趙功

(山西省祁臨高速公路有限責(zé)任公司，山西太原　030000)

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祁臨高速公路瀝青路面病害處治方案研究

趙功

(山西省祁臨高速公路有限責(zé)任公司，山西太原030000)

摘要:以祁臨高速公路路面維修處治工程為依托，通過(guò)分析瀝青路面病害的產(chǎn)生原因，對(duì)兩種不同評(píng)價(jià)等級(jí)的瀝青路面維修處治方案作了比選，提出了合理的瀝青路面維修處治方案，為今后瀝青路面維修處治工程提供參考。

關(guān)鍵詞:瀝青路面，路面病害，維修處治，瀝青混合料

0　引言

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)開(kāi)始起步，高速公路建設(shè)一直是我國(guó)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。高速公路運(yùn)營(yíng)期內(nèi)，在環(huán)境、車輛等因素的綜合作用下，道路的各項(xiàng)性能指標(biāo)會(huì)逐漸下降，諸如裂縫、松散、車轍等病害頻發(fā)，導(dǎo)致道路服務(wù)水平下降，隨之而來(lái)的是通行成本的上升和社會(huì)問(wèn)題的凸顯［1］。由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段依然處于建設(shè)大發(fā)展時(shí)期，因此在瀝青路面養(yǎng)護(hù)方面還是以應(yīng)急性養(yǎng)護(hù)為主，但近些年來(lái)部分省市在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)上也開(kāi)展了研究，但依然缺乏系統(tǒng)的研究，僅僅針對(duì)某一種技術(shù)或某一類病害［2］。但病害往往是連帶發(fā)生的，尤其是幾種常見(jiàn)病害，其互相之間都有著較大的聯(lián)系，如何對(duì)病害進(jìn)行區(qū)分，并對(duì)其養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究已成為極為緊迫的事情。通過(guò)祁臨高速公路路面維修處治工程，對(duì)瀝青路面出現(xiàn)的病害進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過(guò)對(duì)病害處治方案進(jìn)行比選，提出科學(xué)合理的路面維修處治方案，對(duì)今后類似的工程項(xiàng)目有著十分重要的參考意義。

1　工程概況

祁臨高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)G5北京至昆明高速公路在山西省境內(nèi)的一段，同時(shí)也是山西省規(guī)劃的“三縱十二橫十二環(huán)”高速公路網(wǎng)中溝通南北的中縱主干線的重要組成部分。祁臨高速公路通車以來(lái)通行量呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，鑒于早期對(duì)重載交通估計(jì)不足，祁臨高速公路僅上面層采用改性瀝青混凝土，中、下面層都采用普通瀝青混凝土，結(jié)構(gòu)承載力偏弱，再加上重載交通的持續(xù)快速增長(zhǎng)，現(xiàn)局部路段路面病害已發(fā)展到嚴(yán)重程度，整體服務(wù)水平已明顯降低，雖然每年投入大量費(fèi)用作養(yǎng)護(hù)處治病害，但仍然不能阻止和消除車轍等病害的反復(fù)出現(xiàn)，急需制定科學(xué)合理的路面病害維修處治方案，改善高速公路的運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平。

2　瀝青路面病害原因分析

祁臨高速公路的主要路面病害為橫向、縱向裂縫，局部路段存在龜裂、車轍等病害。

2．1橫向裂縫

從鉆芯情況來(lái)看，祁臨高速大部分重度橫向裂縫貫通瀝青面層及基層，呈上窄下寬狀，且基層底部松散，主要是由于反射裂縫貫通面層后，在雨水的動(dòng)水壓力下，導(dǎo)致基層產(chǎn)生水損壞。因此，該路段多為橫向反射裂縫。

2．2縱向裂縫

縱向裂縫一般發(fā)生在行車道、慢車道的輪跡帶處，瀝青面層在行車荷載的反復(fù)作用下，材料接近疲勞極限，加上瀝青面層材料老化，出現(xiàn)疲勞裂縫;從鉆芯取樣觀察，面層之間以及面層與基層之間存在層間粘結(jié)差現(xiàn)象，加劇疲勞裂縫的發(fā)展，形成貫穿的縱向裂縫。

2．3龜裂

龜裂、塊狀裂縫主要是由于瀝青路面強(qiáng)度不足，在行車荷載的反復(fù)作用下產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂所致，也存在面層與基層結(jié)合差、強(qiáng)度不足的原因。瀝青路面在交通荷載作用下受力不均勻而導(dǎo)致龜裂、網(wǎng)裂病害的形成。

2．4車轍

祁臨高速公路車轍嚴(yán)重路段主要集中在爬坡路段，系為流動(dòng)性車轍。在長(zhǎng)大縱坡路段，重載車輛的低速行駛延長(zhǎng)了軸載作用于路面的時(shí)間，使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生永久變形，與此同時(shí)，普通瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性不足，在荷載的反復(fù)作用下，混合料內(nèi)部出現(xiàn)剪切破壞，產(chǎn)生流動(dòng)變形，累積形成車轍。

3　路面維修處治原則

本項(xiàng)目路面維修處治以“處治病害、完善功能”為主要指導(dǎo)思想，以公路路面的功能、使用要求為基礎(chǔ)，具體的原則如下:

1)科學(xué)調(diào)查、分析的原則。對(duì)現(xiàn)有瀝青路面的病害采用多功能檢測(cè)車等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行充分的調(diào)查，并進(jìn)行仔細(xì)的分析，用科學(xué)的檢測(cè)數(shù)據(jù)作為指導(dǎo);

2)充分利用現(xiàn)有路面強(qiáng)度的原則。在平面基本不動(dòng)的前提下，盡量不抬高路面標(biāo)高，合理利用現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使維修處治方案更為經(jīng)濟(jì)可行;

3)環(huán)保節(jié)能、循環(huán)利用的原則。盡可能減少?gòu)U棄材料，對(duì)不能利用的舊料要做到集中堆放，盡量不影響周邊環(huán)境;

4)方便施工的原則。為便于施工，不同車道的路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)盡可能采用同一結(jié)構(gòu)和厚度，在提高行車服務(wù)質(zhì)量和安全性的同時(shí)，便于同步施工。

4　路面維修處治方案比選

祁臨高速公路路面維修處治方案的選定以PCI及RD評(píng)價(jià)為依據(jù)，重點(diǎn)對(duì)以下兩種路況進(jìn)行方案比選，確定科學(xué)合理的路面維修處治方案。

4．1RD≥15 mm或PCI為次、差的路況(D類路況)

1)推薦方案。先銑刨10 cm原路面上、中面層，采用高彈性的防裂貼對(duì)裂縫進(jìn)行壓縫處理后，再重鋪4 cm SBS改性AC-16上面層和6 cm抗車轍AC-20中面層瀝青混合料。

2)比選方案。先銑刨10 cm原路面上、中面層，采用高彈性的防裂貼對(duì)裂縫進(jìn)行壓縫處理后，再重鋪4 cm SBS改性SMA-16上面層和6 cm抗車轍AC-20中面層瀝青混合料。

3)方案對(duì)比分析。本項(xiàng)目重載交通、爬坡路段較多特點(diǎn)對(duì)瀝青路面的高溫抗車轍等路用性能提出了很高的要求，此類路況采用SBS改性瀝青有較強(qiáng)的針對(duì)性，中面層采用抗車轍瀝青混合料，上中面層結(jié)合具有更加優(yōu)良的抗車轍性能、低溫抗裂性、耐久性與抗滑性能。

a．推薦方案。優(yōu)點(diǎn):AC型密級(jí)配瀝青混合料是技術(shù)比較成熟的混合料類型，其材料組成設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，有利于施工控制，且工程造價(jià)低;缺點(diǎn):AC型瀝青混合料屬懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性不是最優(yōu)。

b．比選方案。優(yōu)點(diǎn):SMA瀝青混合料為骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，抗高溫、低溫性能比推薦方案更優(yōu);缺點(diǎn):SMA瀝青混合料采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，對(duì)碎石集料要求較高，施工質(zhì)量控制難度較高，且造價(jià)高。

4．210 mm≤RD＜15 mm且PCI為優(yōu)、良、中的路況(C類路況)

1)推薦方案。先銑刨2 cm原路面上面層，對(duì)路面病害進(jìn)行灌縫、局部修補(bǔ)處理后，采用2 cm改性薄層罩面處治。

2)比選方案一。先銑刨5 cm原路面上面層，對(duì)路面病害進(jìn)行灌縫、局部修補(bǔ)處理后，重新鋪筑5 cm改性SMA-16瀝青混合料。

3)比選方案二。采用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)。

4)方案對(duì)比分析。根據(jù)勘察調(diào)查分析，祁臨高速公路10 mm≤RD＜15 mm且PCI為優(yōu)、良、中的路段主要病害形式為橫向裂縫，貫通瀝青面層，考慮到該種類型路段分布廣泛，今后一段時(shí)期內(nèi)路面結(jié)構(gòu)承載力仍能滿足使用要求，僅需提高表面抗滑、行車舒適和封閉水分下滲的功能，因此對(duì)該種病害采取淺層銑刨重鋪瀝青層的方式恢復(fù)功能性要求。

a．推薦方案。優(yōu)點(diǎn):一方面恢復(fù)路面表面功能，另一方面利用薄層罩面材料高彈、高強(qiáng)、粗糙、防水特性，可以有效延長(zhǎng)路面壽命、提高路面強(qiáng)度和抗滑性能;缺點(diǎn):薄層罩面瀝青混合料造價(jià)較高。

b．比選方案一。優(yōu)點(diǎn):SMA路面高溫、低溫性能優(yōu)良;缺點(diǎn): SMA瀝青混合料造價(jià)更高。

c．比選方案二。優(yōu)點(diǎn):采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了就地瀝青路面再生利用，節(jié)省材料的運(yùn)輸費(fèi)用，具有良好的環(huán)保節(jié)能效益;缺點(diǎn):就地?zé)嵩偕鸀r青混合料性能差，熱再生技術(shù)成熟度低，還需專業(yè)設(shè)備。

4．3方案費(fèi)用的比較

本次方案對(duì)上述兩種路況進(jìn)行比較，得到的費(fèi)用比較見(jiàn)表1。

表1　不同方案費(fèi)用比較　元

對(duì)本次路面維修處治項(xiàng)目C路況、D路況的建筑安裝工程費(fèi)進(jìn)行了估算，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，推薦方案的建安費(fèi)最低。對(duì)于C路況，比選方案一費(fèi)用最高，比選方案二介于推薦方案和比選方案一之間。

4．4方案比選結(jié)果

1)D類路況瀝青路面維修處治方案為:上面層4 cm SBS改性AC-16型瀝青混凝土，中面層6 cm抗車轍AC-20型瀝青混凝土; 2)C類路況瀝青路面維修處治方案為:銑刨2 cm原路面上面層，采用2 cm改性薄層罩面處治。

5　施工控制要點(diǎn)

1)預(yù)先做好施工準(zhǔn)備工作，包括材料來(lái)源和質(zhì)量，配合比的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，根據(jù)施工工藝要求選用材料，確定可靠的料源。2)對(duì)舊路進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，按照設(shè)計(jì)資料有關(guān)舊路處理的方法，對(duì)舊路病害進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查，采取相應(yīng)的處理措施。3)路面加鋪層施工需嚴(yán)格控制混合料的各個(gè)環(huán)節(jié)的溫度，保證鋪筑質(zhì)量。4)進(jìn)行臨時(shí)交通組織設(shè)計(jì)，確定合理的交通分流方案，對(duì)施工段落進(jìn)行封閉，既要滿足相應(yīng)的施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)要求，同時(shí)又需滿足地方車輛的通行要求。

6　結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)高速公路瀝青路面維修處治工程最重要的課題是如何針對(duì)各種路面病害采取對(duì)應(yīng)的維修處治方案，從而達(dá)到最優(yōu)的效果。本文通過(guò)祁臨高速公路瀝青路面病害的調(diào)查、分析，深入的研究了不同評(píng)價(jià)等級(jí)的瀝青路面病害的維修處治方案，提出了科學(xué)合理的瀝青路面維修處治方案，對(duì)今后的瀝青路面維修處治工程有十分重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn):

［1］翁梅澤，王火明，馮勇．瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展［J］．中國(guó)水運(yùn)，2007，7(2):59-60．

［2］張鵬．國(guó)內(nèi)外高速公路瀝青路面典型病害及養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)比研究［D］．西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2015．

中圖分類號(hào):U416．217

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0132-02

收稿日期:2016-03-07

作者簡(jiǎn)介:趙功(1976-)，男，高級(jí)工程師

Asphalt pavement disease treatment scheme of Qi-Lin expressway

Zhao Gong
(Shanxi Qi-Lin Expressway Co．，Ltd，Taiyuan 030000，China)

Abstract:Taking Qi-Lin highway pavement maintenance engineering as the background，through analyzing asphalt pavement diseases occurring causes，the paper compares asphalt pavement maintenance schemes with two kinds of evaluation degrees，and puts forward rational asphalt pavement maintenance scheme，which has provided some guidance for asphalt pavement maintenance engineering in future．

Key words:asphalt pavement，pavement disease，maintenance，asphalt mixture