公路沥青路面预防性养护分析与病害处治

杨建华

（甘肃省临夏公路事业发展中心，甘肃 临夏 731100）

0 引言

临夏州康乐县境内某二级公路，在K1807+500～K1825+500段共计18km路段的路面存在多种病害，诸如纵横向裂缝、龟网裂、轻微车辙、坑槽等，日常养护及小修维护工程对路面病害的发展起到一定的抑制作用，但无法改善道路通行的整体技术状况，不能满足该公路安全、快捷、舒适的运营要求。本文结合项目所在区域的地形、地质、气候、水文、交通量等实际情况，研究分析公路病害特点、病害机理及产生原因，制定合理、可行的预防性养护和病害处治方案。

1 项目概况

该项目地处康乐县东南、西南季风交互影响的边缘地带，属温带大陆性季风气候。由于地形复杂多样，形成了明显的地域型立体小气候环境。总体特点是：夏短而无酷暑，冬长而严寒，雨热同季，夏润冬燥，春暖迟，秋凉早，昼夜温差大，按《公路沥青路面施工技术规范》表A.4.5沥青及沥青混合料气候分区指标划分为夏凉冬寒湿润区（3-2-2)。

该项目路线经过以河谷阶地地貌为主，即苏家集河、中砥河、胭脂河、三岔河、流川河形成的冲积阶地。一、二级和河漫滩最发育，高级阶地不发育，窄狭且不连片，地势较平坦。河漫滩上部为砂土、粉土以及黏土，下部为砂砾石，到达基岩总厚度一般为16～40m。

2 路面现状调查及数据分析

2.1 交通量分析

依据沿线近三年交通流量观测点收集的交通量资料分析可知：该路段交通量呈递减趋势，从交通量数据来看，现有路面的结构强度或承载力基本满足交通量及车辆的荷载作用，但结合调查结果，路面存在轻微纵横向裂缝、龟网裂、车辙等病害，为延缓路面性能过快衰减、延长公路使用寿命，对该路段进行养护维修。

2.2 路面养护情况

本次拟维修路段建成通车后，除沥青表面层细集料剥落及局部路段坑槽进行零星挖补外，主要以灌缝、贴缝等小修养护为主，整体路况较好。

2.3 路面钻芯结果

根据钻芯取样实际数据，路面面层、基层厚度基本与原设计厚度一致，局部车辙路段路面厚度不足原设计厚度，但面层、基层芯样完整。

2.4 路面状况评价标准

通过对维修路段2021年检测数据（见表1）分析得知，维修路段PQI指标平均值为93.12，PCI指标平均值为91.77，评价指标均为良。RQI指标平均值为95.13，RDI指标平均值为97.54，评价指标均为优。

表1 路面各项指标检测结果

2.5 养护类型划分

依据《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142-2019）［1］和《公路沥青路面养护设计规范》（JTG 5421-2018）的相关规定，养护设计单元可根据路面技术状况数据分析与评价结果，按照不同路段的特点进行养护设计单元的划分。养护类型划分如表2所示。

表2 公路养护类型划分表

依据《公路沥青路面养护设计规范》(JTG 5421-2018)，基于现有路面病害及路面技术状况评价结果，路面损坏状况指数PCI平均值为91.77（大于规范要求值85）、路面行驶质量指数RQI平均值为95.13（大于规范要求值85）、车辙深度指数RDI平均值为97.54（大于规范要求值80）[2]。综合考虑以上评定数据及路面实际情况，将该项目养护类型确定为预防性养护工程，重点解决沥青路面出现的裂缝、龟裂、车辙等轻微病害，通过对路面实施预防性养护工程，抑制裂缝等次生病害的发展，延缓路面性能过快衰减、延长路面使用寿命，减小后期日常养护压力，该项目根据病害实际情况拟定该项目预防性设计使用年限为2～3年。交工验收时路面综合使用性能指数不宜低于95，将PCI对PQI值的影响降到最低，以满足二级公路舒适安全的运营环境要求。

3 病害成因分析

3.1 纵横向裂缝

（1）路面整体结构损坏，纵缝从上而下发展成为疲劳破坏，在重复荷载作用下，路面承载能力逐渐不足，在承受荷载的路面轮迹带处首先发生多条平行的小纵缝，并逐渐龟裂成缝。

（2）我国沥青混凝土路面绝大部分是建于半刚性基层上，而半刚性基层裂缝的反射最终导致路面横向裂缝的产生。

（3）该项目地所处位置昼夜温差大，当温度下降时，沥青混合料易发生收缩变形，且当收缩拉应力大于抗拉强度时，路表面就会产生横向裂缝，并逐步向地下发展。

3.2 龟网裂

（1）行车荷载的重复作用是沥青混凝土路面产生龟裂的主要原因，因为行车荷载的作用，使面层产生较大的弯矩，使内部发生较大的应变和拉应力，当应变和拉应力超过材料本身所具有的弹性应变和抗拉强度极限时，就会形成一条或数条不规则的裂缝。而后在行车荷载的继续作用下，裂缝开始贯通并逐步发展成网格状或龟纹状的裂缝形式。

（2）由于构成路面的基层和面层材料的膨胀系数不同，加之雨水的间断式浸入，有时还带入一些尘土、杂物等，导致路面出现网状裂纹。在较长的时间内，裂纹、裂缝的反复收缩、扩张，就形成了龟网裂[3]。

3.3 坑槽、面层脱落

由于沥青混合料的老化现象，导致沥青与石料的粘附性差，胶结体黏度降低，沥青混合料水稳定性能差等容易造成沥青混合料路面在荷载、水等综合因素影响下产生坑槽、面层脱落等病害。

3.4 车辙

因收费站维修改造，重型车辆增多，在车辆制动以及车速较慢、超载等因素影响下，行车道轨迹处逐渐形成程度不一的车辙。

4 路面维修养护

4.1 维修养护设计原则

在满足交通量和使用要求的前提下，按照当地筑路材料供应情况，遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠，有利于施工的路面处治方案，确保工程质量、降低工程造价。

4.2 预防性养护方案

根据该项目公路技术等级及PCI、RQI及PQI等路况监测指数数据并结合路面病害类型和交通荷载等综合因素，通过科学分析、精准研判，在有纵横向裂缝的K1807+500～K1817+000、K1823+000～K1825+500段铺筑1cm改性沥青碎石封层[4]；在有龟网裂、车辙等病害K1817+000～K1823+000段进行3.5cm罩面。

4.3 施划标线

根据《公路交通标志和标线设置规范》(JTG D82-2009)，对路面病害修补过程中损毁或遮盖的标线按照相关要求重新补划[5]。

4.4 预防性养护实施方案和措施

4.4.1 实施方案

（1）根据公路技术状况评定结果，按照轻重缓急，科学制定养护维修计划，实现养护资金使用效益最大化；

（2）严把设计质量关，针对不同项目情况，切实落实主体责任，设计单位亲临现场调查，咨询审查要严格，全力提高设计深度，彻底解决勘察设计深度不足、工程方案不合理、工程造价错差多等问题；

（3）预防性养护工程宜进行跟踪观测、综合评价，并做好技术总结。

4.4.2 实施措施

（1）下承层处置以后，必须清除一切杂物、浮尘、泥土、碎屑、水及油污等，保证下承层与新做碎石封层粘接牢固；

（2）碎石封层施工时，必须配备智能型碎石封层洒布车，提前做好集料的筛分和预裹覆工作，在铺洒粘层沥青时，须注意喷油嘴的高度和分布宽度，以免造成“布条状”印迹[6]；

（3）对轻微纵横向裂缝要严格按照“施工准备→开槽→清理及烘干→密封胶灌装→封边整修→养护”的步骤进行施工，并撒布水泥进行“做旧”，保证灌缝工作质量高超、效果突出。

5 路面病害处治

通过对旧路使用性能分析及现场勘查，该项目主要病害为路面纵横向裂缝、龟网裂、坑槽和面层脱落、车辙等。针对病害，制定如下处治措施；

（1）路面龟网裂、坑槽严重路段铣刨8.5cm厚沥青面层，挖除部分破损基层，再重新铺筑20cm厚水泥稳定碎石基层及8.5cm厚的AC-20沥青混凝土面层；

（2）路面车辙在1～3cm之间、小坑槽、轻微网裂路段，铣刨3.5cm厚沥青面层，再铺筑3.5cm厚AC-13改性沥青混凝土；

（3）对轻微纵横向裂缝病害的路段，采用密封胶填缝处治，阻止水和其他杂质进入裂缝；

（4）沥青铣刨料处治：路面铣刨时应按照现有路拱横坡进行铣刨，保证路面摊铺厚度整体一致。对于项目施工期间产生的废旧沥青混合料（铣刨料），回收至沿线养护工区，建议用于其他低等级道路的路基填料，或提供周边的沥青拌合站进行回收、存储和利用，避免废旧材料对环境的污染和浪费。

6 结束语

针对路段路面病害的研究与分析可知，造成路面技术状况指标降低的原因是多方面的，如路面纵横向裂缝、龟网裂、坑槽、车辙、水损坏及其他综合性条件在持续作用情况下破坏原路面结构作用力，从而形成各种路面病害。在平时的工作中要善于总结、归纳、创新，积极采用新技术、新设备，特别是有助于缓解公路使用寿命的预防性养护技术，如碎石同步封层、稀浆封层等，通过各种途径，提高公路养护资金的投入，大力开展预防性养护工程，全面提高公路技术状况指标，延缓公路使用寿命。