随着公路运营时间及运营环境的不断变化,沥青路面将不同程度的出现各种病害,如裂缝、坑槽、车辙及沉陷、唧浆、松散等。加强路面病害原因诊断与养护对策选择,完善沥青路面养护设计,对保持路面良好技术状况,保障路网整体效能发挥,服务经济社会发展和人民群众安全便捷出行等具有十分重要意义。
2019年3月1日,我国《公路沥青路面养护设计规范》JTG5421-2018正式实施。该规范适用于各等级公路沥青路面预防性养护及修复养护设计,不包括日常养护、公路改扩建及应急养护。该规范立足于标准化,在路况专项调查与评价、养护类型划分、病害原因诊断、养护对策选择、结构组合设计、方案综合比选等提出了系统的分析及设计方法。
一、养护类型及参考范围
评价单元养护类型划分方法
值域范围 | 养护类型 | |||
PCI | RQI | RDI | SRI | |
≥A1 | ≥B1 | ≥C | <D | 预防养护 |
<C | - | 修复养护 | ||
B2~B1 | - | 预防养护 | ||
<B2 | - | 修复养护 | ||
A2~A1 | ≥B2 | - | 预防养护 | |
<B2 | - | 修复养护 | ||
<A2 | - | 修复养护 |
养护标准值参考范围
公路等级 | 值域范围 | |||||
PCI | RQI | RDI | SRI | |||
A1 | A2 | B1 | B2 | C | D | |
高速公路、一级公路 | 90 | 85 | 90 | 85 | 80 | 75 |
二级公路、三级公路 | 85 | 80 | 85 | 80 | 80 | - |
四级公路 | 80 | 75 | - | - | - | - |
二、路面病害原因诊断
公路沥青路面各类病害产生的原因可以从路基结构稳定性、基层结构完整性、面层结构完整性及表面层材料性能等四个方面进行分类分析。
路面病害原因诊断
序号 | 病害原因类型 | 典型病害类型 | 病害位置专项调查结果 | 主要原因分析 |
1 | 路基结构不稳定 | 变形、沉陷; 严重纵向裂缝; 唧浆等 | 1.路表面破坏严重,纵向裂缝较长; 2.路基土含水率大,土质不均匀; 3.路基土强度不足 | 1.温度应力导致路基拼接缝开裂; 2.路基土质不良导致不均匀沉陷; 3.软土地基结构承载能力不足 |
2 | 基层结构破坏 | 龟裂、块裂; 横向裂缝; 纵向裂缝; 严重车辙; 唧浆等 | 1.病害发展至基层; 2.基层松散破坏; 3.路面结构强度不足; 4.基层材料无侧限抗压强度偏低; 5.裂缝发展形态为下宽上窄 | 1.基层结构疲劳破坏; 2.温度应力导致基层开裂; 3.水分渗入基层产生水损坏 |
3 | 沥青面层结构破坏 | 龟裂、块裂; 横向裂缝; 纵向裂缝; 车辙; 推移; 坑槽等 | 1.基层结构完整; 2.沥青面层整体开裂; 3.结构层厚度及空隙率变化较大; 4.面层与基层脱离; 5.面层沥青混合料劈裂强度偏低; 6.裂缝发展形态为上宽下细; 7.渗水系数偏大 | 1.沥青面层温度应力裂缝; 2.沥青面层疲劳裂缝; 3.沥青面层抗剪强度不足; 4.层间黏结不足; 5.沥青面层材料压密或流动变形; 6.水损坏 |
4 | 沥青表面层性能衰减 | 抗滑不良; 泛油; 松散; 轻微车辙; 细微裂缝等 | 1.构造深度不足; 2.石料磨光值不足; 3.表面层混合料空隙率变小 | 1.表面层材料压密变形; 2.表面层石料磨光; 3.表面层沥青黏附性下降;、 4.表面层沥青老化变质 |
三、预防性养护对策
路面预防性养护:针对路面整体性能良好但有轻微病害,为延缓性能过快衰减、延长使用寿命而预先采取的主动防护工程。
预防养护措施预期使用年限
措施 | 含砂雾封层 | 稀浆封层 | 微表处 | 碎石封层 | 纤维封层 | 复合封层 | 超薄磨耗层 | 薄层罩面 |
时间(年) | 2 | 2~3 | 2~3 | 2~3 | 2~3 | 3~4 | 3~4 | 3~5 |
预防养护措施应用条件
公路等级 | 交通荷载等级 | 预防养护措施 | |||||||
含砂雾封层 | 稀浆封层 | 微表处 | 碎石封层 | 纤维封层 | 复合封层 | 超薄磨耗层 | 薄层罩面 | ||
高速公路、 一级公路 | 重及以上 | △ | × | ★ | × | × | ★ | ★ | ★ |
中及以下 | ★ | × | ★ | △ | △ | ★ | ★ | ★ | |
二级及以下公路 | 重及以上 | △ | △ | ★ | △ | △ | ★ | ★ | ★ |
中及以下 | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ |
注:★-推荐,△-谨慎推荐,×-不推荐
四、修复性养护对策
路面修复养护:在沥青路面出现明显病害或部分散失服务功能的情况下,为恢复路面技术状况而进行的修复性养护工程,分为功能型修复及结构型修复两类。
路面修复养护类型划分及养护对策选择
养护类型划分 | 适用性条件 | 建议养护对策 | ||
病害原因类型 | 路面结构完整性评价 | 整体结构强度 | ||
功能性修复 | 表面层性能衰减 | 基层及中下面层保持完好 多数病害未贯穿表面层结构 | 满足 | 直接加铺罩面 直接加铺碎石封层+罩面 |
基层及中下面层保持完好 表面层发生较大面积损坏 | 满足 | 表面层铣刨重铺 | ||
结构型修复 | 表面层性能衰减 | 基层及中下面层保持完好 多数病害未贯穿表面层结构 | 不足 | 直接加铺补强 |
面层结构破坏 | 基层保持完好 面层整体发生较大面积损坏 | 满足 | 沥青面层铣刨重铺 | |
不足 | 面层铣刨,基层补强 | |||
路基结构不稳定基层结构破坏 | 基层或底基层发生较大面积破坏 | 不足 | 路基、路面结构重建 |
注:1.根据路面技术状况和病害发生层位确定铣刨厚度。
2.沥青面层铣刨重铺包括铣刨一层加铺两层、铣刨两层重铺两层或三层、铣刨三层重铺三层等类型。
3.整体结构强度应结合弯沉检测、承载板、钻芯取样等数据综合判定。
五、养护设计原则
1. 公路沥青路面养护设计应包括调查与评价、病害诊断与养护对策选择、技术设计和施工图设计等内容。
2. 公路沥青路面养护设计应遵循分段设计、分类处理的基本要求。设计方案应考虑路况、结构、材料、施工、荷载、环境、经济、安全、环保等方面因素综合比选确定。
3. 公路沥青路面养护设计应实行动态设计,及时跟踪公路病害发展情况,并根据实际需求进行设计变更。
4. 公路沥青路面养护设计应积极采用新技术、新材料、新工艺、新设备等,对涉及工程质量和安全的四新技术,尚无相关标准参考的,应经过试验论证后方可规模化使用。
总之:公路沥青路面养护应遵循在适宜的时机、适宜的路段,采用适当的技术,才能达到预期的延长道路使用寿命、提升道路服务质量的目的,任重道远。
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