公路沥青路面养护设计综述

公路沥青路面养护设计综述

谢春萍

陕西中霖集团工程设计研究有限公司

截至2019年，中国公路总里程已达484.65万公里、高速公路达14.26万公里，居世界第一，其中高速公路90%以上均为沥青路面，这些路面在长期的运营过程中,因受温度、日照、雨雪水等自然气候和施工环境等条件的影响，加之交通量快速增大，重型车辆的急剧上升，路面承受荷载越来越大，不可避免地早早出现各种类型的病害，例如裂缝、车辙、坑槽等病害，这些病害不仅影响了车辆行驶安全，而且也会造成了巨大的经济损失。

目前，我国二级及二级以上的高等级道路经过二十余年的建设后，路面运营使用陆续进入养护阶段，然而我国沥青路面的养护设计相对新建道路仍处于起步阶段，如何及时、合理的解决现有道路病害问题，首先应从根源上解决养护设计人员的设计水平。

一、养护设计原则

（1）加强病害分析，采取相应设计对策原则

针对不同的病害分布特点，通过调查、检测、评估分析病害产生原因，针对病害的形成条件进行研究，提出合理有效的处置措施阻断病害形成和发展，使得病害处置措施精准到位，达到药到病除的效果。

（2）处理方案设计遵循分段设计，分类处理原则

根据现有道路管养单位、路面结构类型、建养历史合理划分设计单元；针对不同路况特点和病害发展情况，分别确定养护对策、修复原有路面病害，恢复路面使用性能。

（3）坚持全寿命周期方案分析原则

收集历史养护数据，建立养护周期模型和性能预测模型，根据项目的资金安排周期，进行全寿命周期费用分析，预测在周期内路面使用状况和确定LCC经济指标。

（4）环境保护和工程节约原则

病害处理需要挖除或铣刨路面结构材料，如果全部弃掉不仅破坏环境也造成工程浪费。为此针对铣刨的旧材料进行废料回收，在工程掺拌新材料后作为修补用的基层材料或下面层使用，有利于环保也能节约工程造价。

二、养护设计的总流程

结合交通运输部颁布的《公路技术状况评定标准》（JTG 5210-2018）、《公路沥青路面养护设计规范》（JTG 5421-2018）及《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142-2019）及各地地方性标准及实际设计经验，分析总结了公路沥青路面的养护设计应遵循从调查、评价→诊断、养护方案选择→处治的流程。

1、调查、评价

路面的调查和综合检测评价分析是路面养护方案确定的依据。

（1）基础数据的收集

收集本项目各个路段基础数据主要包括路线属性信息、管理信息、沿线自然条件、路面结构与材料信息、交通状况、养护历史等，如下表所示：

（2）现状路面状况的检测

为更好地了解路段既有路基路面现状、病害产生的原因，有针对性的设计路面方案提供参考依据，需要对既有路基路面性能进行客观的检测与评估。重点是路面破损状况、行驶质量、抗滑性能、路面承载能力等状况检测评估，然后结合先进的探地雷达（GPR）进行连续测试，得到面层松散率、基层松散率、面层－基层层间剥落率等指标，结合弯沉测试结果、模量反算结果、取芯状况，综合判断通车几年后结构层状况，以便更为准确的把握路面现有状况。

表2路面技术状况检测内容列表

（3）评价

结合《公路技术状况评定标准》对以上检测的数据综合评价，并据此划分养护类型，生成评价单元。

2、诊断与养护方案的选择

（1）诊断

依据上述专项数据的检测结果进行详细分析，通过内因分析结合外部环境作用结果，进行综合判断。其中：

1）内因分析：主要从病害发生的层位、结构厚度、及各层之间的粘结为源头，继而从结构、材料、承载力等方面软弱环节，分析病害发展趋势。

2）外因分析：主要从交通荷载作用、气候环境变化、道路特殊位置、施工质量控制、养护历史情况等，对外部环境进行调查及分析，可在设计中有针对性的避免早期病害再次发生。

（2）养护方案的选择

1）养护方案的分类

预防性养护方案：主要包括含砂雾封层、纤维封层、稀浆封层、复合封层、微表处、超薄磨耗层、碎石封层等；

功能性养护方案：主要包括直接加铺罩面、表面层铣刨重铺等。

功能性养护方案：主要包括直接加铺补强、沥青面层铣刨重铺、面层铣刨基层补强、路基路面结构重建。

2）技术方案选择

从“结构、材料、荷载、环境、经济”等方面综合考虑，采用基于多指标(路面损坏、平整度、车辙、抗滑、结构强度等)，对各设计单元进行养护方案设计，实现技术与经济并重，结构与功能相统一的养护设计思路。处治方案设计是基于设计目标的确定，路面设计目标应结合其结构使用寿命、路用性能要求、设计交通量等因素综合确定；根据已设定的设计目标，对设计单元展开包括路面结构厚度、结构组合、材料组成等关键环节的设计，而最终的处治方案还应通过功能性验证方可采用。

3、处治

结合养护方案的分类，会得到多个备选处治方案，针对这些备选方案，需结合《公路沥青路面养护技术规范》中各个方案的适用范围、适用特点等，围绕着技术及经济两方面因素进行综合比选，并最终推荐出一个技术上可行，经济上合理的最佳处治方案。