高速公路沥青路面大修技术研究

廉福明

摘要：在公路建设当中，沥青路面大修是現阶段十分重要的一项工作，能够有效解决公路沥青路面的病害问题。本文现结合沥青公路路面情况的调查分析，对高速公路沥青路面大修技术展开研究，并且详细介绍沥青路面废料的再生与应用措施，以节省工程物料，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.

关键词：高速公路；沥青路面；大修技术

Key words： highway；asphalt pavement；overhaul technology

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）13-0134-03

0 引言

沥青高速公路经过若干年的使用后，路面通常会出现一些病害，主要表现的病害有车辙、波浪、拥包、泛油、沉陷、坑槽、龟裂、网裂、不规则裂缝、纵裂、横裂、松散、麻面、啃边、搓板、脱皮等。需要根据病害程度对路面进行修复。有的路面病害会对路面正常行车构成安全威胁，必须按养护维修规程对其进行大修，以恢复路面通行能力，确保行车安全舒适。

本文现结合沥青公路路面情况的调查分析，对高速公路沥青路面大修技术展开研究，并且详细介绍沥青路面废料的再生与应用措施，以节省工程物料，降低路面大修成本。

1 高速公路沥青路面状况调查与评价

公路在运行一定时间之后，沥青路面则将出现较多的病害，根据病害类型的不同，其成因也具有一定的差异，对此，做好路面状况的调查则成为了非常重要的一项工作，需要在做好其使用要求与适应程度评定的基础上为后续修复方案的制定打下基础。

1.1 路面状况调查

1.1.1 破损状况调查

该项调查开展的目的，能够在对路面受到破坏原因进行分析的基础上做好科学修理对策的确定。在工作当中，路面的破碎状况是对其结构完整性进行反映的重要指标。目前，需要重点调查的内容有龟裂、不规则裂缝、横裂、纵裂、松散、坑槽、沉陷以及车辙等。其具体调查方式，通常以人工徒步目测方式处理，在徒步的过程中做好病害严重程度以及所处位置的记录。除了需要以数字形式对破损做好记录以外，也需要做好路面破损图的详细绘制，之后实现调查结果的分析，

1.1.2 路面强度调查

该调查工作开展的目的，主要是对路面结构的承载力进行评价，在实现路面剩余寿命确定的基础上对路面结构的损坏速度以及完好程度进行判断，以此做好大修方案的确定。目前，我国在路面结构承载评价方面所使用的方式主要有以下几种：第一，同荷载有关程度、范围以及病害类型的评价；第二，钻芯取样，通过实验以目测方式的应用做好路面材料的评价；第三，对路面在荷载方面的响应进行分析，如弯沉测试。通常情况下，将通过非破坏试验数据的应用实现土基回弹模量以及结构层模量的反算，之后再对路面的结构承载力进行评价，且可以使用动态贯入方式对路基土的强度进行测试。

1.1.3 排水状况调查

在大修工作开展之前，通过路况的调查，能够有效实现路面水损害问题的揭示，在实际工作中，同排水系统具有关联的病害类型有车辙、剥落以及疲劳裂缝等，对此，在实际调查工作当中，就需要能够对路面排水系统目前存在的不足进行寻找，并在实际修理中做好落实与完善。具体方式方面，即通过对排水设施的现场观察看其各项功能是否正常、是否存在破损情况，在沟渠当中是否存在淤塞情况，排水设施在设置方面是否合理等。

1.2 路况评定

通过路面破损的分类与定义，对路面损害类型、程度的精确测定具有重要的意义，并在此基础上做好有效养护措施的应用。在实际工作当中，技术人员通过专家评分技术的应用，能够对路面状况的定量描述进行实现，以此实现路面使用性能评价。目前，很多国家与机构都对相应的路面评价模型进行了开发，根据方式的不同，可以将其分为分项指标以及综合指标评价这两大类。在典型路面使用性能评价当中，其主要指标有国际平整度指数、路面结构强度指数、路面状况指数以及横向力系数。

2 基于调查分析结果的路面问题处理方法

①若只是旧路面面层老化或损坏，则可将旧路面层铣刨或拉毛处理，然后罩面沥青混凝土即可，具体厚度经过计算而定；

②若是旧路路面结构无法满足强度要求，则可将旧路豁松掺8%-12%灰，然后在其上加铺二灰碎石等半刚性基层或柔性基层材料（目前关于柔性基层路面的设计方法及施工工艺尚不完善），再在基层上加铺沥青混凝土面层，各层具体厚度经过计算而定；

③若是旧路路面结构无法满足强度要求，在技术条件允许的情况下，也可采取对旧路面进行冷再生处理后（这样可以减少基层厚度），再在其上进行加铺基层及面层；

④若是旧路路面结构破坏比较严重，已经无法使用，或受高程限制，则应将旧路结构挖除，新建路面结构，具体厚度经过计算而定；

⑤对旧路路面结构需处理的严重病害处，可采取挖除旧路结构以下50cm，换填35cm天然砂砾，其上铺设15cm二灰碎石，再铺新的路面结构措施。

3 高速公路沥青路面大修技术研究

3.1 预防性养护

所谓预防性养护，即在路面目前处于良好状况下对道路应用的基于费用-效益、有计划的养护策略，在没有对路面承载力结构进行提升的情况下，通过预防性养护工作的开展，将在对路面损坏情况形成延迟的基础上对路面目前的通车条件进行维持或者改善，并通过对路面寿命的延长对造价昂贵的大修活动进行延长。通过对预防性养护的科学实施，不仅能够延长路面使用周期、保持路面性能，且能够有效实现养护维修资金的减少。在具体使用该措施时，需要做好以下因素的考虑：第一，路面结构强度，保证路面具有良好的结构性能；第二，路面沥青老化情况，在行车条件下路面渗水情况以及其对基层以及面层的破坏作用；第三，路面的行车安全，包括有车辙情况以及路表的抗滑情况，以及路面平整度情况等。

3.2 路基加強

在实际开展大修工作时，对于土基回弹模量不足以及基层松散等路面，需要做好路基的科学处理。目前，注浆以及打桩是较为常用的路基加强措施，其中，注浆是一种较为便利的处理方式，能够避免传统路基处理方式中需要对交通中断、重新换填施工的问题，且能够较好地与公路沥青路面的大修要求相适应。在实际注浆设计工作当中，需要做好以下程序的遵循：第一，路况调查。根据弯沉测试结果对需要加强路基的路段进行调查。第二，方案选择。根据注浆目的与工程地质情况做好注浆方案的选择。第三，注浆试验。除了做好室内注浆试验外，需要做好具有代表性地段的选择，并在现场开展注浆试验，以此为注浆施工方式以及技术参数的确定提供依据。第四，补充修改设计。在施工过程当中，根据对处理情况的观测对原有设计进行适当的调整。

3.3 沥青面层罩面

在道路使用当中，其使用性能将会在自然因素以及行车荷载的影响下逐渐发生衰变情况。当该损坏达到最小可接受水平或者某一预定标准后，则需要通过加铺或者罩面方式的应用实现路面使用性能的恢复。目前，罩面根据其类型的不同可以分为结构性以及功能性两种类型。其中，功能性罩面的功能能够实现道路行驶质量的改善，对表面损坏的加铺层进行弥补，实现路面粗糙度的增加，通常需要根据以往经验确定厚度。结构性罩面即是对路面结构承载力的提升，是为了对预期交通荷载相适应所需要的加铺层，而根据其具体功能的不同，则可以将沥青面层罩面分为防水型、普通型以及抗滑型三种类型。

3.4 面层加铺层

在近年来公路大修工程当中，在原有沥青路面上进行沥青面层的加铺是较为常用的一种方式，该方式包括有结构补强与功能加铺层，即厚、薄两种加铺层。其中，薄加铺层即是在原有路面上对沥青混凝土面层进行铺设，通常用于对路面非结构强度因素破坏情况的改善，如车辙、表面裂缝以及波浪等。通过薄加铺层的铺设，即能够对这部分损坏现象进行消除，其处理后的耐久性与有效性同原有路面受到破坏的程度、加铺层施工方式以破坏原因具有关联。厚加铺层方面，其铺设工作开展的目的即是对路面结构强度进行补强，并根据补强设计方式对加铺层厚度进行确定。

4 路面大修中关于废料的再生与利用

4.1 就地冷再生技术

在该技术中，即在常温环境下通过冷再生机械设备的应用以连续的方式对旧路面结构层进行铣刨与破碎，在对再生材料进行添加之后进行摊铺与拌合。主要应用在路面病害的翻修当中，在碾压成型后，则可以将其作为道路的基层或下面层进行应用，需要通过成本计算以及室内试验对所使用的再生材料类型与用量进行确定。具体来说，其主要有两种方式：第一种，即通过专用机械设备的应用在现场进行铣刨、破碎，在将新料加入到其中之后进行摊铺与碾压。另一种方式即在原有路面上直接进行再生剂封层的洒布，该材料能够渗入到路面5-6mm，在对表层被氧化沥青活性进行恢复的基础上形成能够对燃油泄漏情况进行抵抗的封层，以此延长2-3年的路面使用寿命。

4.2 就地热再生技术

该技术也称之为热表层再生技术，在实际应用中，其在现场进行加热、混拌、摊铺以及碾压，能够以一次性的方式对路面再生目标进行实现。该方式能够处理的路面深度为5-6cm，具体机组包括有再生搅拌系统、加热系统、压实系统以及摊铺系统等。该技术在具体处理厚度方面较小，适合应用在泛油、磨光、车辙处理以及麻面方面，而对于具有结构性再生需求的路面则不适合。

4.3 厂拌冷再生技术

在该技术中，混合料将应用为底基层或者基层，在使用中，先将旧沥青混凝土材料运输回搅拌厂，在经过破碎处理后将其作为稳定土骨料应用，在向其中加入乳化沥青、水泥、石灰以及粉煤灰进行搅拌之后在底基层以及基层当中铺筑。该方式适合应用在低等级公路面层或高等级公路基层的各类病害处理当中。

4.4 厂拌热再生技术

在该技术中，即将道路原有沥青路面进行铣刨之后运输回工厂，之后通过厂拌热再生设备的应用根据路面质量要求进行科学的配比。在对回收料掺配比例进行拌合的基础上获得具有优良特征的再生沥青混合料，并按照同新建路面相同的方式重新铺筑，具有连续与间歇两种施工方式。该方式是一种使用简单灵活，且使用广泛的路面再生技术，目前在欧美发达国家当中具有着广泛的应用，同时，该技术在适应性方面具有较好的表现，适合应用在各类破坏路面当中。经过严格的配合比调整，再生沥青混合料能确保技术指标不低于使用全部新料拌制的沥青混合料，路用性能满足高级路面的使用要求。

4.5 再生方式选择

在路面的沥青路面大修工作当中，再生技术已经形成了一种具有较强竞争力以及吸引力的方式。在实际对再生方案进行选择时，需要从以下方面做好考虑：

第一，工程方面。在工程评价当中，非常基本的一项内容即通过路面评价以及路况调查的方式对道路的原有状况进行确定。如果没有做好路面的评价工作，则会使再生方式在具体选择当中存在问题的情况下不能够达到预期性能。

第二，经济方面。即需要在联系路面造价的基础上评价再生工艺，并在实际经济分析当中对不同方案的寿命周期费用做好考虑。

第三，能源方面。沥青路面的再生降低了运输成本，减少了材料的需求量，可以有效地保护能源，而在实际对再生方式进行选择时，也需要做好能源消耗方面的考虑。

5 实证案例

以北京某沥青公路大修工程为例，对路面进行详细的大修设计。

富密路（K0+000-K2+335）位于顺义区牛栏山镇，由于近几年交通量明显增大，重车比例提高，路面面层疲劳开裂比较严重，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响。为改善富密路的行车安全性和舒适性，需对此路段进行大修设计。

5.1 轴载换算及设计弯沉值计算（采用HPDS 2003A程序进行计算）

设计年限8；车道系数7；交通量平均年增长率6%；路面竣工后第一年日平均当量轴次：3754；设计年限内一个车道上累计当量轴次：9493127；公路等级系数1.1；面层类型系数1；基层类型系数1；路面设计弯沉值：29（0.01ram）。

5.2 路面结构设计

考虑本工程两侧建筑物的影响，路面高程无法抬高，故需将旧路结构挖除新建；根据路面设计弯沉值进行路面结构厚度的设计及计算，新建路面的层数：5标准轴载；BZZ-100路面设计弯沉值：29（0.01mm）；路面设计层层位：4设计层；最小厚度：15（cm）。按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=29（0.01mm），H（4）=15cm；LS=30.7（0.01mm），H（4）=20cm；LS=26.9（0.01mm），H（4）=17.2cm（仅考虑弯沉）。按容许拉应力验算设计层厚度：

H（4）=17.2cm（第1层底面拉应力验算满足要求）；

H（4）=17.2cm（第2层底面拉应力验算满足要求）；

H（4）=17.2cm（第3层底面拉应力验算满足要求）；

H（4）=17.2cm（第4层底面拉应力验算满足要求）。

路面设计层厚度：

H（4）=17.2cm（仅考虑弯沉）；

H（4）=17.2cm（同时考虑弯沉和拉应力）。

通过对设计层厚度取整，最后得到路面结构设计结果如下：

中粒式沥青混凝土 4cm

粗粒式沥青碎石 6cm

石灰粉煤灰碎石 18cm

石灰粉煤灰碎石 18cm

旧路粒料掺灰12% 20cm

土基处理 40cm

按照上述路面结构参数对路面进行修整后，路面的各方面性能都得到明显的改善，路面平整度达到了大修设计要求，大大提高了路面行车的安全性和舒适度。

6 结论

沥青路面大修是现今公路建设当中的一项重点工作。在上文中，我们对高速公路沥青路面大修技术进行了一定的研究，所总结的技术经验对一般工程具有参考价值。但是在实际沥青路面大修工作当中，还需要做好对大修技术重点的把握，力求以科学方式的选择、应用不断提升路面使用质量。

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