公路沥青路面大中修方案设计初探

公路沥青路面大中修方案设计初探
候苏层谭祥
摘要：目前在高等级公路路面的沥青公路所占比例较高，同时公路灾害引起各方面的重视。本文主要对于公路沥青路面大中修方案设计进行探讨，主要给出了罩面设计和大修方案的适用范围和种类，最后指出大修方案在实际工程中的合理选择方法。
关键词：高等级公路，沥青路面，罩面设计，大修设计

1 引言
与水泥混凝土等路面相比，沥青混凝土路面具有表面平整、抗滑性好、行车舒适、噪音小、易于施工及维修方便等优点，因而沥青路面被广泛应用于重要公路的建设，在高级、次高级路面中占有很高的比例[1]。本文主要就公路沥青路面大中修方案设计问题进行探讨，给出了罩面设计和大修方案选择等讨论。
2 罩面设计
从使用功能方面划分，罩面一般可分为罩面、封层、抗滑层。罩面主要适用于消除破损、完全或部分恢复原有路面平整度、改善路面性能的修复工作；封层主要适用于提高原有路面的防水性能、平整度和抗滑性能的修复工作；抗滑层主要适用于提高路面抗滑性能的修复工作[2,3]。
2.1 一般罩面层和抗滑层的适用范围
（1）沥青路面养护过程中，应根据沥青路面养护质量评价指标等级确定是否罩面和罩面的种类。需要罩面的路段路面强度系数(SSI)必须符合中等等级以上范围，而路面状况指数(PCI)、行驶质量指数(RQI)、抗滑系数(SFC或BPN)三项指标等级在下列情况下时，应按下述要求分别采取措施进行处理。①当路面状况指数(PCI)、行驶质量指数和路面抗滑系数指标等级均为次或差等级时，各级公路必须安排一般罩面层养护。②当路面状况指数(PCI)或行驶质量(RQI)评为中等范围时，高速公路、一级公路应安排一般罩面层养护。③当路面状况指数(PCI)或行驶质量(RQI)评为次差等级时，二级及二级以下公路应安排一般罩面层养护。④当路面抗滑系数(SFC或BPN)评为次差等级时，高速公路、一级公路应加铺抗滑磨耗层；二级及二级以下公路宜对陡坡、急弯、交叉路口等事故多发地段进行抗滑层处理。
(2)沥青路面使用年限已达到设计年限一半以上时，可安排罩面层进行预防性养护以延长使用寿命。
2.2 材料选择
①罩面材料，罩面所用结合料宜使用性能较好的粘稠道路石油沥青、乳化石油沥青、改性乳化沥青或改性沥青。一级公路宜采用中粒式、细粒式密级配沥青混凝土或SMA结构；二级及其以下公路科采用热拌沥青碎石混合料结构，三级及其以下公路可采用沥青表面处治层结构。
②封层材料，封层所选用的结合料宜采用乳化石油沥青、改性乳化石油沥青。一级公路科可采用沥青稀浆封层或者微表处，但宜用卡H粒式改性乳化沥青混合料，其他等级可采用乳化沥青混合料。
③抗滑层材料，抗滑层所选用的材料应为适合铺筑抗滑表层的材料和沥青混合料。
2.3 厚度设计
①罩面厚度设计，(1)当路面状况指数、行驶质量指数在中、良等级，路面仅有轻度网裂时，可采用较薄的罩面层厚(1-3cm)。(2)当路面破损、平整度、抗滑三项指标都在中等以下，又要求恢复到优、良等级时，应采用较厚的罩面层厚(3．5cm)。(3)一级公路罩面宜采用4-5cm的厚度；其他公路可采用较薄的罩面层厚度(1-4cm)。(4)各级公路的罩面层厚度不得小于最小施工层厚度。
②封层厚度设计, (1)对于交通量较大重型车辆较多的路段可采用厚为1cm的封层；(2)在中等交通量路段宜采用0.7cm厚度的封层；(3)在交通量小重型车辆少的路段可采用厚度为0.3cm的封层。
③抗滑层厚度设计,(1)一级公路路面抗滑层宜采用不小于4cm的厚度。(2)二级公路宜用中粒、细粒式沥青混凝土结构，也可采用热拌沥青碎石或者沥青表面处治结构，厚度要大于最小施工层厚度。(3)三、四级公路采用乳化沥青封层结构，厚度为0.5-1cm。
3 大修设计
当公路路面破损严重采用罩面养护方法不能使路面恢复良好使用状态或路面承载力严重不足时，则应进行大修，大修需重新铺设面层或者重做垫层和基层。根据病害位置，可采用铣刨面层、铣刨基层或底基层，铣刨土基等。
3.1 更换面层
对于弯沉较小，路面病害主要集中在面层，并且基层完整、路面整体强度满足要求的路段，需更换面层。首先根据弯沉资料对弯沉值明显大于设计弯沉的地段，钻孔取样分析结构不稳定层的深度，①如面积小，可采用小型机械或人工翻挖。(满足翻修厚度，但不损坏下面层或基层)。②对面积较大，宜采用铣刨机进行铣刨。填料按原设计方案。
3.2 更换基层或底基层
当基层出现下列情况时，需要对其进行翻修。(1)如果基层出现连续的疲劳裂缝(网裂、龟裂)，并有多处唧浆时，先铣刨上基层，根据基层病害严重程度再确定是否要铣刨下基层。(2)对于未结成板块、松散的基层或块状裂缝成片、纵横向裂缝密集的基层都需要翻修。(3)如上下基层间形成缝隙，重车行驶在裂缝处有唧水现象，且锤击检查后发出空声，则需要翻修上基层。
沥青路面大修工程中，对基层的具体处治措施总结为以下几点：(1)路面出现较严重的波浪及拥包。此种病害只需使用冷铣刨机将波浪或拥包除掉即可；(2)道路表面磨耗层出现大面积的裂缝、松散，但路面基层结构与横坡良好。这种情况下，只需用铣刨机除掉损坏的面层，保持规定的横坡，然后重新铺设磨耗层；(3)路面出现磨光、泛油现象。此类病害会使路面变得光滑而缺少摩擦力，解决的方法是首先铣刨面层，然后重新铺设沥青混凝土；(4)道路表面出现严重车辙时，易造成通车或排水不畅，解决的方法是用冷铣刨方式除掉病害面层，然后重铺面层，使路面恢复原有的几何形状并恢复排水功能。
3.3 处治路基
当沥青路面的病害与路基沉陷无关时，不需要处治路基。若出现大量与路基沉陷有关的病害，则需要对路基进行处理。路基回弹模量不满足要求时，采取以下措施：(1)浅层处治。主要有铺设垫层法，包括砂垫层、碎石垫层、二灰土垫层、水泥土垫层等，还可辅以土工布和土工格栅；置换法，将一定范围内的湿土进行清除，然后进行换填，换填材料同垫层；用固化剂进行处理；强夯加密法等。(2)用土工合成材料进行加筋。可以铺在路基表面，也可以将路基部分深度挖出
进行加筋。(3)灌浆和高压喷射注浆。(4)打砂桩、生石灰桩、碎石桩或深层搅拌桩。
3.4 大修结构推荐
由于原路面已达到设计年限而损坏，一般采用和原路面相同的结构；因为设计和施工缺陷造成的原路面损坏，应重新设计路面结构。面层一般都采取密级配沥青混合料。1抗开裂的沥青路面大修结构推荐：
（1）沥青面层+应力吸收层+基层。沥青面层+土工布／土工格珊／钢筋网／SAMI+基层
（2）抗水损害的沥青路面大修结构推荐：
(a)路基良好时：沥青面层+水泥稳定开级配碎石基层+基层, 沥青面层+土工布／土工格珊／钢筋网／SAMI+水泥稳定开级配碎石基层+基层
(b) 当路基湿度过大时：
沥青面层+水泥稳定开级配碎石基层+无机结合料稳定土底基层+级配碎石／砂砾／未筛分碎石；沥青面层+土工布／土工格珊／钢筋网／SAMI+水泥稳定开级配碎石基层+无机结合料稳定土底基层+级配碎石／砂砾／未筛分碎石
（3）抗车辙的沥青路面大修结构推荐：
上面层(密级配沥青混合料)+中下面层(采用SBS、PE、抗车辙剂)+基层。
4 结语
针对罩面、大修设计分析了其各自的适用条件、材料类型和使用范围。同时给出了针对不同病害的路面大修结构，详细说明了罩面和大修技术在实际工程中的应用。

参考文献：
[1] 施世江，胡跃苏. 运营高速公路沥青路面薄层罩面养护施工技术初探[J]. 公路交通技术, 2009,02.
[2] 金柏芳，孙振华. 超薄水泥混凝土罩面在新昌旧水泥混凝土路面的应用[J]. 公路，2009，07.
[3] 林锋泉，李鼎伟，王钊. 旧水泥砼路面沥青罩面技术经济分析研究[J]. 公路与汽运, 2009,04.