公路路面養(yǎng)護(hù)決策與規(guī)劃

吳建強(qiáng)

（邯鄲市交通建設(shè)投資管理中心，河北 邯鄲 056002）

0 引言

為保證高速公路養(yǎng)護(hù)工程有序開(kāi)展，有必要在養(yǎng)護(hù)前期開(kāi)展養(yǎng)護(hù)決策與規(guī)劃工作，綜合考慮路用性能目標(biāo)、地方性規(guī)定以及養(yǎng)護(hù)資金等多重因素，建立起科學(xué)的養(yǎng)護(hù)決策體系，制定經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案。

1 工程概況

某高速公路現(xiàn)已建成通車10年，主線全長(zhǎng)62.4623km，設(shè)計(jì)速度100km/h，采用雙向四車道設(shè)計(jì)，路基寬26m。路面標(biāo)準(zhǔn)軸載為雙輪軸載100kN，路面布置形式為土路肩0.75m+硬路肩3.0m（含路緣帶0.5m）+行車道2×3.75m+中分帶3.50m（含路緣帶0.75m+中央分隔帶2.0m+路緣帶0.75m）+行車道2×3.75m+硬路肩3.0m（含路緣帶0.5m）+土路肩0.75m。路面結(jié)構(gòu)為4cm AC-13C改性瀝青上面層+6cm Sup20改性瀝青中面層+8cm Sup25瀝青混凝土下面層+36cm水穩(wěn)碎石基層+16cm水穩(wěn)碎石底基層。隨著公路交通量逐年增長(zhǎng)，加上雨水、光照等自然環(huán)境的作用，導(dǎo)致部分路段出現(xiàn)橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂、龜裂、沉陷、坑槽等病害，需對(duì)公路實(shí)施養(yǎng)護(hù)維修。下面對(duì)路面養(yǎng)護(hù)決策與養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的實(shí)施過(guò)程進(jìn)行分析。

2 公路路面養(yǎng)護(hù)決策與規(guī)劃方法

2.1 路面養(yǎng)護(hù)決策依據(jù)

2.1.1 路面使用性能現(xiàn)狀

（1）在公路制定養(yǎng)護(hù)決策前，對(duì)公路路用性能進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，采用公路技術(shù)狀況評(píng)定指標(biāo)PCI、RQI、RDI，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)PCI小于90，RQI小于90，RDI小于80時(shí)，路面性能評(píng)定為不達(dá)標(biāo)；當(dāng)PCI小于80，RQI小于80時(shí)，路面性能評(píng)定為不合格。根據(jù)本工程的路面性能定期檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，PCI平均值為92，ROI平均值為94，RDI平均值為88。雖然公路工程中大部分路段的路面性能已經(jīng)達(dá)標(biāo)，但是仍有少部分路段存在PCI、RDI低于90的情況，這類路段屬于合格不達(dá)標(biāo)路段。

（2）據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，本工程合格不達(dá)標(biāo)路段全長(zhǎng)為27km，這類路段的路面結(jié)構(gòu)平整度較好，但是已經(jīng)發(fā)生不同程度的破損現(xiàn)象，需要采取路面養(yǎng)護(hù)措施。

2.1.2 路面狀況指標(biāo)分析

（1）對(duì)規(guī)劃養(yǎng)護(hù)的路段路面破損情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為PCI不小于92為優(yōu)，80不大于PCI小于92為良。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果表明，路面優(yōu)的路段占總養(yǎng)護(hù)路段全長(zhǎng)的55.6%，路面良的路段占總養(yǎng)護(hù)路段全長(zhǎng)的46.4%，無(wú)中、次、差評(píng)級(jí)路段。

（2）路面病害多為橫向裂縫、修補(bǔ)，局部路段出現(xiàn)縱向裂縫、龜裂、坑槽。橫向裂縫、修補(bǔ)、縱向裂縫、龜裂、坑槽的折算面積占病害總面積的比例分別為81.54%、13.88%、0.71%、3.01%、0.60%、0.27%。

2.1.3 路面破損深度評(píng)價(jià)

（1）裂縫度。橫向裂縫是養(yǎng)護(hù)路段的主要病害，在破損深度評(píng)價(jià)中采用裂縫度指標(biāo)。裂縫度越高，表明裂縫分布越密集[1]。當(dāng)裂縫度超過(guò)100時(shí)，表明裂縫破壞十分嚴(yán)重。本工程中的路面裂縫度均小于40以下，表明裂縫病害嚴(yán)重程度偏低。

（2）路面行駛質(zhì)量。在路面行駛質(zhì)量評(píng)價(jià)中采用指標(biāo)RQI，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，養(yǎng)護(hù)路段每公里路面RQI評(píng)價(jià)均為優(yōu)，表面路段的平整度良好。

（3）車轍狀況評(píng)價(jià)。在路面車轍狀況評(píng)價(jià)中采用指標(biāo)RDI，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，養(yǎng)護(hù)路段RDI評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)的線路長(zhǎng)度占全線長(zhǎng)為32.8%，評(píng)價(jià)等級(jí)為良的線路長(zhǎng)度占全線長(zhǎng)為64.0%，評(píng)價(jià)等級(jí)為中的線路長(zhǎng)度占全線長(zhǎng)為3.2%。由此可見(jiàn)，養(yǎng)護(hù)路段路面車轍狀況整體性較好。

2.1.4 路面使用性能衰減分析

對(duì)養(yǎng)護(hù)路段的路面使用性能衰減情況進(jìn)行分析，判斷路用性能衰減變化規(guī)律，具體情況如下：

（1）在近5年間，一般路基路段的路面PCI指標(biāo)變化規(guī)律為凹形衰減形態(tài)，罩面段PCI指標(biāo)為上下波動(dòng)形態(tài)，養(yǎng)護(hù)路段整體PCI指標(biāo)呈S形。

（2）在近5年間，一般路基路段的路面RQI變化規(guī)律為凸形衰減形態(tài)，衰減較為明顯。實(shí)施罩面養(yǎng)護(hù)的路段RQI指標(biāo)呈反S形分布。

（3）在近5年間，養(yǎng)護(hù)路段的路面RSI指標(biāo)為上下波動(dòng)形態(tài)，衰減不明顯。

2.1.5 養(yǎng)護(hù)周期平均衰減狀態(tài)預(yù)測(cè)

由于養(yǎng)護(hù)路段全線在過(guò)去5年內(nèi)經(jīng)過(guò)多次養(yǎng)護(hù)維修，不同路段的路面使用性能可能會(huì)存在一定差異，使得路面使用性能指標(biāo)、車轍深度指標(biāo)呈現(xiàn)出不同的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。在建立衰減狀態(tài)預(yù)測(cè)模型中，本次養(yǎng)護(hù)決策提出采用養(yǎng)護(hù)衰減幅度平均值作為衡量指標(biāo)，一旦路面車轍深度RDI達(dá)到特定養(yǎng)護(hù)閾值，則采取養(yǎng)護(hù)處治措施。

2.2 路面養(yǎng)護(hù)決策方案

2.2.1 養(yǎng)護(hù)規(guī)劃目標(biāo)

本工程已經(jīng)逐步進(jìn)入設(shè)計(jì)壽命周期，路面性能呈加劇衰減趨勢(shì)，所以必須實(shí)施路面養(yǎng)護(hù)方案，建立起科學(xué)的養(yǎng)護(hù)決策體系，強(qiáng)化預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理。本次養(yǎng)護(hù)規(guī)劃以改善路況質(zhì)量為主要目的，倡導(dǎo)采用綠色低碳的養(yǎng)護(hù)方式，養(yǎng)護(hù)目標(biāo)定位于延長(zhǎng)路面使用壽命。針對(duì)養(yǎng)護(hù)目標(biāo)確定養(yǎng)護(hù)規(guī)劃目標(biāo)值，量化目標(biāo)，具體包括：國(guó)檢車道PQI不小于94；非國(guó)檢車道PQI不小于92；優(yōu)等路率不低于96%；不合格率為0；年度預(yù)防性養(yǎng)護(hù)比例不低于8%；廢舊瀝青路面材料回收率為100%；廢舊瀝青路面材料循環(huán)利用率為95%[2]。

2.2.2 養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

本次養(yǎng)護(hù)規(guī)劃要在充分考慮養(yǎng)護(hù)資金、實(shí)際路況、養(yǎng)護(hù)政策的基礎(chǔ)上設(shè)定養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)值，由于養(yǎng)護(hù)路段的整體狀況良好，不需要大修路面，所以本次養(yǎng)護(hù)以中小修和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為主。具體如下：

（1）矯正性養(yǎng)護(hù)。當(dāng)路面損壞狀況PCI在88～90，路面行駛質(zhì)量RQI小于90時(shí)采用加鋪罩面養(yǎng)護(hù)措施[3]；當(dāng)路面損壞狀況PCI小于88時(shí)，采用銑刨重鋪養(yǎng)護(hù)措施。

（2）預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。當(dāng)路面損壞狀況PCI在90～92，路面行駛質(zhì)量RQI不小于90，路面車轍深RDI在75～80，采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

2.2.3 養(yǎng)護(hù)對(duì)策

（1）預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施包括以下兩類：表面處治類，如降噪微表處、超薄磨耗層、超粘磨耗層、滲固磨耗層；層罩面類，厚度在2～3cm，如SMA9.5、Novachip、MAC-10等。

（2）中修。中修養(yǎng)護(hù)措施包括以下幾種：?jiǎn)螌诱置?，厚度?m，如SUP-13罩面、ARAC-13罩面、SMA-13罩面等[4]；多層罩面，厚度為5～10cm。其中下面層采用SUP-25、SUP-20調(diào)平處理，鋪筑磨耗層，厚度為4cm。多層罩面適用于路基不均勻沉降路段養(yǎng)護(hù)；面層銑刨重鋪，在銑刨病害部位后，中、下面層重新鋪筑SUP-20、EME-14、SUP-25等混合料，厚度為6～8cm，上面層鋪筑AC-13C、SMA13等混合料，厚度為4cm；再生類養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青，厚度為4cm。

（3）大修。大修用于路基結(jié)構(gòu)性修復(fù)，常用大修措施如下：基層銑刨重鋪，重鋪材料為水泥穩(wěn)定碎石、抗裂水泥穩(wěn)定碎石、ATB-25；再生類，將上基層作為再生層，采用現(xiàn)場(chǎng)熱再生、廠拌冷再生等再生處治措施[5]。

2.3 養(yǎng)護(hù)規(guī)劃

2.3.1 子單元養(yǎng)護(hù)規(guī)劃

根據(jù)路面性能檢測(cè)結(jié)果顯示，養(yǎng)護(hù)路段中的一般路基段使用性能相對(duì)較差，罩面段的路面使用性能相對(duì)較好。在子單元養(yǎng)護(hù)規(guī)劃時(shí)，要優(yōu)先規(guī)劃一般路基段，罩面段可以在一般路基段養(yǎng)護(hù)后再開(kāi)展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。針對(duì)部分路段的橋頭跳車治理，在每年一般路基段養(yǎng)護(hù)過(guò)程中同步進(jìn)行處理，無(wú)需安排專項(xiàng)維修。

2.3.2 養(yǎng)護(hù)規(guī)劃總體策略

本工程中一般路基段的使用狀況較差，存在橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂等典型病害。在交通量增大的情況下，第二車道病害嚴(yán)重程度明顯高于第一車道。為此，本次養(yǎng)護(hù)工程將第二車道作為養(yǎng)護(hù)維修重點(diǎn)。在養(yǎng)護(hù)規(guī)劃期間內(nèi)，第二車道計(jì)劃采取銑刨重鋪的矯正性養(yǎng)護(hù)，全幅路段加鋪罩面，5年內(nèi)平均分配養(yǎng)護(hù)任務(wù)。具體包括以下養(yǎng)護(hù)策略：

（1）一般路基段。主要病害包括橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、修補(bǔ)，在病害所處路基段實(shí)施單車道病害修理處治；在路面狀況較好的路基段采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施；對(duì)存在病害的橋面進(jìn)行維修處治。

（2）罩面段。主要病害包括橫向裂縫、修補(bǔ)、龜裂，對(duì)路基進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)，當(dāng)路面性能出現(xiàn)明顯衰減后采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施或就地?zé)嵩偕幹渭夹g(shù)[6]。

2.3.3 養(yǎng)護(hù)規(guī)劃實(shí)施方案

本次公路養(yǎng)護(hù)結(jié)合路面性能衰減預(yù)測(cè)結(jié)果制定養(yǎng)護(hù)方案，預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)完成一般路段銑刨重鋪和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，具體實(shí)施計(jì)劃與養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)測(cè)算如下：

（1）養(yǎng)護(hù)第1年。罩面養(yǎng)護(hù)20.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算4 142.5萬(wàn)元；一般路基段銑刨重鋪9.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算1 056.0萬(wàn)元；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)2.0km，經(jīng)費(fèi)投入48.8萬(wàn)元。

（2）養(yǎng)護(hù)第2年。罩面養(yǎng)護(hù)15.46km，經(jīng)費(fèi)投入估算3 357.2萬(wàn)元；一般路基段銑刨重鋪14.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算1 320.0萬(wàn)元；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)3.0km，經(jīng)費(fèi)投入73.1萬(wàn)元。

（3）養(yǎng)護(hù)第3年。罩面養(yǎng)護(hù)14.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算3 039.8萬(wàn)元；一般路基段銑刨重鋪13.4km，經(jīng)費(fèi)投入估算1624.7萬(wàn)元；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)2.0km，經(jīng)費(fèi)投入48.8萬(wàn)元。

（4）養(yǎng)護(hù)第4年。罩面養(yǎng)護(hù)15.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算3 357.5萬(wàn)元；一般路基段銑刨重鋪2.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算1 232.5萬(wàn)元；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)14.0km，經(jīng)費(fèi)投入170.6萬(wàn)元。

（5）養(yǎng)護(hù)第5年。罩面養(yǎng)護(hù)15.46km，經(jīng)費(fèi)投入估算3 357.2萬(wàn)元；一般路基段銑刨重鋪11.0km，經(jīng)費(fèi)投入估算1 232.0萬(wàn)元；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)7.0km，經(jīng)費(fèi)投入170.6萬(wàn)元。

2.3.4 經(jīng)濟(jì)性比選

本次提出的未來(lái)5年養(yǎng)護(hù)計(jì)劃方案為均衡性養(yǎng)護(hù)方案，每年投入資金較為均衡，能夠保證路面始終維持良好路用性能，緩解每年養(yǎng)護(hù)資金壓力。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃方案為集中養(yǎng)護(hù)，一般在養(yǎng)護(hù)前2年投入大額養(yǎng)護(hù)資金，后3年逐年遞減資金，這種養(yǎng)護(hù)方案雖然能夠快速提高路面性能，但是卻會(huì)帶來(lái)養(yǎng)護(hù)資金緊缺問(wèn)題，降低養(yǎng)護(hù)投入利用率。經(jīng)過(guò)測(cè)算，在投入總費(fèi)用相同的情況下，均衡性養(yǎng)護(hù)方案的投入資金利用率為30.1%，集中養(yǎng)護(hù)方案的投入資金利用率為15.3%。由此表明，本次養(yǎng)護(hù)工程制定5年養(yǎng)護(hù)決策具有一定可行性。

2.4 養(yǎng)護(hù)措施方案

本工程路面養(yǎng)護(hù)結(jié)合不同路段的病害特點(diǎn)，采用不同的養(yǎng)護(hù)措施方案，具體如下：

2.4.1 加鋪罩面

處理路段路面的病害，對(duì)原路面局部病害嚴(yán)重部分采取銑刨重新鋪筑處理方案，鋪筑混合料為雙層的AC-20C結(jié)構(gòu)混合料[7]；病害處理后清理面層，在原上面層噴灑AR-SAMI橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，再鋪筑SMA-13改性瀝青罩面，厚度為4cm；加鋪罩面養(yǎng)護(hù)后，預(yù)計(jì)養(yǎng)護(hù)后的路面使用壽命為6～8年。

2.4.2 銑刨重鋪

（1）一般路段養(yǎng)護(hù)。在部分病害嚴(yán)重的路段采用銑刨處理方案，對(duì)原路面上面層、中面層銑刨，如果下面層有龜裂、集料松散等現(xiàn)象，則要采取深層處治技術(shù)，局部維修原基層；將抗裂貼貼覆在裂縫部位，再在抗裂貼上依次鋪設(shè)AC-20C改性瀝青混合料（6cm）和AC-13C改性瀝青混合料（4cm），預(yù)計(jì)養(yǎng)護(hù)后的路面使用年限為6～8年。

（2）車轍路段養(yǎng)護(hù)。銑刨處理中上面層，如果下面層有龜裂、集料松散等現(xiàn)象，則要采取深層處治技術(shù)；病害處理后，在下面層上鋪筑摻有抗車轍劑的AC-20C改性瀝青混合料（6cm），再鋪筑AC-13C改性瀝青混合料（4cm），預(yù)計(jì)養(yǎng)護(hù)后的路面使用年限為6～8年。

2.4.3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

（1）處理原路面上局部的病害，在處理后的路面表層鋪設(shè)超黏磨耗層。這種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案既適用于單車道養(yǎng)護(hù)，也適用于多車道養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)后預(yù)計(jì)使用3～5年[8]。

（2）處理原路面上局部的病害，在處理后的上面層表層實(shí)施就地?zé)嵩偕?，這種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案既適用于單車道養(yǎng)護(hù)，也適用于多車道養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)后預(yù)計(jì)使用3～5年。

3 結(jié)語(yǔ)

在高速公路路面養(yǎng)護(hù)中，要以檢測(cè)路面使用性能狀況為前提，在充分掌握路面病害情況的基礎(chǔ)上，科學(xué)作出養(yǎng)護(hù)決策，及時(shí)處治病害，修復(fù)路面。在養(yǎng)護(hù)規(guī)劃中，采用中長(zhǎng)期規(guī)劃策略，對(duì)未來(lái)的養(yǎng)護(hù)維修作出合理安排，提高養(yǎng)護(hù)資金利用率，延長(zhǎng)路面使用壽命，不斷提升養(yǎng)護(hù)工程管理效益。