普通國(guó)省干線瀝青路面工程養(yǎng)護(hù)決策分析

收稿日期：2024-01-09

作者簡(jiǎn)介：馬懷東（1991—），男，本科，工程師，從事國(guó)省道公路養(yǎng)護(hù)管理工作。

摘要 普通國(guó)省干線是公路交通網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用。為有效提升國(guó)省干線瀝青路面養(yǎng)護(hù)水平，保證道路使用性能。文章依托某國(guó)道瀝青路面養(yǎng)護(hù)案例，針對(duì)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策進(jìn)行全面探究，通過(guò)路面質(zhì)量狀況檢測(cè)，確定了路面病害、彎沉及PQI等級(jí)分布情況，明確了路面養(yǎng)護(hù)需求及目標(biāo)，分析了路面質(zhì)量病害形成的具體原因，并制定了針對(duì)性養(yǎng)護(hù)方案，顯著提升了瀝青路面的使用性能，延長(zhǎng)使用壽命，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞 普通國(guó)省干線；瀝青路面養(yǎng)護(hù)；路面質(zhì)量檢測(cè)；養(yǎng)護(hù)決策

中圖分類(lèi)號(hào) U418.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）09-0083-03

0 引言

近年來(lái)，隨著科技水平的不斷提升，我國(guó)的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)取得顯著發(fā)展，但與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍舊存在較大距離，主要表現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)管理水平低下、技術(shù)落后，嚴(yán)重限制交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展[1]?，F(xiàn)階段，我國(guó)大部分國(guó)省干線養(yǎng)護(hù)依然采用粗放式的管理模式，無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前規(guī)范化、精細(xì)化、智能化的養(yǎng)護(hù)管理要求，積極探索科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)管理方式尤為關(guān)鍵[2]。為此，該文結(jié)合某國(guó)道瀝青路面養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，系統(tǒng)探究了瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策，對(duì)提升公路養(yǎng)護(hù)管理水平、保證道路使用性能、延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)年限等具有重要意義。

1 工程概況

某國(guó)道為當(dāng)?shù)刂饕煌ㄒ溃捎枚?jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，總里程52.4 km，共分為三段，其中A段起止樁號(hào)K86+000～K108+300，長(zhǎng)度為22.3 km；B段起止樁號(hào)K108+300～K119+750，長(zhǎng)度為11.45 km；C段起止樁號(hào)K119+750～K138+400，長(zhǎng)度為18.65 km。結(jié)合道路運(yùn)營(yíng)情況，對(duì)道路質(zhì)量狀況進(jìn)行調(diào)查，具體檢測(cè)項(xiàng)目包括雙向道路路面的使用性能指數(shù)PQI、路面損壞狀況指數(shù)PCI、路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQ1。根據(jù)調(diào)查結(jié)果確定養(yǎng)護(hù)路段，并科學(xué)制定養(yǎng)護(hù)方案。通過(guò)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到道路PQI的等級(jí)分布情況[3]，具體如表1所示。其中，PQI≥90的道路評(píng)定為優(yōu)級(jí)，占比為20.7%；PQI優(yōu)良等級(jí)的路段僅占42.1%。

2 路面病害現(xiàn)狀

瀝青路面質(zhì)量狀況的調(diào)查結(jié)果顯示，整體式路段病害較為嚴(yán)重，主要病害類(lèi)型包括縱裂、橫裂、龜裂、起皮、集料松散、脫落等，局部位置出現(xiàn)擁包、坑槽、沉陷等病害?？傮w而言，A段病害最為嚴(yán)重，B段次之，C段質(zhì)量最好。

表1 道路PQI的等級(jí)分布情況表

道路等級(jí) PQI 單幅總長(zhǎng)度/km 百分比/%

優(yōu) 90≤PQI<100 21.7 20.7

良 80≤PQI<90 22.4 21.4

中 70≤PQI<80 32.1 30.6

次 60≤PQI<70 8.4 8.0

差 PQI<60 20.2 19.3

合計(jì) — 104.8 100

2.1 交通量情況

該國(guó)道為二級(jí)公路，沿線交會(huì)道路較多，交通量存在顯著差異。有些路段的貨車(chē)數(shù)量較多，而有些路段設(shè)置了公交專(zhuān)用線路等，交通狀況極為復(fù)雜。

2.2 路面彎沉檢測(cè)情況

采用拖掛式落錘彎沉儀對(duì)該國(guó)道瀝青路面實(shí)施彎沉檢測(cè)[4]，通過(guò)將特定重量的落錘提升至指定高度，使其自由下落對(duì)路面產(chǎn)生沖擊作用，造成路面變形，從而檢測(cè)出動(dòng)載狀態(tài)下的彎沉值，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為回彈彎沉值。通過(guò)路面彎沉的檢測(cè)結(jié)果可以看出，路面整體彎沉較為優(yōu)良，但局部位置質(zhì)量較差，部分彎沉值高達(dá)38.51 mm（0.01 mm）。

3 養(yǎng)護(hù)策略研究

通過(guò)交通量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該國(guó)道部分路段交通量、載重量較大，道路交叉口較多。重載交通是導(dǎo)致路面質(zhì)量病害產(chǎn)生的主要原因，加之養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、養(yǎng)護(hù)措施不到位等，進(jìn)一步加劇了病害的產(chǎn)生。同時(shí)，路面病害長(zhǎng)期處于不斷惡化狀態(tài)，嚴(yán)重影響道路服務(wù)功能，威脅交通運(yùn)輸安全，亟需對(duì)其實(shí)施養(yǎng)護(hù)處理，采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)措施，以有效增強(qiáng)道路使用性能，提升服務(wù)水平，延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)壽命[5]。具體情況如下：

3.1 養(yǎng)護(hù)需求及目標(biāo)

3.1.1 養(yǎng)護(hù)需求

某國(guó)道投入運(yùn)營(yíng)后，隨著服役時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，在重載交通反復(fù)作用下，道路運(yùn)營(yíng)能力顯著降低，加之后續(xù)道路養(yǎng)護(hù)不到位，瀝青路面的使用性能?chē)?yán)重衰退，從而引發(fā)路面開(kāi)裂、坑槽、擁包、車(chē)轍等一系列質(zhì)量病害，嚴(yán)重影響行車(chē)的安全性、舒適性，縮短道路使用壽命[6]。為提高道路使用功能，確保滿(mǎn)足人們安全、舒適的交通運(yùn)輸需求，積極開(kāi)展道路養(yǎng)護(hù)尤為必要。

3.1.2 養(yǎng)護(hù)目標(biāo)

整體目標(biāo)：國(guó)家相關(guān)部門(mén)、交通管理部門(mén)及業(yè)主單位針對(duì)瀝青路面的路用性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異，其國(guó)檢標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 路用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的國(guó)檢標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)價(jià)指標(biāo) PQI PCI RQI

國(guó)檢標(biāo)準(zhǔn) ≥90 ≥90 ≥90

該國(guó)道業(yè)主單位確立的整體目標(biāo)為：利用有限的養(yǎng)護(hù)資金，完成病害嚴(yán)重路段的養(yǎng)護(hù)處理，消除安全隱患，提高道路的路用性能，確保各項(xiàng)路用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在省級(jí)二級(jí)公路質(zhì)量評(píng)定時(shí)，綜合排名應(yīng)高于倒數(shù)第三，且不得出現(xiàn)由于養(yǎng)護(hù)不到位導(dǎo)致的交通安全事故。

預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)：按照交通管理部門(mén)及業(yè)主部門(mén)相關(guān)要求，該國(guó)道工程A段K86+000～K108+300養(yǎng)護(hù)目標(biāo)為：A段整體PQI≥90，A段養(yǎng)護(hù)路段PQI≥95。

3.2 養(yǎng)護(hù)策略及方案設(shè)計(jì)

3.2.1 養(yǎng)護(hù)策略研究

根據(jù)現(xiàn)行《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程》，可將瀝青路面養(yǎng)護(hù)劃分為三種形式：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、功能性養(yǎng)護(hù)和結(jié)構(gòu)性養(yǎng)護(hù)，各種養(yǎng)護(hù)方式采用的養(yǎng)護(hù)措施不同。根據(jù)以往公路工程養(yǎng)護(hù)實(shí)際情況及養(yǎng)護(hù)效果，通常狀況下，道路主線路面養(yǎng)護(hù)形式與養(yǎng)護(hù)措施相同[7-9]。建議：功能性養(yǎng)護(hù)采用的方案為在原有路基路面病害處治的基礎(chǔ)上，銑刨重鋪養(yǎng)護(hù)措施；結(jié)構(gòu)性修復(fù)為在原有公路路基病害處治的基礎(chǔ)上，加鋪水泥穩(wěn)定碎石基層+瀝青面層，或者通過(guò)水穩(wěn)再生和瀝青面層。實(shí)施瀝青路面養(yǎng)護(hù)策略研究不僅對(duì)增強(qiáng)道路使用性能、延長(zhǎng)道路運(yùn)營(yíng)年限具有重要意義，還對(duì)提升我國(guó)的公路養(yǎng)護(hù)水平具有重要價(jià)值。

3.2.2 病害成因分析

根據(jù)對(duì)該國(guó)道路面質(zhì)量狀況的調(diào)查結(jié)果，該道路表面的主要病害為裂縫、擁包、車(chē)轍、沉陷等，且局部存在修補(bǔ)病害。采取現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣方式，對(duì)道路病害形成的具體原因?qū)嵤┓治?。結(jié)合實(shí)際情況，分別在路面橫裂、縱裂、龜裂、車(chē)轍、松散及完整部位進(jìn)行鉆芯取樣。根據(jù)芯樣具體情況，得到以下結(jié)論：

（1）芯樣質(zhì)量狀況表明，A路段大部分芯樣存在斷裂、破碎、層間結(jié)合效果差等狀況；B路段除少數(shù)芯樣斷裂嚴(yán)重外，其余芯樣結(jié)構(gòu)完好，層間結(jié)合效果良好。

（2）A、B路段中路面的完好部位芯樣質(zhì)量較好，但少數(shù)芯樣底端存在反射開(kāi)裂，碎石級(jí)配均勻性較差。

（3）該國(guó)道為主要交通干線，交通量、載重量較大，并且道路運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)缺失，導(dǎo)致道路質(zhì)量狀況較差。特別是水損、車(chē)轍等病害尤為嚴(yán)重，具體表現(xiàn)為路面產(chǎn)生輕微裂縫后，養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí)，造成雨水沿裂縫逐漸下滲，損壞道路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)層，導(dǎo)致承載性能顯著下降。在重載車(chē)輛作用下，路面產(chǎn)生龜裂、沉陷等病害。

3.2.3 養(yǎng)護(hù)路段的確定

根據(jù)該國(guó)道公路病害的調(diào)查實(shí)際情況，科學(xué)確定養(yǎng)護(hù)路段，具體選線原則如下：

（1）根據(jù)路況檢測(cè)結(jié)果，對(duì)B路段選定區(qū)域?qū)嵤┤骛B(yǎng)護(hù)處理。

（2）A路段重點(diǎn)養(yǎng)護(hù)PQI<70，以及PCI、RQI值相對(duì)較低的路段。

（3）根據(jù)路面病害實(shí)際調(diào)查結(jié)果，對(duì)其余病害較為嚴(yán)重的區(qū)域?qū)嵤B(yǎng)護(hù)處理。

（4）C路段由于路面質(zhì)量狀態(tài)相對(duì)完好，實(shí)施日常小修養(yǎng)護(hù)即可，后續(xù)通過(guò)強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)，可全面提升該國(guó)道公路的整體使用性能。部分路段當(dāng)年的養(yǎng)護(hù)情況如表3所示。

3.2.4 養(yǎng)護(hù)方案的確定

根據(jù)公路質(zhì)量狀況調(diào)查及鉆芯取樣結(jié)果，對(duì)各路段的病害形成原因進(jìn)行分析，從而制定切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)方案。在確保道路使用性能滿(mǎn)足實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持“因地制宜、施工簡(jiǎn)便、節(jié)省成本、交通影響小、養(yǎng)護(hù)效果好”的基本原則，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性等各方面因素，選取技術(shù)先進(jìn)、安全性高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、機(jī)械化程度高、節(jié)能環(huán)保的養(yǎng)護(hù)方案。結(jié)合該工程實(shí)際情況，采取的具體養(yǎng)護(hù)方案如下：

（1）針對(duì)A段采取分幅銑刨重鋪及基層處治方案，而對(duì)于B段養(yǎng)護(hù)采取單車(chē)道銑刨重鋪方式實(shí)施處治。路面銑刨處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制銑刨質(zhì)量，避免存在夾層。銑刨完成后，對(duì)下承層實(shí)施全面清理，并對(duì)裂縫部位實(shí)施干燥處理，確保潔凈、干燥、無(wú)灰塵。根據(jù)具體狀況設(shè)置抗裂網(wǎng)，并均勻撒布黏層油。瀝青路面結(jié)構(gòu)性修復(fù)的重鋪材料比選，如表4所示。

（2）該國(guó)道公路養(yǎng)護(hù)方案制定時(shí)，應(yīng)綜合考慮路面現(xiàn)狀龜裂、車(chē)轍相對(duì)嚴(yán)重、重載交通占比大及后續(xù)交通量顯著增大等各方面因素的影響，建議采用抗車(chē)轍能力較強(qiáng)的養(yǎng)護(hù)方案，即4 cm厚AC-16和6 cm厚AC-20C

（局部地段添加高模量劑），具體如表5所示。

（3）對(duì)于基層質(zhì)量病害，根據(jù)質(zhì)量病害調(diào)查情況及實(shí)際交通需求等各方面因素，建議選用交通影響較小的方案，即20 cm瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25。具體選用原則為銑刨處理后下承層仍舊存在裂縫病害，應(yīng)加大銑刨深度。

（4）針對(duì)道路交叉口位置，應(yīng)全面考慮道路現(xiàn)狀的病害情況，并結(jié)合運(yùn)行車(chē)輛類(lèi)型等各方面因素，建議選用抗車(chē)轍能力強(qiáng)的養(yǎng)護(hù)方案，即4 cm厚AC-16C和6 cm厚AC-20C（局部地段添加高模量劑），以及20 cm厚ATB-25（局部位置），具體如表6所示。

道路交叉口車(chē)輛制動(dòng)、起步對(duì)路面質(zhì)量影響較大，擁包、車(chē)轍病害相對(duì)嚴(yán)重，對(duì)于此部位應(yīng)采取針對(duì)性養(yǎng)護(hù)措施。具體措施是在一、二層混合料中加入高模量劑，以有效增強(qiáng)道路的抗車(chē)轍性能。

3.3 養(yǎng)護(hù)成效分析

當(dāng)年7—8月份對(duì)瀝青路面進(jìn)行了養(yǎng)護(hù)施工，養(yǎng)護(hù)完成后，相關(guān)檢測(cè)部門(mén)對(duì)A段養(yǎng)護(hù)前、后質(zhì)量狀況實(shí)施對(duì)比。結(jié)果表明，該段22.3 km道路PQI中除3 km路段受到現(xiàn)場(chǎng)條件限制，其余PQI全部超過(guò)90，平均值達(dá)92.79。RQI值除1 km受到收費(fèi)站區(qū)域影響，其余均超過(guò)90，均值達(dá)91.17。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)能夠看出，各路段經(jīng)養(yǎng)護(hù)處理后，達(dá)到了國(guó)檢質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并顯著提升了道路使用性能，大幅度提升道路美觀性，有效增強(qiáng)道路抗車(chē)轍能力，延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)年限。

4 結(jié)論

綜上所述，該文結(jié)合某國(guó)道瀝青路面的養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，系統(tǒng)探究了瀝青路面的養(yǎng)護(hù)策略。通過(guò)路面調(diào)查及病害成因分析，制定了針對(duì)性養(yǎng)護(hù)措施，具體結(jié)論如下：

（1）根據(jù)國(guó)道公路實(shí)際情況，強(qiáng)化路況水平評(píng)價(jià)分析，全面掌握路面病害情況及嚴(yán)重程度，并對(duì)病害形成原因?qū)嵤┓治?。并根?jù)交通量、載重量等具體狀況，合理制定養(yǎng)護(hù)方案。

（2）根據(jù)各路段病害實(shí)際情況，采取了針對(duì)性養(yǎng)護(hù)處理方案，有效提升了道路使用性能及PQI。并結(jié)合道路交叉口車(chē)輛運(yùn)行特征，確定了抗車(chē)轍性能方案，顯著提升了抗車(chē)轍性能。

（3）各路段經(jīng)針對(duì)性養(yǎng)護(hù)處理后，達(dá)到了國(guó)檢質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，顯著提升了道路使用性能，道路美觀性得到大幅度提高，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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