贾城线公路路面病害分析及治理

王 芳，朱银龙

（1.山西省交通规划勘察设计院，山西太原030012；2.国网山西省电力公司客户服务中心，山西太原030012）

1 项目概况

贾城线石槽至城晋驿段公路在阳曲县发展中起着举足轻重的作用，但目前交通量持续快速增长，重型车辆比例逐年增大，路面出现了不同程度的龟裂、车辙、坑槽、横向裂缝、推移拥起、翻浆、沉陷、修补后重新破损等病害。同时沿线边坡不同程度存在滑塌、碎落、水毁等病害。上述不良情况导致道路通行能力低，严重影响行车安全。为了保障现有公路的安全畅通，防止突发事件的发生，急需对其进行大修养护。

2 现状调查

2.1 原有路面现状调查

沥青路面的破损可以分为结构性破损和功能性破损两类。各自有不同的指标反映。结构性破损是由于路面各层的承载能力降低引起的，反映在表面上往往是裂缝和沉陷。功能性破损就是路面提供给道路用户的服务能力下降，反映在路面则是平整度降低、车辙加深、坑槽及各类修补等。通过对原有路面现状调查，该公路路面病害主要是车辙严重，另有部分裂缝等病害。

重点路面病害图详见图1。

通过对贾城线现有公路的现场调查和资料收集，路面结构类型见表1。

表1 原有路的路面结构汇总表

图1 路面破损段

2.2 现状道路路面状况评价

路面状况指数PCI计算方法[1]：

式中：DR为路面破损率，%；Ai为第i类路面损坏的面积，m2；A为调查路段的路面总面积，m2；wi为第 i类路面损坏的权重；i为考虑损坏程度（轻、中、重）的第i项路面损坏类型；i0为包含破损程度（轻、中、重）的损坏类型总数。

路面行驶质量指数RQI计算方法[1]：

式中：IRI为国际平整度指数；a0为标定系数，采用0.026；a1为标定系数，采用 0.65。

根据野外关于路面平整度调查资料，对路面各种病害进行统计和换算计算，按照《公路技术状况评定标准》（JTG H20—2007）中的路面行驶质量评价标准对路面行驶质量做出评价。路面状况、平整度指数和路面行驶质量评价表见表2。

表2 路面状况、平整度指数和路面行驶质量评价表

2.3 现状道路路面综合评价

按照《公路技术状况评定标准》（JTG H20—2007）对该路段的路面综合评价指数（PQI）进行计算，具体计算如式（4）～式（6）[1]：

式中：P1为 0.35；P2为 0.40；P3为 0.10；BPN 为摆值；SFC为横向力系数；SRImin为标定参数，为35；a0为模型参数，采用28.6；a1为模型参数，采用-0.105。

路面综合评价表见表3。

表3 路面综合评价表

3 破损原因分析及处治

3.1 破损原因分析

路面病害原因是多方面的，但主要集中在以下几点：

a）自然因素。由于受温度变化，夏季高温，冬季严寒，特别是在融雪期冻融交加，直接导致路面和基层出现裂缝。气温较低时，混凝土会产生较大的冷缩现象。当遇到夏季等温度较高时候，混凝土会膨胀而产生挤压和变形。

b）水侵害。一方面，在雨季，路面水渗入基层表面，导致基层水含量增加，逐渐破坏基层和面层的黏结力，导致结构强度下降，在行车作用下出现网裂，并逐渐扩大为龟裂；另一方面，由于路面与基层水稳定性差，面层和基层间滞留自由水或者路基毛细水上升，当高速行驶车辆通过时会产生相当大的水压力和抽吸力，力的反复作用使得沥青面层和基层孔隙中的自由水做出反复运动，使该处的水和土混合成为稀泥，减弱基层的抗剪强度致使开裂，泥浆被抽吸到基层，从裂缝中挤出，出现翻浆，从而逐渐降低沥青面层强度，导致面层松散出现各种病害。

c）行车荷载。现有路面使用期较长，沥青材料老化变质，黏结力降低，延性差，而且现在道路上重车比例越来越大，超载现象非常严重，导致结构整体强度下降，路面出现破损。

3.2 路基路面处治原则和方案

3.2.1 路面处治原则

对现有路面的维修处治与新建公路的设计思路存在较大的区别。鉴于是对现有路面的维修处治，故维修处治方案遵循以下原则[2]：

a）减小社会影响，确保行车安全；b）经济合理，综合效益好；c）恢复路面使用功能及服务水平；d）注重节约资源，坚持废物利用；e）技术标准不变，原路线平面、纵坡基本不做变动。

3.2.2 路面处治方案设计

根据病害现状，结合路线纵坡，决定从结构修复、路面封水和改善表面功能3个方面进行处治：

a）对路基沉陷、毁坏严重路段，铺筑结构形式为5 cm中粒式沥青混凝土+20 cm水稳碎石+15 cm水稳碎石。

b）对基层损坏的路面将原有路基层作为底基层，其上加铺结构形式为5 cm中粒式沥青混凝土+15～20 cm水泥稳定碎石的路面结构层。

c）对基层较好，面层损坏较重的路面，可以采用设备为风镐或路面铣刨机先翻松已经破坏的车辙表面[3]，然后将其清扫干净，铺筑5 cm中粒式沥青混凝土，恢复其结构功能。

4 结论与建议

公路路面的病害处理和防治工作是一项复杂的工程，处理和防治的整体效果不但会影响公路本身的使用寿命，同时也会影响路面外观，影响行车人员的生命安全。因此，在施工过程中，应该严格控制每一道工序和每一个环节，在设计、施工过程中，要严格控制温度、水量、原材料配合比，积极探索，采用新工艺、新材料、新方法，增强路面的耐久性，延长其使用寿命。如磨细旧橡胶轮胎或发泡型塑料等弹性材料可以加大基层的韧性和强度，设想如果将此材料适量地掺入半刚性基层混合料中，同时在水泥稳定粒料中，掺入大量的粉煤灰，这样可以延缓水泥水化速度，降低内部的温度应力和干湿应力，从而减少基层开裂。同时还能提高混合料的和易性，施工中易于压实。