我国高等级公路的养护(详细)

关于我国高等级公路养护的讨论稿 我国高等级公路的现状和养护工作的迫切性 我国高速公路建设起步较晚，但是 发展相当迅速。到 2006 年底，全国高速公路的通车里 程达 4.5 万公里，预计年底将达 5 万公里。 高速公路建设高峰过后，养 护任务也明显加大，预计今后每年将有 5000 公里左右的大修 任务。如何管理好、养护好这 些高速公路，使其最大程度地 发挥安全、舒适、快捷、高效的性 能。是摆在我们高速公路管理部 门面前的新课题。需要我 们 高速公路管理部门积极探索，制 定出与高速公路发展相适应并符合市场规律的经营管理机制日益重要。 高等级公路养护管理机制的发展趋势 1 概述 公路养护是保持路况完好,延长公路使用寿命,为经济建设提供良好服务的根本条件。如 果公路缺养、失养，路况必然会很快下降，道路通行就必然受阻。所以在公路建设中，必 须高 度重视养护工作。在整个公路养 护工作中，路面养 护是公路养 护工作的中心环节。这是因为 路面是直接承受行车荷载和自然因素作用的结构层，关系着行车是否安全、快速、经济、舒 适。因此，路面养护质量是公路养护质量考核的首要对象。 交通部在公路拥护养护与管理发展纲要（20012010 年）中要求到 2010 年要基本完 成公路管理体制改革工作，要在全国基本建立起精简高效、职能明确、权责一致、运转协调、 办事规范的新型公路管理体制；要按社会主义市场经济的要求，改革公路养护运行机制，初 步建立全国统一、公平竞争、规范有序的公路养护工程市场 ；建立形成较为完善的公路管理 行政法规、养护技术规范体系，适应依法治路、规范管理的需要。 为实现交通部这一纲要的要求，全国各地的交通管理部 门都开始积极探索新的公路养护 运行机制。但各地实际情况不同，采取的措施也不同。为建立一种与我国的社会主义市场经 济相适应的科学高效的管理体制，必 须结合各地的成功经验 并参考国外管理模式， 进行体制 创新。 我国公路大中修养护机制改革，是要按照建立社会主义市 场经济体制的要求，精 简机构， 建设一支高素质的专业化公路养护队伍，提高公路养 护的技 术水平， 实现公路养护的机械化， 提高资金效率，全面提高公路养 护质量。最 终实现公路管理与养 护生产分离，积极培育和发 展公平竞争，形成规范有序的公路养 护市场， 实现公路养护 决策、养护投资机制的科学化， 养护管理机制的现代化。 2 国内外养护管理机制现状比较 国外发达国家的公路基本建设在二次世界大战结束后不久即基本完成，从 20 世纪 60 年代始，各国公路适用技术及关 键技术的研究与开发已逐步 转向公路养护管理方面，公路养 护的投入所占公路事业资金比重已远远超过公路建设。对 公路管理的主要任务是对现有公 路的养护维修，保证公路功能的正常 发挥。 由于国情不同，国外高等级公路的养 护管理差异很大，但管理目标却非常一致，就是要 保证高等级公路的高效运营，使巨 额建设资金能够及时收回，并不断创造更大的经济效益和 社会效益。 目前，国外公路养护管理的特点可以 归纳为法制化、社会化、专业化、市场化及养护作 业方式的机械化。 在国内，随着公路建设的大规 模发展，公路养 护的任务也越来越 艰巨，公路养护在整个 公路建设和管理中所占的比重将越来越大，并最终占据主 导地位。由于受 计划经济体制的长 期影响，我国公路养护体制目前仍然 带有很大的计划经济 的特点，与目前我国 实行的社会主 义市场经济在很多方面都表现出明显的不适应，造成养 护资 金短缺、公路养 护质量差等一系 列问题。 多年来，国内一般公路一直采取公路局、公路分局、公路段，即集路政、养护、施工管理 为一体的三级公路养护体制。近年来国内的养 护管理改革主要 为养护体制的改革，重点在精 简机构、事企分开、管养分离，改革人事、用工制度、分配制度，改革养护生产方式，培育养 护市场化机制；小修保养实行总额控制和定额计量管理；承包方式有民营承包、内部承包，合 同管理等。有的省份成立了专业 养护公司， 实现了比较完善的养 护工程招投标管理；有的省 份编制了公路小修保养概预算定额；个别省份对国、省干线实行直接管养；对大中修养护 工程各省份基本实行了内部或公开招投标、监理机制和合同管理机制。广东、江苏等省引进 公路养护质量与养护决策检测咨询机制；部分省市推广采用了公路管理系统，进行路面与桥 梁的养护管理决策，但大都不 够完善，因素之一是 检测手段技 术的落后，而技术数据的采集 与处理工作量太大，缺乏专门 的快速检测设备与技术人员 。 3 公路大中修养护管理机制发展趋势 （1）科学决策全面实现预防性养护 要采用先进的公路检测设备，及 时掌握可靠的技术检测基 础数据。采用先 进的公路管理 系统，以及专家评审咨询机制等，实现养护时机合理、养护决策科学化，投资效益最优。 实现 养护合理 时机科学决策 目前大中修养护管理项目决策程序是当年 4 月底前报送下年度计划养护工程项目调查 报告省厅公路管理局审查批复施工图设计当年 9 月 15 日前设计文件上报省厅省厅 按规定程序下达计划文件。这 种程序确定方案前置，往往会发生审批后路面突然急剧破坏而 使计划明显滞后的情况，无法 实现及时养护。 这是以人为经验 型为主进行养护时机决策不可 避免的弊端。因此要实现养护 合理时机科学决策，抓住最佳时机进行养护。 实现 养护投 资的科学化决策 要进行养护投资的科学化决策， 实现预防性养护。延 长大、中修时间，使道路设计期内， 养护费用最低。 编制公路养护中、长期规划 借鉴国外已有的成熟技术和成功经验，利用先 进的公路管理系 统，根据公路等 级、路面 等级、建设时间、交通量预测、养 护水平、养护质量要求、公路性能变化规律、新建路网 规划， 以及养护投资等综合情况，编 制建立公路养护中、 长期规划，实现公路的全面预防性养护， 使养护投资总体效益得到全面提高。 （2）充分发挥养护资金投入效能 由于公路资金的严重短缺，导 致养路经费的入不敷出，公路超期服役问题比较严重。要 强化养护资金管理，实行养护 投资定额管理，提高 资金投入效益。通过养护费用定额包干使 用，结合养护质量目标考核，来解决目前养护费用管理中的养 护成本高、个别地方平调和无 偿借用养路资金，以及养护费 用会计监督弱化等问题。 （3）建立激励约束机制和长效机制 公路养护应建立激励约束机制和长效机制，避免短期行 为 。要将小修、中修和大修结合 起来，明确养护年限目标，完善合同管理，鼓励采用新技术、新设备、新工 艺，以产生长期效 益，形成养护的良性循环。 （4）制定适合我国特点的公路养护质量检评方法 1994 年，交通部修订颁布了 公路养护质量检查评定标准 （JTJ075-94），适用于一般公 路和混合交通的汽车专用公路。 该标准采用以公路病害和缺陷 为病害含量指标的“好路率”作 为评定公路养护质量的主要指标，另外 还采用“ 养护质量综合值”指标。该标准的颁布对于客 观、准确地反映全国公路的养 护质量，指 导基层养护机构进 行养护生产，促进公路养护工作 制度化、规范化起了重要作用。但评价指标中，对影响行车质量与安全的路面平整度、抗滑 性能，影响路面使用寿命等指标重点不够突出。 2002 年，交通部印发适用于高速公路的 高速公路养护质 量检评方法（试行），采用高 速公路养护质量指数 MQI 和相应分项指标来确定高速公路的养 护质量。 对公路大中修工程 项目还没有相应的质量标准，一般参照 公路工程质量检验评 定标准（TJJ071）执行。 我国要以“现行规范为依据、结合省情、突出重点、便于操作”为原则制定各省公路养护质量 检查评定标准，突出影响路面行 车质量、行 车安全及使用寿命的重要指 标，以保证公路的服 务水平。 （5） 广泛采用先进的检测技术手段 在养护质量监督管理工作中，要使用先 进的检测技术设备 手段， 对养护情况进行及时而 科学的检测，以全面准确地掌握养 护质量状况，并科学分析预测公路性能变化规律，为养护 管理、养护决策提供可靠的技 术依据。 （6） 引进公路养护质量咨询机制 引进公路养护质量咨询机制，委托有相 应资质的中介咨询 机构对公路的养护质量进行 检测评估。养护管理部门依据公路养 护质量检测评价报告，加强对公路养护质量的管理力度。 4 探索我国公路养护管理新机制 4.1 制定强制性的路面养护技术标准 公路养护工作涉及路面、路基、桥梁、安全等所有的公路设施，内容十分繁杂。而且有 许 多内容无法用量化指标来评定。路面状况是影响行 车的最重要因素，所以首先制定强制性的 路面养护技术标准，确保公路的服 务水平。 4.2 建立路面质量检测评价制度 建立路面质量检测评价制度，使养 护质量满足要求。同 时采集路况数据，为养护大中修 决策提供基础数据，保证路面养 护质量和养护决策的科学性。 在路面使用初期，对各路段进 行一次全面检测，并按照 规定的 调查频率对路况进行检测评价， 通过路况数据评定路面状况，充 实完善公路数据库。 对路面使用性能 进行长期观测和调查， 研究其变化规律，分析路面产 生病害的原因，以确定养 护对 策方案和养护计划。 4.3 建立科学决策机制 利用先进的检测技术手段，获 取路面管理数据，同 时利用路面管理系 统，实现路面养护 决策科学化，全面实现预防性养 护。 4.4 大中修养护经费实行定额管理 为充分发挥养护资金投入效能， 强化公路养护投资管理机制，实行养护投资定额管理和 招标管理。 4.4.1 省厅对大、中修项目实 行定额管理 根据我国实际情况、公路等级 、路面等 级、交通量大小、路况等情况，结合交通部与各省 有关养护定额编制办法和养护定额来测算定额。养 护费用定 额包干使用，养 护质量目标考核。 同时，引进公路养护质量检测 咨询机制，根据工程 进度、工程质量咨询报告，及时核拨 工程资金，即省厅对大中修工程先予 拨部分工程款,然后按工程 进度及工程质量拨付资金。 4.4.2 对大、中修项目实行招标 管理 根据大中修定额，按照有关规 定进行招投标、合同管理； 实 行监理机制和养护质量检测 咨询机制，以确保工程进度与 质量。 4.5 引进公路养护质量咨询机制 引进公路养护质量咨询机制，加 强养护质量的监管力度。在目前的养护质量监督控制体 系中因检测工作量很大，而又缺乏 专业的快速公路检测设备 以及专业检测人员等， 导致不能 及时提供全面系统的检测数据。 建议对公路的养护质量，引进 咨询机制，委托有相 应资质的中介咨 询机构进行检测评估。 参照国外经验，结合各省实际 情况，公路管理部 门可在公路 检测设备的投资和检测方面给予 必要的支持。养护管理部门依据公路养 护质量检测评价报 告，加 强对公路养护质量的管理力 度。同时，建立养护质量数据库，以预测使用性能，科学决策，全面实现预防性养护。 4.6 完善加强合同管理 完善加强合同管理，建立激励 约束机制和长效机制，避免短期行为，形成良性循环。目 前，小修保养、中修和大修相互之间不挂钩，容易形成养护单位对小修保养不积极，等待中 修；而中修时也不重视，又等待大修的情况。同时， 对采用新技术、新设备、新工 艺的积极性 也不高。 应明确养护年限目标，养护质 量新标准、完善合同管理，鼓励采用新技 术、新设备、新工 艺，以产生长期效益，形成养护的良性循环。 （1）应制定养护使用年限目标要求 如对高级路面，中修的使用年限目 标为 4 年以上，大修的使用年限目标为 6 年以上；大 中修使用年限内只进行日常养护、小修保养。 （2）对新改建公路的标准要求应严格把关，以减 轻大中修养 护压力。 现行规范对高级沥青路面的设计使用年限要求为 1215 年，在设计年限内允许进行一 次恢复路表功能的罩面维修。但目前国内路面 实际使用寿命，还达不到规范要求。目前， 结 合河北省实际情况，可对新改建公路的高 级沥青路面质量要求达到如下目 标：3 年内不小修 保养，6 年内不中修，10 年内不大修。即在设计使用年限前 3 年内只做日常养护（3 年），第 46 年内进行小修保养，第 710 年内中修，第 11 年以后才 进行大修。新建桥梁 10 年以内 不中修。 （3）完善加强合同管理 建议对养护承包期、承包费用方式、以及缺陷责任期等合同内容 进行完善。 如小修保养制定 5 年承包期，明确考核目 标， 实行总额承包，定额计量支付等。5 年承包期可 采用 3+2 或 4+1 形式，也就是说先与承包人签定 3 年或 4 年合同，然后根据承包人的情况、 条件变化、工作业绩进行综合 评定，以解决是否 续合同或更 换承包人。 对大中修、新改建的质量缺陷 责任期延长，与养 护使用年限目 标相联系，同时建立奖励机制， 以保证双方利益。 4.7 建立养护质量评价制度及处罚办法 每年委托有相应资质的中介咨询机构进行养护检测评估。用数据说明养护质量，省 厅部 门依据公路养护质量检测评价报告，加 强对公路养护质量的管理力度。 4.8 项目业主公路的养护管理 （1）实行大中修费用年度定额预留 按照预测的公路大中修年限及大中修费用，每年从公路收费中预留大中修费用， 实施大 中修时集中使用。不足部分当年 补齐， 节余部分留做下次使用，建立专门帐户，专款专用。 （2）公路的养护质量、大中修的决策，由项目业主负责，委托有相应资质的中介咨询机构，按 照有关养护规范，进行检测评 估。 综上所述,公路养护在保障路网畅通方面发挥着重要作用。公路养护中的大中修工程， 工程量大、占用资金多，在公路养护中处于非常突出的地位。通过对公路大中修养护机制的 研究，提出适合我国国情的新的公路大中修养护机制。新体制将充分借鉴现代化的管理手段 和最新养护技术，充分利用市 场调节手段，改 变现有公路大中修工程的管理方式，从而有效 地使用养护资金、提高公路养 护质量。 高等级公路的养护设计 高速公路使用一定的年限后，由于受到各种自然和人为因素的 综合作用会产生不同程 度的破坏，当破坏达到一定的程度后，必须进行大、中修，以保证高速公路的正常使用。 1、高速公路路面较早破坏的原因 1.1 设计因素 1.1.1 强基薄面理论在设计中的应用的结果 强基薄面理论在设计中的应用，造成的路面 强度低,使路面出 现龟裂、网裂、沉陷病害。 沥青路面形成此类病害的主要原因是：(1)沥青面层厚度偏薄。如石太高速公路原沥青面层厚 度为 12cm，而路面 实际承受的交通荷载为 2 万多辆/日，且超载严重。(2)沥青混合料质量标 准低。按照 1986 年规范，下面层采用的是粗粒式沥青碎石、国产沥青材料，抗疲劳开裂能力 差。(3)沥青面层透水，使面层、基 层松散破坏。 (4)超重车辆荷载作用，加速了路面破坏。 1.1.2 沥青混合料配合比设计不合理 由于采用设计思路的不同，一些路段 设计偏于保守，致使沥青用量较多。沥青混合料的 设计配合比不合理，混合料不能均匀分布，摊铺压实不均匀，这样沥青路面在车辆荷载的重 复作用下，就很容易在主车道上 产生纵向车辙，不均匀密 实 而造成桥面的不平整，严重影响 车辆的行驶效果。 1.1.3 桥面铺装层厚度设计不合理 在高速公路的桥面上，一般是 铺筑两层沥青混凝土面 层，其中、上面层应与高速公路路 面的中、上面层厚度相同，但由于设计的原因，使桥面的两层沥青混凝土与高速公路路面结 构的两层沥青混凝土厚度不相同， 虽然设计上没有问题，但在施工中容易产生误差，容易影 响路面的平整度。再者，设计时有的桥面沥青面层铺装宽度与路面的铺装宽度不同，这样在 高速公路施工中施工机械不易操作，而影响路面的平整度。由于不平整，在车辆荷载作用下， 桥面和与桥面相连的路面很容易产生破坏。 1.1.4 小桥涵结构单板受力(设计不合理) 高速公路中的一些小桥涵结构一般是采用先简支后连续的桥面结构。这种结构在梁桥 形成整体时靠的是桥涵结构横向联接和桥涵面混凝土铺装。由于桥涵面的桥面铺装层相对 比较薄弱，一般厚度为 810cm，并且根据 设计进行了钢筋网的布置。但是，仅靠相对薄弱 的横向联接和较薄的铺装层，相 对于整个小桥涵结构而言是比 较薄弱的；从受力角度来讲， 能满足车辆荷载的作用，而从 实际应用角度出发， 则相对薄弱，车辆荷载的重复作用，使桥 面结构整体破坏，形成单板受力。 1.2 路基不均匀沉降 1.2.1 路基强度低、稳定性差 从早期建设的高速公路使用情况来看，特殊路基段和高填方路基段，是高速公路进行维 修的一个重要路段。由于路基高填方与挖方不同使路基产 生不均匀沉降，使路面 结构产生不 同程度的下沉，造成路面的不平整。如石太高速公路河北段，由于高填方造成的不均匀沉降 达 5060cm，影响行 车质量并造成路面的破坏；石- 安高速公路邯郸特殊土质路基路段，软 弱地基造成路基不均匀沉降，造成路面明显出现 3050cm 的下陷，影响行车质量并逐渐加 快路面的破坏。 1.2.2 桥头跳车 由于路基填筑土的不均匀沉降和路基施工质量原因，桥头与路基下沉不同，致使 桥头标 高与相连接的路面标高不同，造成 桥头跳车，使 桥面和与桥 面相连的路面结构破坏。虽然桥 头搭板都进行特殊的设计和处理，但由于此 处的施工工作面太小，难于达到施工的质量要求。 1.3 车辆超载运输 由于公路设计所采用的标准为公路-I 级汽车荷载(2003 年前建设的高速公路为汽超 20， 挂-120)，其有一定的轴载要求破坏次数的限制，也即设计使用寿命。超载车辆的通过一次相 当数倍甚至数十百倍于标准车辆的通过次数，甚至有限几次超载就可能造成路面破坏。在治 理超限时，查到的车辆重量高达上百吨，甚至达到 130140t,相当于一个重量级火车车皮的 载重量。在保津高速公路，刚建成通车不到一年，南半幅出现严重的车辙，而北半幅则还看 不到车辙；宣大高速公路，也是 刚通车使用不久，就出 现严 重的车辙，这种现象就是超限运输 的超载车辆行驶造成的。在河北省已建成的各条高速公路的使用 调查中，造成路面破坏的主 要原因是车辆超载，超载车辆 是高速公路路面产生车辙、造成路面破坏的一个重要因素。 高速公路路面产生破坏及早进行维修的原因是很复杂的，不同的路段产生的原因不同， 但往往表现为以上几种原因综合作用的结果。因此在高速公路大、中修设计中，应根据具体 的现场情况，认真找出其产生的原因，确定解决问题的对策，才能做好高速公路大、中修工 作。 2、高速公路大、中修设计方案 根据路面产生破损的不同情况，可采取不同的技术措施分 别进行处理。在 设计维修方案 时应利用进口路面自动弯沉检测车、雷达瑞雷波 等先进手段 进行检测，同 时结合钻孔取样检 测、收集调查分析历年路面有关养 护资料和路面破损现场调查 等工作，明确 沥青路面的病害 类型、严重程度及破坏原因。根据不同的路段情况，有针对性地确定不同的路面大修方案。 2.1 补强罩面 对沥青路面病害较轻仅有少量车辙及少量裂缝的路段可采用补强罩面的方法。一般可 在路面全宽范围内直接加铺一定厚度的沥青面层。 2.2 翻修沥青面层、整修基 层 对于路面破坏较严重且基层强度不足或路面基层强度不足而造成路面面层严重破坏的 路段，应先翻修行车道和超车 道的沥青路面面层，整修破 损 的基层、利用完好的基层，再加 铺一定设计厚度的新沥青面层（一般情况下根据我国的设计情况可采用 1520cm）。对于硬 路肩较好的，尽可能利用。设计时，一般先铣刨一定厚度的旧面层，再加铺与行车道厚度相 同的新沥青面层。 2.3 加铺整平层，新铺沥 青路面 对于因软基或桥头位置而造成路面局部严重下沉的特殊路段，应挖除路面面层，加 铺一 定厚度的整平层，再新铺沥青 结构层。如果是局部破 损，可不必铣刨，可用沥青路面的底面 层料铺筑整平层。 2.4 新建沥青路面 对于因局部基层潮湿而造成路面大面积破损的路段，可全部挖除旧路面，按挖方路基潮 湿段重新进行路面设计。 3、高速公路大、中修设计应考虑的几个主要问题 3.1 路面补强设计 对于路面强度不足而造成的破损，可采用路面 补强设计 的方法，即通 过增铺一层路面结 构层提高路面的强度，并同时 改善路面平整度，达到提高行车质量的目的。实施时应在高速 公路现场进行弯沉试验和取样，根据路面的 现有强度进行 补强设计，确定路面需 补强的厚度。 如石太高速公路，路段桩 号为 K332+000K335+000 段， 长度为 3km。该段沥青路面病 害较轻，仅有 3400m2 的车辙需要铣刨，及少量的裂缝需要灌注；基层则完好无破坏。该路段 平均代表弯沉值为 23.4(0.01mm)。经 APDS 软件验算， 该路段加 铺 12cm 面层可满足强度要 求。采用两层式：表面层 5cm 中粒式 AC-16-I +下面层 7cm 粗粒式 AC-25-I。表、下两层面层 均采用 SBS 改性沥青。 为加强路面结构层间的粘结并提高防水及封水效果，加铺新沥青面层前， 对旧路面表面 进行拉毛铣刨，洒布 SBR 改性乳化沥青粘层油。新加 铺的沥青面层表、下面 层之间也洒布 SBR 改性乳化沥青粘层油。 3.2 增加整平层提高路面的平整度 由于局部路基沉降较大而出现局部坑槽严重的路面，可先进行整平，再 铺筑路面结构层。 此种方法应以纵断面设计为主，路面 结构的强度一般能够 得到保证。 如石太高速公路 K335+000K378+120.86(挖方潮湿段 1.631km 除外)路段。翻修沥青面 层(行车道与超车道)长度合计为 41.49km。翻修已破损的基层为：行车道合计 9.09km(宽 3.5m)， 超车道合计 4.17km(宽 3.5m)。整平沉陷基层合计约 2km。其具体设计可采用：(1) 全部挖除行 车道与超车道旧沥青面层；(2)新加铺 15cm 面层。采用表面层 4cm 中粒式 AC-16-I + 中面 层 5cm 中粒式 AC-20-I + 下面 层 6cm 粗粒式 AC-25-I 三层式结构。表、中面层均采用 SBS 改性沥青，下面层采用进口沥 青 AH-70 号。(3)为加强路面结构层间的粘结并提高防水及封 水效果，全路面(包括硬路肩)表面层与中面层间设置 SBS 改性沥青防水封层；中面层与下面 层间洒布 SBR 改性乳化沥青粘 层油；在利用基层和整修基层的顶面喷洒透层油和 SBR 改性 乳化沥青粘层油。(4)整修破损的基层主要采取翻修和整平技术。 3.3 路面标高控制与路面铺装厚度问题 在高速公路的大修设计中，路面的 标高和厚度是两个重要的指 标。其关系到大、中修工 程的工程质量和工程造价。由于 经过几年的使用，高速公路路面难免出现不平整，在纵坡设 计时很难达到相一致的厚度， 纵断面线形拟合程度一般较 困难，因此，在大、中修设计时， 应 考虑满足补强路面厚度的要求，适当考 虑路面的标高。或者说，应当控制路面的实际厚度和 平整度，宏观地控制路面的标 高。 这样做达到效果可能是最好的。 3.4 与桥涵的衔接及路线顺接 对小桥涵，应与路面大、中修设计表层厚度相一致。铺装层厚度随路面标高一起加铺一 定厚度，但不能太厚，以免影响小桥涵的使用质量。 对大中桥，铺装层厚度应保持不 变。以 桥头伸缩缝作衔接点，桥头伸缩缝的高程作为控 制标高，按纵向坡度差2进 行适顺，并 视具体情况向下铣 刨沥青层，做相应的 SBS 改性沥 青防水封层或洒布 SBR 改性乳化 沥青粘层油。 路线顺接，在补强罩面段、翻修沥青面层段及现有路面段之 间的衔接部位，按纵向坡度 差2进行适顺，并视具体情况向下铣刨沥青层，做相 应的 SBS 改性沥青防水封层或洒布 SBR 改性乳化沥青粘层油。 高速公路的大、中修工程涉及面较广，在保 证交通网较顺畅 通行的情况下，合理解决因 大中修工程而造成的车辆交通问题，定位好工程 质量与大修投 资的关系， 针对不同的路段和 不同路况，分段采取补强罩面、翻修整平、新建公路面层的方法，采取不同的技术措施，保 证 大、中修工程建设质量。 高等级公路的养护新技术 人们对于新鲜事物的接受和适应都需要一个过程，因此在高等级公路的养护工作中对 于新技术的应用要尤其慎重， 务必确保其使用效果，鼓励大胆创新的同时又要采取全面分析 的原则，要针对根本，做要因地制宜，不要为了创新而忽视了施工的可行性和使用的实效性。 而且对于新技术一定要充分考虑其施工的可行性，各个施工养 护队伍的水平不同， 侧重也不 同，对于新技术的掌握也要有个 过程。因此 对于养护工作中的新技 术要力求因地制宜，合理 创新，稳扎稳打，重点强调实效性。 下面简单介绍几项在实践中应用的较好的新技术： 1 热再生 2 冷再生 3 魁道材料 高速公路沥青路面病害处治 沥青路面因具有地质条件适应性强、行 车舒适、 维护方便等 优点而被广泛用于高速公路。 在高速公路通车后，因行车荷 载作用、外界 环境影响以及设计 、施工中存在的不足， 沥青路 面会逐步出现多种路面病害，主要有裂 缝（纵向裂缝、横向裂缝、龟裂）、变形（车辙、波浪或 搓板、沉陷、隆起）、松散（磨光、松散、剥落、坑槽）及其它（泛油）四大类。高速公路一出现路 面病害，就应及时分析病害成因，及时采取有效措施进行处 治，否则不仅会降低道路的使用 性能、影响行车的安全、舒适、快捷、 畅通，而且会因 处理不及 时或措施不当导致道路结构性 破坏。笔者根据近几年的湿热 地区高速公路建设和养护的 实践，分析了高速公路 沥青路面各 种病害的形成原因，提出了路面病害的处治方法，并 对今后高速公路建 设、设计、施工、管养 等方面提出一些建议。 路面病害成因分析 1.1 纵向裂缝 纵向裂缝一般发生在距路堤边缘 3m5m （行车道与紧急停 车带分界）处，且路堤下一般 均存在暗埋式箱型通道或盖板涵洞。也有一些发生在互通或服 务区加减速车道与行车道的 拼接处。裂缝形式有两种，一种为对纵向直线形，裂缝两端未延伸到路堤边缘；另一种为纵向 弧形，裂缝两端延伸到路堤边缘 。后一种裂 缝可能会引起路堤滑 动，危险性更大。纵向裂缝 形成的主要原因有以下几方面。 1.1.1 地基原因 有些纵向裂缝路段所处地基不属软土地基，但 处于丘陵低洼、河谷处，长期受水冲蚀， 天然含水量较高，在设计时未 发现或未作特别处理，在施工时也未作等载或超载预压，在高 填土后，地基出现不均匀沉降，造成路面纵向开裂；有些河谷、水塘虽作了清淤处理，但处理 不彻底或回填材料控制得不好，也会因不均匀沉降造成路面 纵向开裂。 1.1.2 路基施工原因 路基施工时天气干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足，致使路基压实不均匀；暗埋式 构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够；有些加减 速车道与行车道拼接段不同步施工，且拼接处理不好导致路基沉降不均匀。 1.1.3 渗水原因 中央分隔带、路表、边坡等渗水，使得局部路基受水浸泡后土体的 、值降低，在动静 荷载的作用下，使得裂缝路段 进一步产生小圆弧滑动趋势 ；部分填料为弱膨胀土，施工中未 予处理，在渗水后因含水量的 变化， 导致纵向裂缝进一步开展。 1.2 横向裂缝 目前，我国高速公路广泛采用以二灰或二灰土等为底基层 、二灰碎石 为基层的半刚性沥 青路面。据调查，在半刚性基层路面的沥青面层上产生横向裂 缝是极为普遍的，国内外许多 学者甚至认为半刚性沥青路面产生横向裂缝是不可避免的。横向裂缝的形成主要有以下几 方面原因。 1.2. 1 基层反射裂缝 一方面在基层成型过程中，因基 层材料失水收缩而形成规则 的横向裂缝；另一方面基层 材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。 这两种收缩变形使 沥青面层底面承受拉力，当拉力超 过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂，并随着温湿的循环变化及行车荷载的反 复作用而导致沥青面层底面裂缝沿竖向向上扩展到路表，从而形成沥青路面横向裂缝。从 现 场取样看，面层裂缝与基层裂 缝上下贯通，且下 宽上窄。 1.2.2 沥青混凝土的温缩裂缝 因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料，温度下降时， 沥青混合料逐渐变硬变 脆，并发生收缩变形。当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉 强度时，沥青路面表面就会被拉 裂，并逐步向下发展，形成上宽下窄的横向裂缝。由于大多数的高速公路上面层采用进口优 质沥青或改性沥青，沥青混合料的自身低温抗裂性能 较好，故此种横向裂缝相对较少。 1.2.3 差异沉降引起横向裂缝 在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化 处或构造物台背与路段交接 处，因地基或路基与构造物质 差异沉降导致基层的开裂，并反射到沥青面层，形成横向裂缝。 这种横向裂缝类似于基层反射裂缝，但往往 为路面横向全幅 贯通， 这种横向裂缝在软基分布 比较广泛及构造物众多的水网地区的高速公路上有一定比例。 1.3 网裂 沉陷 坑槽 在高速公路行车道上（特别是在车轮轮迹处）常能发生路面网裂、沉陷及坑槽病害，且在 网裂、沉陷处常伴有唧浆现象。如网裂、沉陷不及时处理，在雨后极易形成坑槽。沥青路面网 裂、沉陷、坑槽的形成主要有以下几方面原因。 1.3.1 基本施工质量差 由于二灰碎石半刚性基层的整体强度与材料、拌和、摊铺、养生等多种因素密切相关， 任何一个环节出问题均可导致其不能形成均匀坚固的板体结构，从而因半刚性基层局部强 度不足而引起沥青面层开裂，雨水从裂 缝浸入，并渗入到基层表面，使基层表面被泡软，在 汽车荷载反复作用下，粉浆通 过面层裂缝及空隙被压到表面 产生唧浆，基 层表面被逐步淘空， 使沥青路面面层产生网裂、沉陷，并进而形成坑槽；也有是因在基层施工中，为保证基层的压 实度，对于基层设计厚度较厚（ 20cm）时，必 须分层施工，在目前的所用基层材料条件下， 就不可避免地出现层间结合薄弱环节，上下基 层之间因不 连续而出现层状结构， 这就改变了 基层结构受力状况。力学计算表明，在上下基层分层的情况下，虽然下基层的弯拉应力（变） 均有不同程度下降，但上基层 弯拉应力（变）有较大增幅，上下基层的弯拉应力（变）在数值上 相差的一个数量级，从而导致上基 层因应力、 应变过大而破坏。特别是当上下基层施工厚度 分配不合理时，这种上基层破坏更是明 显。 计算还表明，面层顶面的弯沉和底面的弯拉应力 （变）随着层间结合条件的变化及基层的分层而迅速增大，弯沉增幅达 70%，应力增幅超过 100%，应变 增幅达 70%100%，最 终导致路面面层破坏。如沪宁高速公路 k61k65 路段， 基层厚度为 33cm，分两层铺筑成型，上基层仅 12cm 左右，在动荷载的反复作用下，该段出 现多处破碎，造成路面多处坑塘，且唧浆严重。 1.3. 2 沥青路面空隙率过大 由于沥青混合料生产的变异性大、 摊铺过程中沥青混合料局部离析和路面 压实不够等 多种原因造成沥青路面空隙率过大，使雨水极易浸入，滞留在路面面层中。尤其是连续雨天 时路面面层将长时间处于饱水状态，给路面造成严重水损 坏。在低温 时水易结冰，经多次冻 融循环作用后，沥青混合料酥松，使路面出现坑槽等破坏；在高温 时，在高速行驶的车辆荷载 反复作用下，渗水成为瞬间有 压水，在有 压水的长期浸泡和冲刷下，沥青与石料的粘附力逐 渐下降，包裹在石料表面的沥 青膜被剥落，使混合料松散，并逐步形成坑槽。如沪宁高速公 路部分病害路段，上面层在施工 时按规范以马歇尔试验密度作 为标准密度得出的压实度是 合格的，但在通车后检测时以理 论密度作为标准密度得出的 压实度仅为 90%92%，路面空 隙率偏大，极易渗水。计算和 实测表明，对 4cm 厚沥青混凝土面层，在孔隙水饱和的情况下， 沥青面层的渗水约需 7d 才可渗透排出路面，或在常温天气下需 6d 才可蒸发完。因此，渗水 将较长时间滞留在路面面层中，造成路面破坏。 1.3.3 沥青与石料粘结性差 规范要求高速公路沥青路面沥青与石料的粘结力不小于 4 级，有的路段在试验时粘结 力是符合要求的，但在沥青混合料生 产时，因石料的差异性或沥青用量偏小，使得沥青与石 料的粘结力不足，使混合料逐步松散，进而形成坑槽。 1.3.4 车辆油渍污染 因车辆维修或翻车等原因，汽 车用油渗透入路面空隙，使 沥 青混合料松散并逐步使路面 形成坑槽。这种原因形成的杭槽往往 较深，有的甚至达到整个沥青面层厚度。据调查，在超 载现象比较严重的高速公路上，往往油 污是造成路面坑槽破坏的重要原因。 1.3.5 汽车超载的影响 目前汽车超载现象非常突出，由于汽 车超载， 轴载换算系数明 显增加。有关资料表明：超 载 30%时，换算系数为满载的 3.131 倍，超载 60%时为满载的 7.725 倍，超载 100% 时为满 载的 20.393 倍，使得累计标准 轴次大大增加，使路面 结构使用寿命明 显缩短；同时，在重载 作用下，路表弯沉及结构层应 力显著增加。 资料表明：重载 （130KN）作用下的路面结构理论 弯沉值与基层及底基层层底拉应力均比标准轴载（100KN ）作用下增大约 30%。因此，汽车超 载是造成路面破坏尤其是路面结构早期破坏的重要原因之一。 有些高速公路的桥梁沥青混凝土铺装层也会出现坑槽病害，主要是因为桥面泄水孔开 口朝上，虽表面水能流入泄水孔而排出 桥面，但 桥面渗水无法 进入泄水孔，也没有排水出路， 桥面渗水长期滞留在桥梁水泥混凝土整平层与沥青混凝土铺装层间。如水泥混凝土整平层 施工质量不好，长期浸水后极易成 为软弱夹层，从而 导致沥 青混凝土铺装层破坏。这种破坏 易发生在连续箱梁的顶面负弯矩区所对应的桥面铺装层处。 1.4 车辙 推移 随着行车荷载作用次数的增加，高速公路路面会出现不同程度的 车辙、推移病害，这种 路面病害会导致平整度下降，并影响高速行车的舒适性， 严 重的病害甚至会影响行车安全。 车辙、推移形成的主要原因如下。 1.4.1 行车荷载的影响 车辆按规定正常在行车道行驶，使得高速公路的交通渠化现象非常突出，随着 车辆载荷 作用次数增加，行车道车辆轮 迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的 辙槽；重车普遍超载， 使得轴载对路面的作用力增大，并 导致当量标准轴载作用次数大大增加，加速了车辙、推移 形成；在服务区等匝道进口处，因 车速变化频繁， 车辆慢行，经常刹车与启动，导致对路面作 用时间过长，且对路面的水平剪切作用增大，也易形成 车辙 槽和推移。 1.4.2 基层施工质量差 因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养生不当导致基层整体强度不足，使得路表变 形过大而形成辙槽和推移。 1.4.3 沥青面层高温稳定性差 由于沥青混合料是一种弹塑性材料，如 沥青、 矿料的选材不当或混合料 组成不当均会导 致沥青混合料的高温稳定性差、抗塑性 变形能力低，在 车辆 的反复碾压下路表变形过大，并 使得面层混合料产生横向流动而形成辙槽和推移。 1.5 泛油 有些高速公路沥青路面存在泛油病害，使得路面抗滑性能降低，影响高速行车安全。形 成泛油的主要原因如下。 1.5.1 混合料组成设计不当 因混合料中沥青用量过多或空隙率过小，在 车辆荷载反复碾 压下，多余 沥青由下部泛到 路表形成泛油病害。 1.5.2 混合料拌和控制不严 在沥青混合料拌和时矿粉等细料含量较难准确控制，如 细 料含量过少，混合料比表面 积 较小，则沥青用量相对较多，也易泛油。 1.5.3 粘层油用量不当 在施工沥青面层前往往需在基层顶面喷洒粘层油或做沥青封层（特别是在基层完工与沥 青面层施工间隔较长的情况下），由于施工工 艺掌握不好，粘层油用量不当或喷洒不均匀而 导致面层局部泛油。 1.5.4 施工质量较差 因摊铺时混合料产生离析，局部 细料过分集中，也易泛油。 1.5.5 水损坏 雨水渗入使下层沥青与石料剥离，在 动水作用下， 沥青膜剥落、上浮引起表层泛油。 路面病害处治方法 2.1 路面坑槽 高速公路的路面坑槽应在不中断交通的情况下快速修补好，这需要先进的路面综合修 补设备作保证。目前路面坑槽的修 补方法根据使用的路面 综合修补设备分为两种，一种 为冷 补法（如美国.D.公司生产的 PRO-PATCH TCM 415-160 型沥青路面综合修补设备）。一种 为热补法（如美国热能公司生产的“修路王”沥青路面综合修补设备）。这两种修补方法现已广 泛应用于高速公路沥青路面坑槽修补中，但各有 优缺点。冷补法可适用于不同深度的坑槽修 补，但坑槽修补后存在明显的接 缝，如 处理不好易渗水，使接缝处出现唧浆，造成新的破坏， 修补所需时间较长，雨天及寒冷季 节施工质量不能保证；热补 法可基本适于全天候修补坑槽， 坑槽修补后无接缝，修补所需 时间短， 废料可以重新利用，但对于较深的坑槽修补效果不易 保证； 2.1.1 冷补法 （1） 测定坑槽的深度，划出切槽修 补的范围，力求使槽口 纵 横边线与路面标线平行或垂直。 （2） 采用液压风镐切槽，槽壁要垂直，并开凿到稳定部分，用高压风枪将槽底、槽壁的废料 及粉尘清除干净。 （3） 用烘灯（烘枪）烘干槽底、槽壁，并在其表面均匀喷洒一薄层粘层油。 （4）将路面综合修补车保温槽中的热料填补至坑槽中（视坑槽深度决定是否分层填补，一般 深度大于 6cm 宜按双层填补），合理控制虚铺厚度（新填补部分应不低于原路面，可按松铺系 数 1.2 控制），并用随车配备的振 动压路机将填补部分压实 平整（先压四边，并逐步向中 间碾 压）。 2.1.2 热补法 （1）根据路面坑槽修补范围，确定 热辐射加热板加热区域。 （2）将加热板调整到合适的位置（离路表面 15cm20cm），加热待修补的区域 3min5min,使 被修补区域路面软化。 （3）用热铁耙将加热区域的路面耙松（由四周向中间方向耙松，并尽可能将被加热区域四边 耙成与路面标线平行或垂直）。 （4）向耙松的混合料喷洒乳化沥青，使旧 沥青混合料现场热 再生。 （5）从路面综合修补车的热料仓中输出新的热料至修补处。 （6）搅拌、摊平混合料，并用随车振动压路机由四周向中间 碾压密实平整。 对于已发生唧浆的地方，修补 的方法同路面坑槽修补方法，但应将松软的基层挖掉，将 坑槽烘干，并采用与基层材料相同的材料或直接采用 沥青混合料先将坑槽填 补至基层顶面 标高，然后再按路面坑槽修补 方法修补。 . 2 路面沉陷及变形 路面沉陷及变形的发展是一个渐变的过程，路面沉陷及 变 形积累到一定量时对行车的 平整舒适有明显的影响，此时 ，无 论沉陷及变形是否稳定都必 须进行处治。因此， 应加强观 测，以确定沉陷及变形处治的合理 时间。据 现场观测，当车辆以 100km/h 速度行驶通过纵向 10m 范围内沉降量大于 3cm 的段落时，将有明 显的跳车感 觉。因此，以此指标为原则确定是 否处治，处治的方法主要为铣 刨沉降段路面， 进行重新摊铺 。 2.2.1 测定标高 确定铣刨范围 沉降使得路面纵、横坡都发生了 变化，可通 过测量中央分隔 带与超车道、超车道与行车 道、行车道与紧急停车带的分界 标线及紧急停车带外侧边缘线 4 条纵线的标高变化图，以 4 条纵线的标高变化图稳定处作为维修的起、 终点。 为便于摊铺 机作业，最小维修长度不小于 30m。 2.2.2 铣刨原路面 沉降段按单幅全断面进行铣刨，可以超 车道与行车道分界 标线右边缘为界分两次施工， 先施工行车道及紧急停车带，后施工超 车道，以保 证不中断交通。铣刨后应切缝清理路床， 以保证接口平顺。 2.2.3 喷洒粘层油 2.2.4 挂线调标高 摊铺机摊铺沥青混合料 对于重铺路面标高与原路面标高差在 3cm 以内的，可以全部铣刨原沥青路面上面层， 一次摊铺成型于标高差超过 3cm 的，在铣刨原沥青上面层后，分两次摊铺、两次 调平，在保 证上面层厚度的前提下，先用上面 层材料找平中间层，然后再摊铺上面层。 2.2.5 碾压成型 对于基层和土基结构破坏而引起的沉陷，必 须先将基层和土基 处治好，然后才可修复面 层。 2.3 路面裂缝 2.3.1 对于由基层开裂引起的反射裂缝及由沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝，如缝宽较小 可不予处理；如宽度达 3mm 以上，可将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹净尘土后，采用热沥 青或乳化沥青灌缝撒料法封堵；如缝宽在 5mm 以上，可将缝口杂物清除，或沿裂缝开槽后用 压缩空气吹净，采用砂粒式或 细粒式热拌沥青混合料填充 捣实，并用烙 铁封口。 2.3.2 对于由地基沉降引起的横向裂缝，如出 现错台、 啃边 、裂缝宽度大于 5mm 以上的， 则需 沿横缝两侧各 50cm100cm 范围开槽，挖除上面 层，按第 2.3.1 方法先将裂缝填实，然后沿横 缝加铺玻璃格栅，重新摊铺上面 层。 2.3.3 对于缝宽小于 5mm 的纵向裂缝，可按 2.3.1 方法处治。对于纵缝进一步发展，出现啃边、 错台且裂缝宽大于 5mm，则需铣刨上面层（如纵缝为直线型可仅铣刨行车道或紧急停车带， 如纵缝为圆弧型需铣刨行车道及紧急停车带）和中面层（铣刨宽度为裂缝两侧各 1m），并 对 裂缝按 2.3.1 先行填实，沿纵缝铺设 玻璃格栅， 摊铺中面层 ，然后在中面层上沿纵向每隔 5m 设宽为 1.2m 的玻璃格栅，最后再摊铺上面层。 2.3.4 对于尚未稳定的纵向裂缝，除按 2.3.3 处治外， 应根据裂 缝成因，采取排水、 边坡加固等 配套措施，以加快裂缝的稳定。 2.4 路面车辙 推移 2.4.1 对于连续长度不超过 30m、辙槽深度小于 8mm、行 车 有小摆动感觉的，可通 过对路面 烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可。 2.4.2 对于连续长度超过 30m、辙槽深度大于 8mm、行 车摆动 运且跳动感明显的， 应采取铣 刨路面上面层或中上面层、重新 摊铺面层的方法，可参 见路面 变形和沉陷处治方法。 2.4.3 对于车辙深度大于 2cm、行车严重颠簸的， 应采取铣刨中上面层或全部面层、重新 摊铺 面层的方法，可参见路面变形和沉陷 处治方法。 2.4.4 对于因基层施工质量差引起的车辙、推移，在重新摊铺面层前应先行处理好软弱基层。 2.5 泛油 2.5.1 对于路表轻微泛油，表面石子仍外露的路段，可不作处理。 2.5.2 对于因局部施工质量差引起水损坏且出现坑槽等破坏的，宜按坑槽修补方法处治。 2.5.3 对于大段泛油严重，摩擦系数降低 较多，影响行 车安全的，可采用碎石压入法处治或铣 刨原路面重新摊铺面层。 3 几点建议 3.1 应根据工程实际情况进行科学决策，确定合理工期，防止盲目赶工。同时，应加强设计、 施工、监理的协调和管理，保证各环节的工作质量。 3.2 应注重路面结构性能研究，特 别是对于多雨湿热地区水 损坏应高度重视。在 结构组合上 应增强结构排水，可在基层顶 面增设防水层（下封层不易做好），有条件的可在下面层及半刚 性基层间增设沥青处治碎石排水基层。同 时，在土路肩做好配套的纵、横向排水设施。这样， 既可将由路表渗入的雨水及时排出路面，又可防止雨水 进 一步下渗而冲刷半刚性路面基层。 对表面层可掺加适量的沥青抗剥落剂，以加大 沥青与骨料的粘 结力，提高上面 层的水稳性。 3.3 应加强施工的各个环节控制，以保 证高速公路整体质量。对于路面面层施工，应控制好储 料、拌和、运输、碾压、检验等各 环节，尽可能降低混合料 组成的变异性和不均匀性，加强碾 压，杜绝因片面追求