝或温度应力裂缝，以及基层反射裂缝。

图2 横缝

三是纵缝。对纵缝钻芯如图3 所示，15 处钻芯面层完整，存在裂缝，但未贯通面层；4 处钻芯面层沿缝开裂，基层沿缝开裂；4 处钻芯面层沿缝开裂，基层破碎；2 处钻芯面层沿缝开裂，但基层完整无裂缝。由此可见，约70%纵缝仅存在于面层，且大部分面层未贯通，仅30%裂缝发展至基层造成基层破坏，因此，该路段纵缝以路面疲劳开裂为主，少部分纵缝已延伸至基层，纵向裂缝处基层整体较好。

图3 纵缝

四是龟裂。龟裂病害钻芯取样如图4 所示，面层基层均破碎，龟裂、块裂病害较少，主要由纵缝和横缝进一步发展而成，且病害处基层已全部破损。

图4 龟裂

综上所述，该路段全长27.942km，PCI 整体评价为“次”，路面结构强，PSSI 等其他检测指标均评价为“优”，路面病害以车辙为主，纵横缝其次，其他病害较少，通过进一步钻芯取样显示，车辙为失稳型车辙，主要发生于沥青面层的中下面层，两行车道车辙情况基本相同，部分段落上下行车车辙严重程度存在差异；纵缝为疲劳开裂，部分已发展至基层；横缝存在基层反射裂缝，面层基层沿裂缝开裂，也存在部分横缝为面层疲劳开裂，裂缝仅存在于面层，面层未贯通，道路病害仅存在于行车道，硬路肩病害很少。

3 路面养护差异化方案

由于部分路段外侧行车道与内侧行车道病害程度存在差异，根据不同路段病害情况，采取差异化设计。

3.1 以裂缝类病害为主的路段

第一，两行车道病害均以裂缝为主路段，两车道应同步处理。首先，铣刨旧路上面层2.5cm；其次，处理路面病害后撒布SBS 改性热沥青预拌碎石封层，面层加铺4cmSBS 改性沥青混凝土（AC-13C）或4cm 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13)。

第二，行车道病害程度存在差异，采取差异化设计，病害较轻以裂缝为主车道。铣刨旧路上面层2.5cm，处理路面病害后撒布SBS 改性热沥青预拌碎石封层，然后加铺5cmSBS 改性沥青混凝土（AC-13C）或5cmSMA 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13)。

3.2 重度车辙病害为主的路段

铣刨旧路行车道面层结构14.5cm，处理基层病害后撒布SBS 改性热沥青预拌碎石封层，再加铺8cm 大粒径透水性沥青混合料（LSPM-25）+改性乳化沥青黏层+5cm 厂拌热再生改性沥青混凝土（AC-20C）+改性乳化沥青黏层+4cmSBS 改性沥青混凝土（AC-13C）行车道路面抬高2.5cm，硬路肩仅处理病害，需对硬路肩1m 范围内进行高程顺接。

3.3 车辙严重的平交路口

根据现场调查车辙严重的平交路口，G340 交叉口、X004 交叉口、X026 交叉口、S233 交叉口、渤海五路交叉口，均为红绿灯控制路口，现车辙病害严重，需进行单独处治。G25 高速出入口匝道交叉口、钻石路交叉口、X042 交叉口非信号灯控制路口车辙病害比较严重，也需进行单独处治。

4 路面病害的优化处治

路面中修罩面前，应对原路面病害进行处治。该项目路线长，各路段路面破损程度不一、病害类型不一、影响深度不同，根据各段中修罩面方案不同，需铣刨原路面的层位与回铺的路面结构层位略有不同。

4.1 铣刨旧路2.5cm 表面层加铺罩面路段

第一，裂缝处治。因已铣刨旧路沥青2.5cm 表面层，因此仅需处治重度裂缝。对于未发展支缝的裂缝，采用开槽处治方式，首先应根据路面裂缝的具体情况确定开槽尺寸[4]（宽度宜为5～10cm，深度为原路剩余面层厚度12cm），沿确定开槽尺寸将原沥青剩余面层开槽切除，清扫干净槽内杂物后，对基层裂缝采用乳化沥青进行灌缝，再分两层回铺12cm 中粒式厂拌热再生沥青混凝土（AC-20C），中间设置黏层，最后条铺1m 宽的玻纤格栅。在回铺沥青混凝土填补料前，槽壁刷热沥青。对于已发展支缝的裂缝，采用带状挖补处治方式，沿裂缝延伸方向，对裂缝两侧支缝影响范围内剩余面层进行铣刨挖除，铣刨宽度应与压实机械尺寸相适应，检查路面基层，根据基层现状对病害部位进行铣刨或挖除，各结构层两侧各留20cm搭接宽度，清理干净，回铺沥青碎石（ATB-30）至基层顶，铺筑热沥青碎石封层，再分两层回铺12cm 中粒式厂拌热再生沥青混凝土（AC-20C），中间设置黏层，最后铺筑玻纤格栅。在回铺沥青混凝土填补料前，槽壁刷热沥青。对部分在小修保养时已进行灌缝处理但失效或修补不良的裂缝，应参考以上裂缝处治方案进行重新处理。

第二，龟裂、块状裂缝、坑槽、沉陷等病害挖补处。按“圆洞方补、斜洞正补”原则划出垂直或平行于路中心线的挖槽修补轮廓线以确定挖补范围[5]。沿轮廓线开槽至槽底稳定部分且开挖深度不得小于病害最大深度和最小结构层厚度，开挖时应根据结构层逐层开挖，宽度应与压实机械尺寸相适应，各结构层间应设置宽度不小于20cm 的搭接台阶，并应避免超挖以防止对原本良好部位的结构造成破坏；开槽后采用空压机将槽底杂物清理干净[6]，对于基层破损的病害，挖除破损基层后，回铺沥青碎石（ATB-30）至基层顶；铺筑热沥青碎石封层；再分两层回铺12cm 中粒式厂拌热再生沥青混凝土（AC-20C），中间设置黏层，然后铺筑玻纤格栅。在回铺沥青混凝土填补料前，槽壁刷热沥青。当病害影响宽度＞2m 时，则沿修补轮廓线条铺1m 宽的玻纤格栅；当病害影响宽度≤2m 时，则将病害影响的范围满铺玻纤格栅。

第三，局部重度车辙处理。将病害部位的剩余面层全部铣刨并铣刨1cm 基层，检查路面剩余基层，根据基层现状对病害部位进行铣刨或挖除，各结构层两侧各留20cm，搭接宽度清理干净，回铺沥青碎石（ATB-30）至基层顶以下1cm 处，铺筑热沥青碎石封层；最后回铺8cm 改性沥青碎石（LSPM-25）+5cm 中粒式厂拌热再生改性沥青混凝土（AC-20C），中间设置改性乳化沥青黏层，然后铺筑玻纤格栅。

4.2 铣刨旧路面层重铺段

对于将旧沥青面层铣刨重铺的路段，将旧面层铣刨完成后清理干净基层顶面，根据基层现状对病害部位进行铣刨或挖除，清理干净，回铺沥青碎石（ATB-30）至基层顶，铺设玻纤格栅。当病害影响宽度＞2m时，则沿基层修补轮廓线条铺1m 宽的玻纤格栅；当病害影响宽度≤2m 时，则将病害影响的范围满铺玻纤格栅。

4.3 车辙严重的平交路口

第一，设有红绿灯控制，平交路口为沥青混凝土路面，主线进、出口车道车辙病害严重路段：将平交路口范围内的原路面面层全部铣刨，彻底处理基层、底基层病害，加铺4cm 细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）+10cm 灌入式复合路面，路面不抬高。左侧被交路面网裂、坑槽，将被交路沥青混凝土面层铣刨4cm，回铺热沥青预拌碎石封层+4cm 细粒式沥青混凝土面层[7]。

第二，非信号灯控制路口沥青混凝土路面，主线进、出口车道车辙病害严重：选择在入口方向150m、出口方向50m 平交路口范围内的原路面面层全部铣刨，彻底处理基层、底基层病害，加铺8cm 改性沥青碎石（LSPM-25）+5cm 抗车辙混合料（AC-20C）+4cm抗车辙混合料（AC-13C）[8]，路面抬高2.5cm。左侧方向路面坑槽，将被交路沥青混凝土面层铣刨1.5～4cm，回铺热沥青预拌碎石封层+4cm 细粒式沥青混凝土。右侧路面网裂、坑槽严重，将被交路病害严重的沥青混凝土路面挖除原有面层与上基层，采用20cm旧路铣刨料基层+热沥青预拌碎石封层+4cm 细粒式沥青混凝土面层进行顺接。

第三，平面接入口，全线平面接入口82 处，其交通量小，均采用主线优先的交通管理方式。全线已对土路被交路进行了硬化顺接。其中，有2 处被交路为水泥混凝土路面破损严重，对破损严重的水泥混凝土路面挖除原有面层与上基层[9]，采用20cm 旧路铣刨料+乳化沥青碎石封层+20cmC30 水泥混凝土面层进行顺接。另外，有少数被交路为沥青混凝土路面，出现沥青面层松散问题，采用罩面处理，加铺乳化沥青黏层+3cm 细粒式沥青混凝土面层。其他接入口路面状况良好，维持现状。

5 结语

本文通过深入分析和研究旧路路面使用状况及检测情况，并以此为基础选择有针对性的路面养护差异化方案，以及路面病害的优化处治措施。未来，还需要不断探索公路路面养护方面更多高效、环保、可持续发展的施工方法和技术。