高速公路瀝青路面大修技術研究

廉福明

摘要：在公路建設當中，瀝青路面大修是現(xiàn)階段十分重要的一項工作，能夠有效解決公路瀝青路面的病害問題。本文現(xiàn)結合瀝青公路路面情況的調查分析，對高速公路瀝青路面大修技術展開研究，并且詳細介紹瀝青路面廢料的再生與應用措施，以節(jié)省工程物料，降低路面大修成本。

Abstract： In highway construction， asphalt pavement overhaul is a very important task at this stage， and can effectively solve the disease of the highway asphalt pavement. This paper is combined with the investigation and analysis of asphalt pavement condition， and takes a research on overhaul technology of highway asphalt pavement， and introduces the measures of regeneration and application of waste from the asphalt pavement in detail， in order to save engineering materials， and reduce road repair costs.

關鍵詞：高速公路；瀝青路面；大修技術

Key words： highway；asphalt pavement；overhaul technology

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）13-0134-03

0 引言

瀝青高速公路經(jīng)過若干年的使用后，路面通常會出現(xiàn)一些病害，主要表現(xiàn)的病害有車轍、波浪、擁包、泛油、沉陷、坑槽、龜裂、網(wǎng)裂、不規(guī)則裂縫、縱裂、橫裂、松散、麻面、啃邊、搓板、脫皮等。需要根據(jù)病害程度對路面進行修復。有的路面病害會對路面正常行車構成安全威脅，必須按養(yǎng)護維修規(guī)程對其進行大修，以恢復路面通行能力，確保行車安全舒適。

本文現(xiàn)結合瀝青公路路面情況的調查分析，對高速公路瀝青路面大修技術展開研究，并且詳細介紹瀝青路面廢料的再生與應用措施，以節(jié)省工程物料，降低路面大修成本。

1 高速公路瀝青路面狀況調查與評價

公路在運行一定時間之后，瀝青路面則將出現(xiàn)較多的病害，根據(jù)病害類型的不同，其成因也具有一定的差異，對此，做好路面狀況的調查則成為了非常重要的一項工作，需要在做好其使用要求與適應程度評定的基礎上為后續(xù)修復方案的制定打下基礎。

1.1 路面狀況調查

1.1.1 破損狀況調查

該項調查開展的目的，能夠在對路面受到破壞原因進行分析的基礎上做好科學修理對策的確定。在工作當中，路面的破碎狀況是對其結構完整性進行反映的重要指標。目前，需要重點調查的內容有龜裂、不規(guī)則裂縫、橫裂、縱裂、松散、坑槽、沉陷以及車轍等。其具體調查方式，通常以人工徒步目測方式處理，在徒步的過程中做好病害嚴重程度以及所處位置的記錄。除了需要以數(shù)字形式對破損做好記錄以外，也需要做好路面破損圖的詳細繪制，之后實現(xiàn)調查結果的分析，

1.1.2 路面強度調查

該調查工作開展的目的，主要是對路面結構的承載力進行評價，在實現(xiàn)路面剩余壽命確定的基礎上對路面結構的損壞速度以及完好程度進行判斷，以此做好大修方案的確定。目前，我國在路面結構承載評價方面所使用的方式主要有以下幾種：第一，同荷載有關程度、范圍以及病害類型的評價；第二，鉆芯取樣，通過實驗以目測方式的應用做好路面材料的評價；第三，對路面在荷載方面的響應進行分析，如彎沉測試。通常情況下，將通過非破壞試驗數(shù)據(jù)的應用實現(xiàn)土基回彈模量以及結構層模量的反算，之后再對路面的結構承載力進行評價，且可以使用動態(tài)貫入方式對路基土的強度進行測試。

1.1.3 排水狀況調查

在大修工作開展之前，通過路況的調查，能夠有效實現(xiàn)路面水損害問題的揭示，在實際工作中，同排水系統(tǒng)具有關聯(lián)的病害類型有車轍、剝落以及疲勞裂縫等，對此，在實際調查工作當中，就需要能夠對路面排水系統(tǒng)目前存在的不足進行尋找，并在實際修理中做好落實與完善。具體方式方面，即通過對排水設施的現(xiàn)場觀察看其各項功能是否正常、是否存在破損情況，在溝渠當中是否存在淤塞情況，排水設施在設置方面是否合理等。

1.2 路況評定

通過路面破損的分類與定義，對路面損害類型、程度的精確測定具有重要的意義，并在此基礎上做好有效養(yǎng)護措施的應用。在實際工作當中，技術人員通過專家評分技術的應用，能夠對路面狀況的定量描述進行實現(xiàn)，以此實現(xiàn)路面使用性能評價。目前，很多國家與機構都對相應的路面評價模型進行了開發(fā)，根據(jù)方式的不同，可以將其分為分項指標以及綜合指標評價這兩大類。在典型路面使用性能評價當中，其主要指標有國際平整度指數(shù)、路面結構強度指數(shù)、路面狀況指數(shù)以及橫向力系數(shù)。

2 基于調查分析結果的路面問題處理方法

①若只是舊路面面層老化或損壞，則可將舊路面層銑刨或拉毛處理，然后罩面瀝青混凝土即可，具體厚度經(jīng)過計算而定；

②若是舊路路面結構無法滿足強度要求，則可將舊路豁松摻8%-12%灰，然后在其上加鋪二灰碎石等半剛性基層或柔性基層材料（目前關于柔性基層路面的設計方法及施工工藝尚不完善），再在基層上加鋪瀝青混凝土面層，各層具體厚度經(jīng)過計算而定；

③若是舊路路面結構無法滿足強度要求，在技術條件允許的情況下，也可采取對舊路面進行冷再生處理后（這樣可以減少基層厚度），再在其上進行加鋪基層及面層；

④若是舊路路面結構破壞比較嚴重，已經(jīng)無法使用，或受高程限制，則應將舊路結構挖除，新建路面結構，具體厚度經(jīng)過計算而定；

⑤對舊路路面結構需處理的嚴重病害處，可采取挖除舊路結構以下50cm，換填35cm天然砂礫，其上鋪設15cm二灰碎石，再鋪新的路面結構措施。

3 高速公路瀝青路面大修技術研究

3.1 預防性養(yǎng)護

所謂預防性養(yǎng)護，即在路面目前處于良好狀況下對道路應用的基于費用-效益、有計劃的養(yǎng)護策略，在沒有對路面承載力結構進行提升的情況下，通過預防性養(yǎng)護工作的開展，將在對路面損壞情況形成延遲的基礎上對路面目前的通車條件進行維持或者改善，并通過對路面壽命的延長對造價昂貴的大修活動進行延長。通過對預防性養(yǎng)護的科學實施，不僅能夠延長路面使用周期、保持路面性能，且能夠有效實現(xiàn)養(yǎng)護維修資金的減少。在具體使用該措施時，需要做好以下因素的考慮：第一，路面結構強度，保證路面具有良好的結構性能；第二，路面瀝青老化情況，在行車條件下路面滲水情況以及其對基層以及面層的破壞作用；第三，路面的行車安全，包括有車轍情況以及路表的抗滑情況，以及路面平整度情況等。

3.2 路基加強

在實際開展大修工作時，對于土基回彈模量不足以及基層松散等路面，需要做好路基的科學處理。目前，注漿以及打樁是較為常用的路基加強措施，其中，注漿是一種較為便利的處理方式，能夠避免傳統(tǒng)路基處理方式中需要對交通中斷、重新?lián)Q填施工的問題，且能夠較好地與公路瀝青路面的大修要求相適應。在實際注漿設計工作當中，需要做好以下程序的遵循：第一，路況調查。根據(jù)彎沉測試結果對需要加強路基的路段進行調查。第二，方案選擇。根據(jù)注漿目的與工程地質情況做好注漿方案的選擇。第三，注漿試驗。除了做好室內注漿試驗外，需要做好具有代表性地段的選擇，并在現(xiàn)場開展注漿試驗，以此為注漿施工方式以及技術參數(shù)的確定提供依據(jù)。第四，補充修改設計。在施工過程當中，根據(jù)對處理情況的觀測對原有設計進行適當?shù)恼{整。

3.3 瀝青面層罩面

在道路使用當中，其使用性能將會在自然因素以及行車荷載的影響下逐漸發(fā)生衰變情況。當該損壞達到最小可接受水平或者某一預定標準后，則需要通過加鋪或者罩面方式的應用實現(xiàn)路面使用性能的恢復。目前，罩面根據(jù)其類型的不同可以分為結構性以及功能性兩種類型。其中，功能性罩面的功能能夠實現(xiàn)道路行駛質量的改善，對表面損壞的加鋪層進行彌補，實現(xiàn)路面粗糙度的增加，通常需要根據(jù)以往經(jīng)驗確定厚度。結構性罩面即是對路面結構承載力的提升，是為了對預期交通荷載相適應所需要的加鋪層，而根據(jù)其具體功能的不同，則可以將瀝青面層罩面分為防水型、普通型以及抗滑型三種類型。

3.4 面層加鋪層

在近年來公路大修工程當中，在原有瀝青路面上進行瀝青面層的加鋪是較為常用的一種方式，該方式包括有結構補強與功能加鋪層，即厚、薄兩種加鋪層。其中，薄加鋪層即是在原有路面上對瀝青混凝土面層進行鋪設，通常用于對路面非結構強度因素破壞情況的改善，如車轍、表面裂縫以及波浪等。通過薄加鋪層的鋪設，即能夠對這部分損壞現(xiàn)象進行消除，其處理后的耐久性與有效性同原有路面受到破壞的程度、加鋪層施工方式以破壞原因具有關聯(lián)。厚加鋪層方面，其鋪設工作開展的目的即是對路面結構強度進行補強，并根據(jù)補強設計方式對加鋪層厚度進行確定。

4 路面大修中關于廢料的再生與利用

4.1 就地冷再生技術

在該技術中，即在常溫環(huán)境下通過冷再生機械設備的應用以連續(xù)的方式對舊路面結構層進行銑刨與破碎，在對再生材料進行添加之后進行攤鋪與拌合。主要應用在路面病害的翻修當中，在碾壓成型后，則可以將其作為道路的基層或下面層進行應用，需要通過成本計算以及室內試驗對所使用的再生材料類型與用量進行確定。具體來說，其主要有兩種方式：第一種，即通過專用機械設備的應用在現(xiàn)場進行銑刨、破碎，在將新料加入到其中之后進行攤鋪與碾壓。另一種方式即在原有路面上直接進行再生劑封層的灑布，該材料能夠滲入到路面5-6mm，在對表層被氧化瀝青活性進行恢復的基礎上形成能夠對燃油泄漏情況進行抵抗的封層，以此延長2-3年的路面使用壽命。

4.2 就地熱再生技術

該技術也稱之為熱表層再生技術，在實際應用中，其在現(xiàn)場進行加熱、混拌、攤鋪以及碾壓，能夠以一次性的方式對路面再生目標進行實現(xiàn)。該方式能夠處理的路面深度為5-6cm，具體機組包括有再生攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、壓實系統(tǒng)以及攤鋪系統(tǒng)等。該技術在具體處理厚度方面較小，適合應用在泛油、磨光、車轍處理以及麻面方面，而對于具有結構性再生需求的路面則不適合。

4.3 廠拌冷再生技術

在該技術中，混合料將應用為底基層或者基層，在使用中，先將舊瀝青混凝土材料運輸回攪拌廠，在經(jīng)過破碎處理后將其作為穩(wěn)定土骨料應用，在向其中加入乳化瀝青、水泥、石灰以及粉煤灰進行攪拌之后在底基層以及基層當中鋪筑。該方式適合應用在低等級公路面層或高等級公路基層的各類病害處理當中。

4.4 廠拌熱再生技術

在該技術中，即將道路原有瀝青路面進行銑刨之后運輸回工廠，之后通過廠拌熱再生設備的應用根據(jù)路面質量要求進行科學的配比。在對回收料摻配比例進行拌合的基礎上獲得具有優(yōu)良特征的再生瀝青混合料，并按照同新建路面相同的方式重新鋪筑，具有連續(xù)與間歇兩種施工方式。該方式是一種使用簡單靈活，且使用廣泛的路面再生技術，目前在歐美發(fā)達國家當中具有著廣泛的應用，同時，該技術在適應性方面具有較好的表現(xiàn)，適合應用在各類破壞路面當中。經(jīng)過嚴格的配合比調整，再生瀝青混合料能確保技術指標不低于使用全部新料拌制的瀝青混合料，路用性能滿足高級路面的使用要求。

4.5 再生方式選擇

在路面的瀝青路面大修工作當中，再生技術已經(jīng)形成了一種具有較強競爭力以及吸引力的方式。在實際對再生方案進行選擇時，需要從以下方面做好考慮：

第一，工程方面。在工程評價當中，非?；镜囊豁梼热菁赐ㄟ^路面評價以及路況調查的方式對道路的原有狀況進行確定。如果沒有做好路面的評價工作，則會使再生方式在具體選擇當中存在問題的情況下不能夠達到預期性能。

第二，經(jīng)濟方面。即需要在聯(lián)系路面造價的基礎上評價再生工藝，并在實際經(jīng)濟分析當中對不同方案的壽命周期費用做好考慮。

第三，能源方面。瀝青路面的再生降低了運輸成本，減少了材料的需求量，可以有效地保護能源，而在實際對再生方式進行選擇時，也需要做好能源消耗方面的考慮。

5 實證案例

以北京某瀝青公路大修工程為例，對路面進行詳細的大修設計。

富密路（K0+000-K2+335）位于順義區(qū)牛欄山鎮(zhèn)，由于近幾年交通量明顯增大，重車比例提高，路面面層疲勞開裂比較嚴重，路面的抗滑能力及平整度大幅度下降，對道路的通行能力和交通安全造成了很大的影響。為改善富密路的行車安全性和舒適性，需對此路段進行大修設計。

5.1 軸載換算及設計彎沉值計算（采用HPDS 2003A程序進行計算）

設計年限8；車道系數(shù)7；交通量平均年增長率6%；路面竣工后第一年日平均當量軸次：3754；設計年限內一個車道上累計當量軸次：9493127；公路等級系數(shù)1.1；面層類型系數(shù)1；基層類型系數(shù)1；路面設計彎沉值：29（0.01ram）。

5.2 路面結構設計

考慮本工程兩側建筑物的影響，路面高程無法抬高，故需將舊路結構挖除新建；根據(jù)路面設計彎沉值進行路面結構厚度的設計及計算，新建路面的層數(shù)：5標準軸載；BZZ-100路面設計彎沉值：29（0.01mm）；路面設計層層位：4設計層；最小厚度：15（cm）。按設計彎沉值計算設計層厚度：LD=29（0.01mm），H（4）=15cm；LS=30.7（0.01mm），H（4）=20cm；LS=26.9（0.01mm），H（4）=17.2cm（僅考慮彎沉）。按容許拉應力驗算設計層厚度：

H（4）=17.2cm（第1層底面拉應力驗算滿足要求）；

H（4）=17.2cm（第2層底面拉應力驗算滿足要求）；

H（4）=17.2cm（第3層底面拉應力驗算滿足要求）；

H（4）=17.2cm（第4層底面拉應力驗算滿足要求）。

路面設計層厚度：

H（4）=17.2cm（僅考慮彎沉）；

H（4）=17.2cm（同時考慮彎沉和拉應力）。

通過對設計層厚度取整，最后得到路面結構設計結果如下：

中粒式瀝青混凝土 4cm

粗粒式瀝青碎石 6cm

石灰粉煤灰碎石 18cm

石灰粉煤灰碎石 18cm

舊路粒料摻灰12% 20cm

土基處理 40cm

按照上述路面結構參數(shù)對路面進行修整后，路面的各方面性能都得到明顯的改善，路面平整度達到了大修設計要求，大大提高了路面行車的安全性和舒適度。

6 結論

瀝青路面大修是現(xiàn)今公路建設當中的一項重點工作。在上文中，我們對高速公路瀝青路面大修技術進行了一定的研究，所總結的技術經(jīng)驗對一般工程具有參考價值。但是在實際瀝青路面大修工作當中，還需要做好對大修技術重點的把握，力求以科學方式的選擇、應用不斷提升路面使用質量。

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