公路养护大中修工程设计研究

魏仕孝

摘要：本文对公路养护大中修工程设计中的罩面设计、大修设计及路面补强设计等进行了分析研究，具有较强的操作性和价值性，供参考。

关键词：罩面设计；大修设计；路面补强设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、罩面设计

从使用功能方面划分，罩面一般可分为罩面、封层、抗滑层。

罩面主要适用于消除破损、完全或部分恢复原有路面平整度、改善路面性能的修复工作；封层主要适用于提高原有路面的防水性能、平整度和抗滑性能的修复工作；抗滑层主要适用于提高路面抗滑性能的修复工作。

1.1适用范围

1.一般罩面层和抗滑层的适用范围

(l)沥青路面养护过程中，应根据沥青路面养护质量评价指标等级确定是否罩面和罩面的种类。

需要罩面的路段路面强度系数(SSI)必须符合中等等级以上范围，而路面状况指数(PCI)、行驶质量指数(RQI)、抗滑系数(SFC或BPN)三项指标等级在下列情况下时，应按下述要求分别采取措施进行处理。

①当路面状况指数(PCI)、行驶质量指数和路面抗滑系数指标等级均为次或差等级时，各级公路必须安排一般罩面层养护。

②当路面状况指数(PCI)或行驶质量(RQI)评为中等范围时，高速公路、一级公路应安排一般罩面层养护。

③当路面状况指数(PCI)或行驶质量(RQI)评为次差等级时，二级及二级以下公路应安排一般罩面层养护。

④当路面抗滑系数(SFC或BPN)评为次差等级时，高速公路、一级公路应加铺抗滑磨耗层；二级及二级以下公路宜对陡坡、急弯、交叉路口等事故多发地段进行抗滑层处理。

(2)沥青路面使用年限已达到设计年限一半以上时，可安排罩面层进行预防性养护以延长使用寿命。

2.封层的适用范围

封层是一种较薄的罩面处理层(厚度0.5-1.5cm)，且主要用于减少路面水下渗、网裂，从而到达改善抗滑、弥补磨耗、提高路面防御病害的能力。当二级或二级以下公路的路面状况为下列情况时，按下述要求分别进行封层处理：

①当路面状况指数处于较低的中等等级值范围，行驶质量指数为中级时，可采用封层处理。

②当路面状况指数在中等较好值范围，但其中透水、裂缝、麻面、松散较严重。表面抗滑系数在次、差等级，可作封层处理。

③采用乳化沥青或改性乳化沥青稀浆封层时，仅适用于原路面强度、路面状况指数、行驶质量指数均在中等等级以上范围，而对路面采取预防性、保护性养护时。

一般情况下，二级或二级以上公路可在使用二年以后，达到设计年限一半期限时可用稀浆封层养护；三级及三级以下公路可在使用达到设计年限一半后，用稀浆封层养护。

1.2.材料选择

①罩面材料

罩面所用结合料宜使用性能较好的粘稠道路石油沥青、乳化石油沥青、改性乳化沥青或改性沥青。一级公路宜采用中粒式、细粒式密级配沥青混凝土或SMA结构；二级及其以下公路科采用热拌沥青碎石混合料结构，三级及其以下公路可采用沥青表面处治层结构。

②封层材料

封层所选用的结合料宜采用乳化石油沥青、改性乳化石油沥青。一级公路科可采用沥青稀浆封层或者微表处，但宜用粗粒式改性乳化沥青混合料，其他等级可采用乳化沥青混合料。

③抗滑层材料

抗滑层所选用的材料应为适合铺筑抗滑表层的材料和沥青混合料。

1.3厚度设计

①罩面厚度设计

(1)当路面状况指数、行驶质量指数在中、良等级，路面仅有轻度网裂时，可采用较薄的罩面层厚(1-3cm)。(2)当路面破损、平整度、抗滑三项指标都在中等以下，又要求恢复到优、良等级时，应采用较厚的罩面层厚(3-5cm)。(3)一级公路罩面宜采用4-5cm的厚度；其他公路可采用较薄的罩面层厚度(1-4cm)。(4)各级公路的罩面层厚度不得小于最小施工层厚度。

②封层厚度设计

(l)对于交通量较大重型车辆较多的路段可采用厚为Icm的封层；(2)在中等交通量路段宜采用0.7cm厚度的封层；(3)在交通量小重型车辆少的路段可采用厚度为0.3cm的封层。

③抗滑层厚度设计

(l)一级公路路面抗滑层宜采用不小于4cm的厚度。(2)二级公路宜用中粒、细粒式沥青混凝土结构，也可采用热拌沥青碎石或者沥青表面处治结构，厚度要大于最小施工层厚度。(3)三、四级公路采用乳化沥青封层结构，厚度为0.5-1cm。

1.4罩面类型

目前常用的封层、稀浆封层、微表处、同步碎石封层、雾封层、开普封层、超薄磨耗层均属于罩面类。罩面除了能改善路面功能外，也能有效延缓路面病害的发展速率，也被广泛用来作为预防性养护手段。

二、大修设计

当公路路面破损严重采用罩面养护方法不能使路面恢复良好使用状态或路面承载力严重不足时，则应进行大修，大修需重新铺设面层或者重做垫层和基层。根据病害位置，可采用铣刨面层、铣刨基层或底基层，铣刨土基等。

2.1更换面层

对于弯沉较小，路面病害主要集中在面层，并且基层完整、路面整体强度满足要求的路段，需更换面层。

首先根据弯沉资料对弯沉值明显大于设计弯沉的地段，钻孔取样分析结构不稳定层的深度，①如面积小，可采用小型机械或人工翻挖。(满足翻修厚度，但不损坏下面层或基层)。②对面积较大，宜采用铣刨机进行铣刨。填料按原设计方案。

2.2更换基层或底基层

当基层出现下列情况时，需要对其进行翻修。(1)如果基层出现连续的疲劳裂缝(网裂、龟裂)，并有多处卿浆时，先铣刨上基层，根据基层病害严重程度再确定是否要铣刨下基层。(2)对于未结成板块、松散的基层或块状裂缝成片、纵横向裂缝密集的基层都需要翻修。(3)如上下基层间形成缝隙，重车行驶在裂缝处有卿水现象，且锤击检查后发出空声，则需要翻修上基层。

根据弯沉资料和钻孔取样分析，如果发现病害已影响到基层，则必须对基层进行处理。以弯沉值较大测点的前一个好的测点作为开挖起点，分别沿纵横方向切缝后实施开挖。视下基层的情况确定开挖深度，若下基层不成形或松散，要继续深挖到硬底，并清边、清底。

沥青路面大修工程中，对基层的具体处治措施总结为以下几点：

(l)路面出现较严重的波浪及拥包。此种病害只需使用冷铣刨机将波浪或拥包除掉即可。

(2)道路表面磨耗层出现大面积的裂缝、松散，但路面基层结构与横坡良好。这种情况下，只需用铣刨机除掉损坏的面层，保持规定的横坡，然后重新铺设磨耗层。

(3)路面出现磨光、泛油现象。此类病害会使路面变得光滑而缺少摩擦力，解决的方法是首先铣刨面层，然后重新铺设沥青混凝土。

(4)道路表面出现严重车辙时，易造成通车或排水不畅，解决的方法是用冷铣刨方式除掉病害面层，然后重铺面层，使路面恢复原有的几何形状并恢复排水功能。大修过程中可选取重点路段，钻芯取样或挖除部分路面，通过目测和实验相结合的手段评价路面材料。(l)若结构层有明显破坏，则需要更换结构层；(2)若结构层没有明显破坏，则室内测试材料的模量和强度，通过比较材料的模量与其典型值来确定是否更换。

2.3处治路基

沥青路面需要大修时，最为常见的一种病害是路基中含水量过大，造成路基沉陷和回弹模量过低。在目前的沥青路面设计方法中，土基的回弹模量是路基唯一的一个指标。土基是影响沥青路面结构承载能力、结构层厚度和使用性能的重要因素。一般将路基按回弹模量大小划分为三个等级。