普通国省干线沥青路面工程养护决策分析

收稿日期：2024-01-09

作者简介：马怀东（1991—），男，本科，工程师，从事国省道公路养护管理工作。

摘要 普通国省干线是公路交通网建设的关键组成部分，在国民经济发展中发挥着十分重要的作用。为有效提升国省干线沥青路面养护水平，保证道路使用性能。文章依托某国道沥青路面养护案例，针对沥青路面养护决策进行全面探究，通过路面质量状况检测，确定了路面病害、弯沉及PQI等级分布情况，明确了路面养护需求及目标，分析了路面质量病害形成的具体原因，并制定了针对性养护方案，显著提升了沥青路面的使用性能，延长使用寿命，具有重要的参考意义。

关键词 普通国省干线；沥青路面养护；路面质量检测；养护决策

中图分类号 U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）09-0083-03

0 引言

近年来，随着科技水平的不断提升，我国的公路养护技术取得显著发展，但与部分发达国家相比，仍旧存在较大距离，主要表现在养护管理水平低下、技术落后，严重限制交通运输行业发展[1]。现阶段，我国大部分国省干线养护依然采用粗放式的管理模式，无法满足当前规范化、精细化、智能化的养护管理要求，积极探索科学有效的养护管理方式尤为关键[2]。为此，该文结合某国道沥青路面养护实践，系统探究了沥青路面养护决策，对提升公路养护管理水平、保证道路使用性能、延长运营年限等具有重要意义。

1 工程概况

某国道为当地主要交通要道，采用二级公路标准设计，总里程52.4 km，共分为三段，其中A段起止桩号K86+000～K108+300，长度为22.3 km；B段起止桩号K108+300～K119+750，长度为11.45 km；C段起止桩号K119+750～K138+400，长度为18.65 km。结合道路运营情况，对道路质量状况进行调查，具体检测项目包括双向道路路面的使用性能指数PQI、路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQ1。根据调查结果确定养护路段，并科学制定养护方案。通过对调查数据进行分析，得到道路PQI的等级分布情况[3]，具体如表1所示。其中，PQI≥90的道路评定为优级，占比为20.7%；PQI优良等级的路段仅占42.1%。

2 路面病害现状

沥青路面质量状况的调查结果显示，整体式路段病害较为严重，主要病害类型包括纵裂、横裂、龟裂、起皮、集料松散、脱落等，局部位置出现拥包、坑槽、沉陷等病害。总体而言，A段病害最为严重，B段次之，C段质量最好。

表1 道路PQI的等级分布情况表

道路等级 PQI 单幅总长度/km 百分比/%

优 90≤PQI<100 21.7 20.7

良 80≤PQI<90 22.4 21.4

中 70≤PQI<80 32.1 30.6

次 60≤PQI<70 8.4 8.0

差 PQI<60 20.2 19.3

合计 — 104.8 100

2.1 交通量情况

该国道为二级公路，沿线交会道路较多，交通量存在显著差异。有些路段的货车数量较多，而有些路段设置了公交专用线路等，交通状况极为复杂。

2.2 路面弯沉检测情况

采用拖挂式落锤弯沉仪对该国道沥青路面实施弯沉检测[4]，通过将特定重量的落锤提升至指定高度，使其自由下落对路面产生冲击作用，造成路面变形，从而检测出动载状态下的弯沉值，并将检测数据转化为回弹弯沉值。通过路面弯沉的检测结果可以看出，路面整体弯沉较为优良，但局部位置质量较差，部分弯沉值高达38.51 mm（0.01 mm）。

3 养护策略研究

通过交通量调查发现，该国道部分路段交通量、载重量较大，道路交叉口较多。重载交通是导致路面质量病害产生的主要原因，加之养护不及时、养护措施不到位等，进一步加剧了病害的产生。同时，路面病害长期处于不断恶化状态，严重影响道路服务功能，威胁交通运输安全，亟需对其实施养护处理，采取科学有效的养护措施，以有效增强道路使用性能，提升服务水平，延长运营寿命[5]。具体情况如下：

3.1 养护需求及目标

3.1.1 养护需求

某国道投入运营后，随着服役时间的不断延长，在重载交通反复作用下，道路运营能力显著降低，加之后续道路养护不到位，沥青路面的使用性能严重衰退，从而引发路面开裂、坑槽、拥包、车辙等一系列质量病害，严重影响行车的安全性、舒适性，缩短道路使用寿命[6]。为提高道路使用功能，确保满足人们安全、舒适的交通运输需求，积极开展道路养护尤为必要。

3.1.2 养护目标

整体目标：国家相关部门、交通管理部门及业主单位针对沥青路面的路用性能评价标准存在一定差异，其国检标准如表2所示。

表2 路用性能评价指标的国检标准

评价指标 PQI PCI RQI

国检标准 ≥90 ≥90 ≥90

该国道业主单位确立的整体目标为：利用有限的养护资金，完成病害严重路段的养护处理，消除安全隐患，提高道路的路用性能，确保各项路用性能评价指标达到国家标准，在省级二级公路质量评定时，综合排名应高于倒数第三，且不得出现由于养护不到位导致的交通安全事故。

預期质量目标：按照交通管理部门及业主部门相关要求，该国道工程A段K86+000～K108+300养护目标为：A段整体PQI≥90，A段养护路段PQI≥95。

3.2 养护策略及方案设计

3.2.1 养护策略研究

根据现行《公路沥青路面养护技术规程》，可将沥青路面养护划分为三种形式：预防性养护、功能性养护和结构性养护，各种养护方式采用的养护措施不同。根据以往公路工程养护实际情况及养护效果，通常状况下，道路主线路面养护形式与养护措施相同[7-9]。建议：功能性养护采用的方案为在原有路基路面病害处治的基础上，铣刨重铺养护措施；结构性修复为在原有公路路基病害处治的基础上，加铺水泥稳定碎石基层+沥青面层，或者通过水稳再生和沥青面层。实施沥青路面养护策略研究不仅对增强道路使用性能、延长道路运营年限具有重要意义，还对提升我国的公路养护水平具有重要价值。

3.2.2 病害成因分析

根据对该国道路面质量状况的调查结果，该道路表面的主要病害为裂缝、拥包、车辙、沉陷等，且局部存在修补病害。采取现场钻芯取样方式，对道路病害形成的具体原因实施分析。结合实际情况，分别在路面横裂、纵裂、龟裂、车辙、松散及完整部位进行钻芯取样。根据芯样具体情况，得到以下结论：

（1）芯样质量状况表明，A路段大部分芯样存在断裂、破碎、层间结合效果差等状况；B路段除少数芯样断裂严重外，其余芯样结构完好，层间结合效果良好。

（2）A、B路段中路面的完好部位芯样质量较好，但少数芯样底端存在反射开裂，碎石级配均匀性较差。

（3）该国道为主要交通干线，交通量、载重量较大，并且道路运营期间养护缺失，导致道路质量状况较差。特别是水损、车辙等病害尤为严重，具体表现为路面产生轻微裂缝后，养护维修不及时，造成雨水沿裂缝逐渐下渗，损坏道路的内部结构层，导致承载性能显著下降。在重载车辆作用下，路面产生龟裂、沉陷等病害。

3.2.3 养护路段的确定

根据该国道公路病害的调查实际情况，科学确定养护路段，具体选线原则如下：

（1）根据路况检测结果，对B路段选定区域实施全面养护处理。

（2）A路段重点养护PQI<70，以及PCI、RQI值相对较低的路段。

（3）根据路面病害实际调查结果，对其余病害较为严重的区域实施养护处理。

（4）C路段由于路面质量状态相对完好，实施日常小修养护即可，后续通过强化养护，可全面提升该国道公路的整体使用性能。部分路段当年的养护情况如表3所示。

3.2.4 养护方案的确定

根据公路质量状况调查及钻芯取样结果，对各路段的病害形成原因进行分析，从而制定切实可行的养护方案。在确保道路使用性能满足实际需求的基础上，坚持“因地制宜、施工简便、节省成本、交通影响小、养护效果好”的基本原则，综合考虑经济性、技术性等各方面因素，选取技术先进、安全性高、经济性强、机械化程度高、节能环保的养护方案。结合该工程实际情况，采取的具体养护方案如下：

（1）针对A段采取分幅铣刨重铺及基层处治方案，而对于B段养护采取单车道铣刨重铺方式实施处治。路面铣刨处理时，应严格控制铣刨质量，避免存在夹层。铣刨完成后，对下承层实施全面清理，并对裂缝部位实施干燥处理，确保洁净、干燥、无灰尘。根据具体状况设置抗裂网，并均匀撒布黏层油。沥青路面结构性修复的重铺材料比选，如表4所示。

（2）该国道公路养护方案制定时，应综合考虑路面现状龟裂、车辙相对严重、重载交通占比大及后续交通量显著增大等各方面因素的影响，建议采用抗车辙能力较强的养护方案，即4 cm厚AC-16和6 cm厚AC-20C

（局部地段添加高模量剂），具体如表5所示。

（3）对于基层质量病害，根据质量病害调查情况及实际交通需求等各方面因素，建议选用交通影响较小的方案，即20 cm沥青稳定碎石ATB-25。具体选用原则为铣刨处理后下承层仍旧存在裂缝病害，应加大铣刨深度。

（4）针对道路交叉口位置，应全面考虑道路现状的病害情况，并结合运行车辆类型等各方面因素，建议选用抗车辙能力强的养护方案，即4 cm厚AC-16C和6 cm厚AC-20C（局部地段添加高模量剂），以及20 cm厚ATB-25（局部位置），具体如表6所示。

道路交叉口车辆制动、起步对路面质量影响较大，拥包、车辙病害相对严重，对于此部位应采取针对性养护措施。具体措施是在一、二层混合料中加入高模量剂，以有效增强道路的抗车辙性能。

3.3 养护成效分析

当年7—8月份对沥青路面进行了养护施工，养护完成后，相关检测部门对A段养护前、后质量状况实施对比。结果表明，该段22.3 km道路PQI中除3 km路段受到现场条件限制，其余PQI全部超过90，平均值达92.79。RQI值除1 km受到收费站区域影响，其余均超过90，均值达91.17。

通过现场实际检测能够看出，各路段经养护处理后，达到了国检质量标准，并显著提升了道路使用性能，大幅度提升道路美观性，有效增强道路抗车辙能力，延长运营年限。

4 结论

综上所述，该文结合某国道沥青路面的养护实践，系统探究了沥青路面的养护策略。通过路面调查及病害成因分析，制定了针对性养护措施，具体结论如下：

（1）根据国道公路实际情况，强化路况水平评价分析，全面掌握路面病害情况及严重程度，并对病害形成原因实施分析。并根据交通量、载重量等具体状况，合理制定养护方案。

（2）根据各路段病害实际情况，采取了针对性养护处理方案，有效提升了道路使用性能及PQI。并结合道路交叉口车辆运行特征，确定了抗车辙性能方案，显著提升了抗车辙性能。

（3）各路段经针对性养护处理后，达到了国检质量标准，显著提升了道路使用性能，道路美观性得到大幅度提高，取得了显著的经济和社会效益。

参考文献

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