公路路面大中修工程設(shè)計(jì)與養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究

聶永濤 羅培峰 董娜

1.浙江中路交通設(shè)計(jì)有限公司 浙江 嘉興 314000

2.嘉興市秀洲區(qū)交通運(yùn)輸局 浙江 嘉興 314000

1 公路路面大中修工程設(shè)計(jì)與養(yǎng)護(hù)意義

在運(yùn)營的過程當(dāng)中，由于受到車輛數(shù)量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方方面面的影響，如超載超重、車輛數(shù)量增多，容易使得路面在自然因素和車輛荷載的反復(fù)作用下變得十分光滑，從而對(duì)行車安全造成不利影響。車輛的載重也會(huì)導(dǎo)致路面變形情況的出現(xiàn)，路面會(huì)表現(xiàn)出不同程度的車轍變形，因此，對(duì)于行車的安全性和舒適度都會(huì)產(chǎn)生非常不利的影響[1]。假如路面出現(xiàn)凹槽和裂縫，則容易導(dǎo)致積水下沉，使路面強(qiáng)度降低。因此，在新時(shí)期的背景下，一定要對(duì)大中修工程設(shè)計(jì)與養(yǎng)護(hù)工作積極的進(jìn)行開展，更好的提供服務(wù)，保障車輛的快速、安全的通過。在開展設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，應(yīng)該結(jié)合路面當(dāng)前的具體使用情況和變化，做到及時(shí)修復(fù)破損，解決變形問題，讓路面可以時(shí)刻保持完好狀態(tài)，行車更加暢通、舒適和安全，使得服務(wù)水平得到持續(xù)的提高。

2 公路路面大中修工程設(shè)計(jì)

2.1 做好實(shí)地勘察

在進(jìn)行大中修工程設(shè)計(jì)時(shí)，首先要完成實(shí)地的勘探工作，只有做好現(xiàn)場的勘探工作，才能夠?qū)Ω黜?xiàng)因素進(jìn)行精確把控，從而確保設(shè)計(jì)工作的合理性和針對(duì)性，這是確定大中修設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)[2]。通過開展路面的實(shí)地勘探工作，能夠?qū)Ξ?dāng)前路況的評(píng)估提供可靠的數(shù)據(jù)和信息，為建設(shè)方案的形成提供依據(jù)。因此，在現(xiàn)階段，首先就應(yīng)該將更多的關(guān)注點(diǎn)放置在實(shí)地的勘探上，以此來保障工程設(shè)計(jì)方案科學(xué)和合理。例如，在實(shí)地勘探的過程中，可以根據(jù)路面分項(xiàng)指標(biāo)把工作內(nèi)容進(jìn)行有效的劃分，比如路面損壞、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、交通量、平整度、車轍和抗滑性能等。其中，路面損壞度調(diào)查是實(shí)地勘探工作的重中之重，路面的變形、龜裂、沉陷、坑槽以及縱橫裂縫、病害范圍等，都應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查。

在勘探工作中也應(yīng)該對(duì)自動(dòng)化勘測設(shè)備進(jìn)行合理的運(yùn)用，根據(jù)不同的路面病害情況，可以運(yùn)用特定的裝備進(jìn)行檢測，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析處理，從而確保后續(xù)開展的設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)工作更具有合理性和科學(xué)性。例如，為確定原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提出針對(duì)性的路面養(yǎng)護(hù)方案，可以委托專業(yè)的道路檢測機(jī)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目路段進(jìn)行彎沉檢測。再例如，為確定原路面結(jié)構(gòu)層厚度，同時(shí)為能更好地提出更具針對(duì)性的路面養(yǎng)護(hù)方案，可以對(duì)項(xiàng)目路段范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)層現(xiàn)狀情況進(jìn)行鉆芯取樣；路面鉆芯是檢測路面結(jié)構(gòu)層厚度、探明病害發(fā)生層位及破壞機(jī)理的最直觀的手段，可以采用全線布置鉆芯和典型路段鉆芯相結(jié)合的方式進(jìn)行檢測，檢測深度至路面結(jié)構(gòu)層底部。

2.2 分析路面使用狀況

在完成實(shí)地勘探工作之后，應(yīng)結(jié)合公路當(dāng)前的實(shí)際情況進(jìn)行綜合性的評(píng)價(jià)和評(píng)估[3]。在評(píng)估工作進(jìn)展之前，應(yīng)該對(duì)實(shí)地勘察階段采集的外業(yè)資料、檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的分析利用。然后根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的公路技術(shù)狀況等級(jí)，對(duì)項(xiàng)目路段的公路技術(shù)狀況指標(biāo)按優(yōu)、良、中、次、差五個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，其中，瀝青路面技術(shù)狀況評(píng)定包含路面損壞、平整度、車轍、跳車、路面磨耗、抗滑性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度七項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容，水泥混凝土路面技術(shù)狀況評(píng)定包括路面損壞、平整度、跳車、路面磨耗和抗滑性能五項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容。最后根據(jù)路面破損狀況調(diào)查、路面平整度檢測、路面車轍檢測以及外業(yè)調(diào)查資料等綜合評(píng)定，確定項(xiàng)目路段路面技術(shù)狀況PCI指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)，依據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》養(yǎng)護(hù)決策規(guī)定，同時(shí)參考以往類似工程的路面大中修養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，最終提出項(xiàng)目路段的大中修養(yǎng)護(hù)與設(shè)計(jì)方案。

2.3 明確改造方案

評(píng)估工作完成后，可以為項(xiàng)目路段的改造方案提供依據(jù)，同時(shí)應(yīng)結(jié)合公路路面的實(shí)際情況及以往類似工程的路面養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)來確定改造方案[4]。下一步在方案設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)結(jié)合不同的路面情況和現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用針對(duì)性較強(qiáng)的改造方法，從而使設(shè)計(jì)方案更高效、更經(jīng)濟(jì)、更可靠。

針對(duì)水泥砼路面養(yǎng)護(hù)決策，依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)承載能力（路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為中及中等以上時(shí)）滿足現(xiàn)有交通要求，路面破損狀況指數(shù)（PCI）評(píng)價(jià)為中及中以上時(shí)，可采用日常養(yǎng)護(hù)和局部或個(gè)別板塊修補(bǔ)措施；若路面破損狀況指數(shù)（PCI）評(píng)價(jià)為次及次以下時(shí)，應(yīng)采用全路段修復(fù)或改善措施，包括瀝青混合料修補(bǔ)、板塊破碎和碾壓穩(wěn)定、鋪筑瀝青混凝土或水泥混凝土加鋪層及修建縱向邊緣排水設(shè)施等。當(dāng)路面結(jié)構(gòu)承載能力（路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為次及次以下時(shí)）不滿足現(xiàn)有交通要求時(shí)，應(yīng)采用鋪筑瀝青混凝土或水泥混凝土加鋪層措施提高其承載能力。

針對(duì)瀝青砼路面養(yǎng)護(hù)決策，依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程》，在滿足強(qiáng)度要求的前提下（路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為中等以上時(shí)），若路面狀況指數(shù)（PCI）評(píng)價(jià)為優(yōu)、良、中時(shí)，以日常維護(hù)為主，并對(duì)局部破損路段進(jìn)行小修；若路面狀況指數(shù)（PCI）評(píng)價(jià)為次或次以下時(shí)，應(yīng)采取中修罩面措施。在不滿足強(qiáng)度要求的前提下（路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)為中等以下時(shí)），應(yīng)采取大修補(bǔ)強(qiáng)措施以提高其承載力。

例如，為了讓通行能力得到提高，可以對(duì)路面進(jìn)行拼寬改造，為了提高路面的強(qiáng)度和承載力，可以對(duì)路面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。如某高等級(jí)公路或二級(jí)以下公路，當(dāng)評(píng)價(jià)數(shù)值處于中等或優(yōu)良時(shí)應(yīng)在路面補(bǔ)強(qiáng)中以養(yǎng)護(hù)為主。如強(qiáng)度指數(shù)為下或中等則需要采取針對(duì)性強(qiáng)的措施來改善當(dāng)前的路面狀態(tài)，比如可以通過加鋪面層來提高抗滑能力，從而使路面更加平整、行車更加安全。

我們使用兩個(gè)公開數(shù)據(jù)集測試模型的精確度和時(shí)延。第1個(gè)數(shù)據(jù)集為MobiAct。該數(shù)據(jù)集使用Samsung Galaxy S3智能手機(jī)內(nèi)置的LSM330DLC慣性傳感器模塊采集志愿者運(yùn)動(dòng)過程中的三軸加速度計(jì)、陀螺儀及方向計(jì)數(shù)據(jù),采樣頻率設(shè)置為200 Hz。數(shù)據(jù)集采集自66名志愿者(51名男性,15名女性,年齡分布為20至47歲),包含了4種不同類型的跌倒姿勢和12種不同類型的非跌倒運(yùn)動(dòng)。智能手機(jī)被隨機(jī)放置于志愿者任意一側(cè)的褲袋中,且不規(guī)定手機(jī)放置的方向。利用時(shí)間窗對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行序列化預(yù)處理后,我們共得到7 633例非跌倒數(shù)據(jù)和767例跌倒數(shù)據(jù)。

3 公路路面大中修工程養(yǎng)護(hù)對(duì)策

3.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

在開展養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是非常重要的一種方式[5]。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)通常情況下可以理解為在路面情況處在良好狀態(tài)的條件下選擇最為恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，通過維修和養(yǎng)護(hù)，讓路面性能和功能衰退速度減緩，保障路面使用壽命的延長，讓養(yǎng)護(hù)費(fèi)用得到降低。在傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)工作開展的過程當(dāng)中，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的運(yùn)用是比較少的，很難實(shí)現(xiàn)大中修工程養(yǎng)護(hù)的真正目的。因此，在現(xiàn)階段，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作可以進(jìn)行有效的開展。

例如，應(yīng)該對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)進(jìn)行有效的運(yùn)用，讓道路能夠保持完好度，防止公路被早期破壞，養(yǎng)護(hù)成本得到較好的控制，對(duì)于養(yǎng)護(hù)工作的開展有著非常關(guān)鍵且重要的價(jià)值和意義。在預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作開展的過程當(dāng)中，通常情況下就是對(duì)于一些表面病害加以處理和整治，不涉及到結(jié)構(gòu)內(nèi)部處置和調(diào)查，可以采取積極預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，如路面修復(fù)技術(shù)。假如遇到的路段較為特殊，情況較為嚴(yán)重，比如材料脫落、嚴(yán)重泛油，可以采取針對(duì)性的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，如開展鉆芯取樣和材料試驗(yàn)工作等，查明病害發(fā)生的具體原因，有針對(duì)性的開展管養(yǎng)工作，使得路面壽命延長，保障路面平整光滑，促使路面的通行能力得到大幅度的提升。

在開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)，首先要制定健全的檢修計(jì)劃，將病害具體發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，讓使用壽命得到延長，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害并進(jìn)行有效處理。其次是重鋪或銑刨，對(duì)于路面經(jīng)常性發(fā)生的沉降和龜裂等問題，應(yīng)該對(duì)病害區(qū)域內(nèi)路面進(jìn)行銑刨、加鋪罩面。再次是微表面有效處理技術(shù)，對(duì)于壓力過大、速度過快所導(dǎo)致的路面車轍相關(guān)問題，可以通過該技術(shù)對(duì)病害部位加以修補(bǔ)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不需要投入過多的資金成本，可以運(yùn)用機(jī)械設(shè)施，找準(zhǔn)具體位置進(jìn)行維修，讓路面始終保持良好的狀態(tài)，以更低的成本實(shí)現(xiàn)最大的養(yǎng)護(hù)成效。

3.2 專業(yè)養(yǎng)護(hù)

路面由于受到自然因素和人為因素帶來的影響會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題[6]。為了不對(duì)其他主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，在大中型工程養(yǎng)護(hù)工作開展的過程當(dāng)中一定要對(duì)專業(yè)養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行開展。在專業(yè)養(yǎng)護(hù)工作中可以結(jié)合當(dāng)前公路路面具體病害的成因來保障養(yǎng)護(hù)措施落實(shí)到位，讓路面病害得到消除和解決，讓路面的服務(wù)能力得到顯著性的提高。

例如，首先，對(duì)于裂縫問題，應(yīng)該對(duì)裂縫養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行開展。一方面，如果裂縫范圍較小，淺度較淺，可以采取局部修補(bǔ)方法。在縫隙內(nèi)部對(duì)水泥漿砂進(jìn)行灌入，讓修復(fù)效果得到提高?？梢越Y(jié)合實(shí)際情況，利用開鑿機(jī)、灌縫設(shè)備、噴火槍等，確保路面的強(qiáng)度達(dá)到使用要求。另一方面，如果裂縫的范圍較大，對(duì)路面產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響，養(yǎng)護(hù)人員可以結(jié)合實(shí)際的路面強(qiáng)度及時(shí)的開展處理和修復(fù)工作，假如路面出現(xiàn)裂斷，裂縫部位已經(jīng)出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，則要進(jìn)行徹底的清理，對(duì)路面重新鋪設(shè)。在裂縫養(yǎng)護(hù)中可以采用瀝青灌縫方法，瀝青在加熱后能夠灌入到縫隙中，實(shí)現(xiàn)封堵和隔水，降低外界因素對(duì)路面帶來影響，從而提高路面的整體性和穩(wěn)定性。其次，針對(duì)于坑槽問題。在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，首先應(yīng)該對(duì)坑槽進(jìn)行徹底的清理，確?？觾?nèi)干凈?？梢栽诳硬蹆?nèi)部加入適當(dāng)?shù)睦溲a(bǔ)料，控制好填充高度，分層填料、壓實(shí)，根據(jù)坑槽深度科學(xué)選擇作業(yè)機(jī)具。如路面坑槽涉及到的范圍較大，可以將路面作為基礎(chǔ)，采取熱修補(bǔ)方式，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)。根據(jù)實(shí)際情況，適量采用新料、新工藝，碾壓成型過后開放交通。最后，排水養(yǎng)護(hù)。路面受到車流量、溫度、氣候等方面的因素影響都可能會(huì)出現(xiàn)一定的排水問題。至此，在現(xiàn)階段應(yīng)該安排專業(yè)人員，定期檢查排水系統(tǒng)，保持管道通暢、避免排水系統(tǒng)出現(xiàn)雜物，使得排水系統(tǒng)得到最大化的利用，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和調(diào)整，在無形中實(shí)現(xiàn)專業(yè)性養(yǎng)護(hù)，從根本上解決路面問題。

3.3 材料養(yǎng)護(hù)

眾所周知，在養(yǎng)護(hù)工作開展中必然會(huì)出現(xiàn)成本投入，甚至?xí)?duì)周邊的環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生非常不利的影響。為了更好的緩解和解決這樣的問題，在現(xiàn)階段的路面大中修工程養(yǎng)護(hù)中也可以開展材料養(yǎng)護(hù)工作。在材料養(yǎng)護(hù)當(dāng)中可以更好的結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)技術(shù)價(jià)值和優(yōu)勢進(jìn)行發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)往復(fù)的利用，讓養(yǎng)護(hù)成本降到最低，并且降低對(duì)周邊環(huán)境和生態(tài)帶來的影響。

例如，在工程開展中，對(duì)路基病害進(jìn)行處理后，在原路面結(jié)構(gòu)層上往往會(huì)再加鋪一層新基層。這樣的處理方式不僅會(huì)提高路面高度，也會(huì)導(dǎo)致排水、防護(hù)工作失效，造成較多的材料成本浪費(fèi)。在新時(shí)期背景下，可以積極的開展材料的養(yǎng)護(hù)工作。如，可以對(duì)路面廢料進(jìn)行良好的利用，避免在環(huán)境中一味的堆砌。大力發(fā)展廢料循環(huán)利用技術(shù)，在廢料處理完后繼續(xù)用于道路養(yǎng)護(hù)，從而節(jié)約成本，達(dá)到最佳的養(yǎng)護(hù)效果。

3.4 技術(shù)養(yǎng)護(hù)

在公路路面大中修工程養(yǎng)護(hù)工作開展中，要達(dá)到預(yù)期的養(yǎng)護(hù)效果，可以積極的利用新材料、新技術(shù)和新工藝。在新時(shí)期的背景下，伴隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，各種各樣的技術(shù)層出不窮，為各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作的開展帶來了非常大的便利性。因此，在新時(shí)期的背景下，在公路路面大中修工程養(yǎng)護(hù)工作開展中也可以積極地運(yùn)用瀝青路面就地冷再生技術(shù)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)的養(yǎng)護(hù)效果，從而真正的實(shí)現(xiàn)技術(shù)養(yǎng)護(hù)。

例如，在技術(shù)運(yùn)用的過程中，第一步需要對(duì)當(dāng)前維修路段具體情況進(jìn)行分析和掌握，比如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、起終點(diǎn)、路面寬度、檢測日期、設(shè)計(jì)速度、路基寬度等等，獲取有效的數(shù)據(jù)信息。第二步，應(yīng)該對(duì)舊路面當(dāng)前基本信息進(jìn)行充分的掌握。比如，原路面結(jié)構(gòu)層、破損程度等等。通常情況下，在技術(shù)運(yùn)用的過程中，可以對(duì)病害處進(jìn)行鉆芯取樣，查明病害的發(fā)育情況，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)坑槽病害加以判斷和分析。在進(jìn)行混凝土路面養(yǎng)護(hù)時(shí)，可以運(yùn)用水泥路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在日常養(yǎng)護(hù)中形成一般規(guī)定、清掃保潔、接縫保養(yǎng)、填縫料更換以及排水養(yǎng)護(hù)、冬季養(yǎng)護(hù)等流程，對(duì)破損的路面進(jìn)行裂縫維修、板邊修補(bǔ)、脫空處置等。在養(yǎng)護(hù)技術(shù)的支持下，養(yǎng)護(hù)工程將會(huì)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.5 常規(guī)養(yǎng)護(hù)

在養(yǎng)護(hù)工作開展的過程中，結(jié)合大中修工程的養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)，也可以對(duì)常規(guī)養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行有效的推動(dòng)。常規(guī)養(yǎng)護(hù)工作能夠滲透在每一個(gè)工作環(huán)節(jié)中，常規(guī)養(yǎng)護(hù)可以最大化的減少成本投入。現(xiàn)階段，可以開展常規(guī)養(yǎng)護(hù)工作，使養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量和水平得到顯著性的提高。

例如，第一，路面填充技術(shù)?？梢愿鶕?jù)路面情況對(duì)局部填充工作進(jìn)行開展，填充技術(shù)可以有效的應(yīng)對(duì)裂縫問題。對(duì)于較小的裂縫，可以注入溫度較高的乳化瀝青和熱油，進(jìn)行裂縫填充，對(duì)于寬度較大的裂縫，則可以采用混凝土等材料進(jìn)行振導(dǎo)和填充。在該技術(shù)運(yùn)用的過程中，可以對(duì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)改善，讓路面更加具備抗滑性和防水能力，也可以對(duì)聚合物等新材料進(jìn)行應(yīng)用，從而達(dá)到良好的常規(guī)養(yǎng)護(hù)效果。第二，罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)。針對(duì)于輕微的車轍和裂縫，可以利用罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，提高路面的平整度，罩面前可以在病害部位鋪設(shè)格柵網(wǎng)、抗裂貼，以提高病害處治效果。第三，路面再生技術(shù)。目前，路面再生技術(shù)已經(jīng)得到了大范圍的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)回收材料的二次利用，能夠有效的控制養(yǎng)護(hù)成本。

4 結(jié)論

總之，現(xiàn)階段，針對(duì)路面大中修設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)，可以借助上述幾個(gè)方面技術(shù)進(jìn)行開展，使得路面更加平整、舒適和安全，能夠提高路面的服務(wù)質(zhì)量、提升通行能力，從而延長路面的使用壽命。