公路路面养护技术适用性分析

　　一、前言

　　随着我国公路建设的快速发展，公路养护管理工作日显繁重，公路养护技术的适应性问题也开始受到社会各界广泛关注。近年来，各省市结合路面养护需要，在路面养护技术方面开展了适应性研究和工程实践，取得了一些应用经验，各地根据自身情况和路面特点，引进和消化吸收了国外相关养护技术。交通运输部也立专项开展沥青路面再生利用、水泥路面再生利用、路面预防性养护等相关技术研究，取得了一系列的研究成果。与此同时，中国公路学会每年都组织国内外相关研究机构、设备厂商、材料供应单位、各级公路主管部门、相关工程技术人员等进行技术交流与技术展示，推动相关技术的应用。本文将从沥青、水泥路面适应性检测评价入手，介绍公路路面预防性养护与矫正性养护技术方法，包括：微表处、同步碎石封层、雾封层、薄层罩面等预防性养护技术；就地式、厂拌式冷、热再生利用；半柔性路面、聚合物水泥路面等抗车辙、降噪音路面修筑技术，以及各养护技术在工程应用中的关键技术指标、常用材料、主要设备、施工条件等技术要求。

　　二、沥青混凝土路面养护技术适应性

　　我国沥青混凝土路面绝大部分是建于半刚性基层上，根据不同道路等级和规范设计要求，沥青混凝土路面的设计寿命通常应在15年左右。由于我国货运交通运输车辆载重量的特殊性，沥青混凝土路面出现的早期损害较为严重，大量路段因路面或路基的损坏而提前进入维修期。因此，沥青路面的养护维修新技术、新材料和新工艺在近年得以广泛地引进、推广和应用，在各地的推广应用中，由于对相关的技术要求了解不足，或相关的技术配套考虑不周，或对部分养护技术的适应特性不知情，导致部分技术在推广应用中出现一些质量问题，造成了部分地区对一些养护新技术的质疑或拒绝。本文将从沥青路面使用质量的影响因素、预防性养护新技术、矫正性养护新技术、以及其各自的适应特性进行对比分析，以便使各级公路养护部门和技术单位更好的了解和技术推广应用。

　　（一）沥青路面预防性养护技术措施适用性

　　沥青路面预防性养护是近年来国内逐渐认同的一门新技术，是指在公路寿命期内,为了保证路况良好、延长公路使用寿命，将养护成本降到最低而采用的一系列预防性养护措施。路面预防性养护是针对公路路面使用特性而提前采纳的一种养护方式，要求用户在路面尚处于良好状态、仅表面出现一些缺陷而采取的一种保护性的养护措施，即把病害的发展消灭在萌芽状态，从而延长道路的良好使用状态。预防性养护是缓解路面养护资金短缺、提高路面养护质量、预防病害发展的有效手段。在沥青混凝土路面预防性养护技术措施适应性分析中，影响路面质量的评价体系、路面交通组成、地域条件、天气环境、投资预算等因素，都将影响养护技术的选择。

　　1.沥青路面预防性养护评价体系

　　沥青路面养护技术评价体系分为预防性养护评价模型和矫正性养护评价模型，其中：矫正性养护评价对策模型采用“公路路面评价系统CPMS”进行评价分析；预防性养护评价对策模型将根据：⑴ 路面状况指数(除去车辙和裂缝)PCI；⑵ 路面行驶质量指数RQI；⑶ 路面抗滑性能指数(SRI)；⑷ 裂缝率指数(CRI)；⑸ 车辙深度指数(RDI)；⑹ 路面结构强度指数(PSSI)等6项影响因素建立评价模型，该模型以PQI值为评价指标代表，PQI的数值范围为0～100，其值越大，采用的预防性养护造价就越低。

　　式中，RDI、CRI、RQI、PSSI、PCI、SRI —— 分别代表：车辙深度指数(RDI)、裂缝率指数(CRI)、路面行驶质量指数RQI、路面结构强度指数(PSSI)、路面状况指数PCI和路面抗滑性能指数(SRI)；

　　WDRI、WCRI、WRQI、WPSSI、WPCT、WSRI—— 分别为RDI、CRI、RQI、PSSI、PCI、SRI在PQI算式中的权重，见表1-1。

　　2.沥青路面预防性养护时区的确定

　　（1）预防性养护前衰变曲线的确定通过对河北、四川、江苏、重庆、北京等地高速公路数据的实测分析，各地计算出PQI的值见表1-

　　2、见图1-2。

　　（二）沥青路面预防性养护措施的选择

　　本文将影响沥青路面预防性养护的对策模型划分为目标层、准则层、指标层和方案层4层，如下图1-3所示：

　　各地市公路路面合理的预防性养护时机确定后，针对不同路面的病害类型筛选不同的对策方案。选择养护对策方案时应本着效益优先的原则，EAC的计算公式为：等效年度费用(EAC) = 单位成本/期望寿命。目前，国内外在预防性养护领域应用较为成熟的技术概括起来主要有：填封类、加铺类和活性剂类3种类型，约7种养护措施，包括：灌缝、封缝、稀浆封层、微表处、碎石封层、薄层罩面、雾封层。沥青路面预防性养护项目实施的成功与否，在很大程度上取决于预防性养护措施选择的正确与否，因此有必要对各种常用的预防性养护措施进行适用性分析。通过对国内外养护资料的调查，将现有的常用沥青路面预防性养护措施的适用性列于表1-4中。

　　（三）沥青路面矫正性养护技术措施适用性

　　在路面产生明显病害或者病害已经发展到一定程度后，需要采用矫正性的养护措施加以解决，矫正性养护措施包括：直接加铺、翻修重建、旧路再生利用等。

　　1.沥青混凝土路面矫正性养护评价指标体系我国在《公路技术状况评定标准》(JTG H20—2007)中规定，沥青路面采用路面破坏、道路平整度、路面车辙、抗滑性能和结构强度五项技术指标，所有指标通过路面使用性能指数(PQI)来综合表示路面的整体使用性能，其计算公式见式(1-2)。沥青路面使用性能评价指标体系，如图1-4所示。

　　式中：

　　WPCI —— 路面损坏PCI在PQI中的权重；

　　WRQI —— 道路平整度(行驶质量，RQI)在PQI中的权重；

　　WRDI —— 路面车辙RDI在PQI中的权重；

　　WSRI —— 路面抗滑性能SRI在PQI中的权重；

　　WPSSI —— 路面结构强度PSSI在PQI中的权重。

　　2.沥青路面矫正性养护决策模型

　　见表1-5。

　　三、 水泥混凝土路面养护技术适应性

　　水泥混凝土路面的设计寿命通常应在30年左右，但我国在役水泥混凝土路面因货运环境的影响，路面早期损害严重，平均寿命约在10年左右。因此，我国在役水泥混凝土路面大部分已进入维修期，水泥路面的养护维修新技术、新材料和新工艺在近年得以广泛地引进、推广和应用。本文将从水泥路面使用质量的影响因素、预防性养护新技术、再生利用技术等进行对比分析，以便使各级公路养护部门和技术应用单位更好的了解和技术推广。

　　（一）水泥路面预防性养护技术措施适用性

　　水泥路面预防性养护技术包括：压浆、灌缝、断板修复、微表处、同步碎石封层、应力吸收层罩面等。在水泥混凝土路面预防性养护技术措施适应性分析中，影响路面评价质量的面板断板率DBL、板底脱空率TKL、路面行驶质量指数RQI和路面状况指标PCI进行评价。水泥混凝土路面预防性养护路况评价判断指标如表2-1、见表2-2。

　　1. 预防性养护措施与技术要求

　　见表2-3。

　　（二）水泥路面再生利用养护技术措施适用性水泥混凝土板块出现较大面积的损坏，对旧混凝土选用再生利用方式进行维修处理，水泥混凝土路面再生利用技术包括：就地破碎再生利用和工厂式集料再生利用。目前国内外较为普遍采用的破碎技术有：多锤头碎石化技术、板式打裂压稳技术、冲击压实技术等，见表2-4。

　　四、抗车辙、降噪音路面修筑技术适应性

　　（一）半柔性路面修筑技术措施适用性

　　半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的兼具沥青路面与水泥混凝土路面特点的复合路面。该路面结构具有良好的高温稳定性、耐疲劳性能和耐油蚀性能,具有较好的水稳定性和低温抗裂性。在普通的水泥胶浆中掺加聚合物树脂, 可明显改善半柔性路面混合料的低温抗裂性和水稳定性。随着我国货运车辆大型化的发展趋势，路面抗车辙性能提到了更高要求。本文提出的半柔性路面结构具有特殊的用途，可用于道路的交叉口、停车场、收费站,港口等易产生车辙、拥包等高温变形地段。同时,通过对水泥胶浆的色彩化,可以修筑彩色路面，用以交通管理、交通区划、交通诱导等，因此该路面结构具有广阔的应用前景。半柔性复合路面的配合比设计为油石比为：2.5%?3.0%。水泥胶浆配合比为1:0.27:0.21:0.03:0.86(水泥:河沙:矿粉:外掺剂:水)，沥青混合料级配组成，见表2-5。

　　（二） 聚合物水泥混凝土路面修筑技术措施适用性

　　采用聚合物对水泥混凝土进行改性，并利用聚合物水泥混凝土(PCC)优良的路用性能铺设复合式路面，是对传统水泥路面的改善。聚合物掺入水泥混凝土后，不但可以提高水泥混凝土的力学性能，更重要的是聚合物通过成膜、填充和减水等效应，能够改变混凝土内部的孔隙结构，截断渗水通道，从而提高其耐久性能，此外，聚合物水泥混凝土还有降噪音、阻燃、排水等功效。聚合物水泥混凝土配合比设计为聚合物水泥混凝土配合比设计为1:1.59:2.16:0.92:0.36:0.05(水泥:水:大石:小石:高分子聚合物:消泡剂)。

　　五、小结

　　1.本文所阐述的公路路面养护技术的技术指标，来自于交通部西部课题和省市课题研究成果，部分成果以形成相关的技术规范或技术指南；

　　2.文中所列的部分数据属于课题研究的阶段成果，对一些地区需要作一定的适应性修订；

　　3.本文所列的相关路面养护技术均是近年来引进、消化、吸收的新材料、新工艺或新装备的应用成果，将逐渐成为我国各级养护部门大量推广和应用的实用技术。