梁斌

(山西省交通科技研發(fā)有限公司， 山西省交通運輸安全應(yīng)急保障技術(shù)中心(有限公司)，>交通安全與應(yīng)急保障技術(shù)山西省重點實驗室， 山西 太原 030032)

隨著“十二五”、“十三五”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的持續(xù)快速增長，中國相當一部分公路面臨大規(guī)模養(yǎng)護維修，如何對公路基礎(chǔ)設(shè)施包括水泥砼路面進行有效管理，進而制定科學(xué)的養(yǎng)護策略亟待研究。

1 水泥砼路面養(yǎng)護維修措施

根據(jù)國內(nèi)外水泥砼路面養(yǎng)護維修發(fā)展趨勢，結(jié)合山西省及中國歷年來養(yǎng)護維修經(jīng)驗，常用水泥砼路面養(yǎng)護維修技術(shù)措施如下：

(1) 水泥板穩(wěn)定。水泥板穩(wěn)定是通過填充處治底基層，改善水泥板的支撐情況。主要方法是采用適當?shù)牧鲃硬牧咸畛浣?裂縫和板邊處板底下底基層的空隙，主要材料為水泥灌漿(水泥∶火山灰∶水=1∶3∶1.5～3，按體積計)和聚氨酯填充料，也可采用瀝青混合料。其服務(wù)壽命為5～15年。適合于接縫或活動裂縫板底失去支撐的水泥砼路面。

(2) 部分厚度修補。部分厚度修補是通過修復(fù)有限深度、小范圍的水泥板損壞，恢復(fù)路面整體完好性和行車舒適性，從而延長路面的服務(wù)壽命。主要方法是用鋸和風(fēng)鎬去除1/2板厚內(nèi)的損壞部分，再用合適的新材料進行修補。常用材料包括優(yōu)質(zhì)水泥砼、聚合物改性水泥砼或瀝青混合料、水泥砂漿黏層(水泥∶水∶砂=2∶1∶1)。其服務(wù)壽命為6～12年。適用于深度1/3～1/2板厚的接縫剝落(雜物侵入造成)、板面剝落等小面積局部損壞。

(3) 全厚修補。全厚修補是通過更換整個深度范圍的損壞板，恢復(fù)路面整體完好性和行車舒適性，從而延長路面的服務(wù)壽命。該方法采用鋸及風(fēng)鎬去除損壞范圍內(nèi)的整個板，再采用現(xiàn)場澆筑或水泥砼預(yù)制板進行更換修補。常用材料為水泥砼。其服務(wù)壽命為6～15年。適用于損壞深度超過1/2板厚的中等～嚴重的各種損壞。

(4) 傳力桿更換。傳力桿更換是通過安裝傳力桿或更換失效的傳力桿，提高或恢復(fù)接縫或裂縫的荷載傳遞能力，以減少錯臺、唧泥、邊角斷裂及橫向斷裂等損壞，從而提高路面的服務(wù)性能并延長其服務(wù)壽命。方法是在準確的位置鋸槽并在槽內(nèi)安置傳力桿，采用適當?shù)牟牧咸钛a。主要材料包括傳力桿、修補材料(通常為水泥砼)、環(huán)氧樹脂黏結(jié)料。其服務(wù)壽命為6～15年。適用于具有足夠厚度但因缺少傳力桿、礦料嵌鎖不良或板底脫空造成的接縫傳荷能力不足的水泥砼路面。

(5) 接/裂縫縫合。該方法通過縫合縱向接/裂縫，加強接縫的結(jié)構(gòu)承載能力和防止兩邊板分離，以減少接縫/裂縫損壞，延長路面服務(wù)壽命。方法是沿與板平面成一定角度(40°左右)的方向，在縫兩邊板內(nèi)鉆孔并采用環(huán)氧樹脂或水泥灌漿將竹節(jié)鋼筋固定在孔內(nèi)。主要材料包括傳力桿、填充黏結(jié)材料如環(huán)氧樹脂黏結(jié)料、灌漿等。其服務(wù)壽命為6～12年。主要用于非活動縱向接縫或裂縫。

(6) 接/裂縫封縫。該方法通過對接縫或裂縫的適當處理(清理壁面并做成一定形狀)，放入墊條并用適當材料填灌，防止和減少水進入接縫或裂縫內(nèi)造成唧泥、錯臺、脫空和板角開裂等損壞及不可壓縮雜屑進入接縫或裂縫內(nèi)造成剝落或拱起等。常用材料為熱澆熱塑性材料或冷澆熱塑性材料。其服務(wù)壽命，接縫為2～8年，裂縫為4～7年。適用于填縫料失效的接縫或縫邊損壞較少的裂縫。

(7) (精)銑刨。該方法采用專用銑刨機對路面進行(精)銑刨，目的是去除水泥砼路面錯臺等，提高路面平整度，同時提高路表紋理構(gòu)造深度，恢復(fù)路面抗滑能力。其服務(wù)壽命為3～8年。適用于出現(xiàn)錯臺或抗滑不足的路段。

(8) 超薄/薄罩面。超薄/薄罩面的目的是修復(fù)水泥砼路面裂縫、坑洞等，恢復(fù)路面抗滑能力，改善路面平整度并降低行車噪音等。方法是在水泥砼路面表面噴灑一層聚合物改性乳化瀝青黏層，再攤鋪一層間斷級配瀝青混合料。其中薄層罩面厚度一般不超過40 mm，超薄罩面厚度一般不超過25 mm。主要材料為特殊黏層和超薄高性能瀝青混合料，如NovaChip?等。其服務(wù)壽命≥5年。適用于結(jié)構(gòu)性能良好但路表出現(xiàn)輕度裂縫、坑洞或抗滑能力不足、平整度不良的水泥砼路面。

(9) 銑刨加鋪。銑刨加鋪的目的是處治使用性能衰減較多，存在重度裂縫、坑洞或抗滑能力不足、平整度不良等病害的水泥砼路面。方法是對水泥砼路面銑刨后，加鋪2～10 cm瀝青混合料，必要時在加鋪前局部處治下承層。主要材料為密級配熱拌瀝青混合料。其服務(wù)壽命≥6年。適用于水泥砼路面損壞類型較多、損壞程度較重的路段或由于標高限制不得不銑刨重鋪的路段。

2 水泥砼路面養(yǎng)護決策矩陣

決策矩陣是采用行和列的形式將相關(guān)參數(shù)變量、影響因素和選擇標準等逐一羅列出來，便于決策人直觀、簡易地確定不同影響因素和參數(shù)變量之間、不同參數(shù)變量和選擇標準之間的關(guān)系，對具有多維選項的選項集的優(yōu)先次序進行排列，供決策人決策。水泥砼路面養(yǎng)護維修措施選擇就是根據(jù)水泥砼路面養(yǎng)護維修措施的效果選擇最合適的養(yǎng)護維修措施，決策過程中采用決策矩陣可達到事半功倍的效果。

眾所周知，不同水泥砼路面損壞可采用不同養(yǎng)護維修措施，同一養(yǎng)護維修措施也適用于不同水泥砼路面損壞，而最終采取哪種養(yǎng)護維修措施需根據(jù)路面損壞類型及程度、養(yǎng)護維修措施效果等綜合確定。下面以山西省水泥砼路面養(yǎng)護維修實際情況為基礎(chǔ)，借鑒國內(nèi)外相關(guān)成功經(jīng)驗，研究制定水泥砼路面養(yǎng)護維修措施應(yīng)用定量矩陣表(見表1)。制定過程如下：

(1) 確定水泥砼路面的主要損壞、服務(wù)功能和結(jié)構(gòu)承載能力因果關(guān)系?？紤]現(xiàn)有水泥砼路面損壞情況，包括損壞類型、損壞程度等，并詳細分析各種損壞的深層次原因；分析水泥砼路面結(jié)構(gòu)強度、服務(wù)功能和路面損壞三者的關(guān)系和區(qū)別，尤其是不同損壞情況(損壞類型和損壞程度)對路面性能和服務(wù)壽命的影響。

表1 水泥砼路面養(yǎng)護維修措施應(yīng)用定量矩陣表

(2) 確定養(yǎng)護維修措施選擇基本參數(shù)?；谒囗怕访骛B(yǎng)護維修成功經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)外路面養(yǎng)護維修最新成果，確定水泥砼路面主要養(yǎng)護維修措施，沿用現(xiàn)有水泥砼路面路況、損壞類型和損壞程度、服務(wù)年限等作為制定養(yǎng)護維修措施的基本決策參數(shù)。

(3) 確定養(yǎng)護維修措施評價方法。采用四級水平評價法(包括強烈推薦、一般推薦、有限推薦和不推薦)對養(yǎng)護維修措施的效果或適應(yīng)性進行評價；同時采用三分制評分尺度(強烈推薦為3分，一般推薦為2分，有限推薦為1分，不推薦為零分)對養(yǎng)護維修措施進行量化評價，分數(shù)越高，說明越適用于現(xiàn)有路況。

水泥砼路面養(yǎng)護維修決策矩陣編制期間適逢山西省開展高速公路路面專項維修處治，結(jié)合祁臨(祁縣—臨汾)、汾軍(汾陽—柳林縣軍渡)、侯運(侯馬—運城)、運三(運城—三門峽)和運城環(huán)城高速公路養(yǎng)護維修實際，在進行路面使用性能評價時，采用該養(yǎng)護維修決策矩陣制定路面維修處治設(shè)計方案。截至目前，相關(guān)路段水泥砼路面使用狀況良好，各項指標均符合設(shè)計要求，病害處治達到預(yù)期目標，公路服務(wù)水平和行車安全均得到顯著改善。

3 結(jié)語

該文采用元分析方法，系統(tǒng)總結(jié)了山西省及中國其他省份水泥砼路面通用養(yǎng)護維修措施，根據(jù)水泥砼路面損壞程度提煉了9種水泥砼路面養(yǎng)護維修措施，提出了水泥砼路面養(yǎng)護維修措施應(yīng)用定量矩陣表。經(jīng)初步工程應(yīng)用驗證，該矩陣表可行，可供道路養(yǎng)護決策參考。