摘要 老舊瀝青路面往往存在各種明顯和隱性病害的威脅，其中隱性病害對(duì)道路結(jié)構(gòu)完整性和性能產(chǎn)生潛在影響?；诖?，該文在隱性病害識(shí)別和評(píng)估的基礎(chǔ)上，建立了隱性病害指標(biāo)體系，并提出了針對(duì)性的瀝青路面隱性病害處治方法。同時(shí)結(jié)合某公路的狀況，根據(jù)不同路況等級(jí)，提出針對(duì)性的處治方案，包括銑刨回鋪、罩面和非開(kāi)挖注漿等方法。在綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、施工復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)效果的基礎(chǔ)上，建議在路況等級(jí)為I級(jí)路段直接對(duì)原路面局部病害進(jìn)行處治后直接加鋪，II級(jí)和III級(jí)的路段采用非開(kāi)挖注漿修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞 隱性病害；隱性病害指標(biāo)體系；病害處治；加鋪；非開(kāi)挖注漿修復(fù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）15-0047-04

0 引言

隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，道路網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，承載著日益增長(zhǎng)的交通流量和負(fù)荷[1]。但道路在長(zhǎng)時(shí)間的使用和自然環(huán)境的侵蝕下，會(huì)形成一些明顯可見(jiàn)的病害和隱性病害。與明顯可見(jiàn)的病害相比，隱性病害在道路養(yǎng)護(hù)和維護(hù)中經(jīng)常被忽視，但其對(duì)道路結(jié)構(gòu)的完整性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和材料性能方面產(chǎn)生著潛在的負(fù)面影響[2-3]。隱性病害主要指那些在道路表面不易察覺(jué)或沒(méi)有明顯痕跡的問(wèn)題，如微小裂縫、水損害、基層松散等。準(zhǔn)確識(shí)別、評(píng)估和有效治理隱性病害成為提高道路可靠性和延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵任務(wù)[4]。

基于此，該文在隱性病害識(shí)別及評(píng)估的基礎(chǔ)上，建立隱性病害指標(biāo)體系，并綜合考慮結(jié)構(gòu)完整性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及材料性能，制定出隱性病害處治原則，提出針對(duì)性的瀝青路面隱性病害處治方法。

1 工程概況

南昌市新建區(qū)境內(nèi)G105國(guó)道，是南昌與九江往來(lái)聯(lián)系的重要干線，路線呈北向南走向，全長(zhǎng)14.90 km，公路等級(jí)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路面寬度為28.5 m，路面類(lèi)型為瀝青混凝土路面。該路段分為三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型基層及底基層完全相同，僅面層瀝青混合料存在一定的區(qū)別。

2 評(píng)估指標(biāo)體系建立

（1）路面結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)

通過(guò)調(diào)研，公路雷達(dá)圖像信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)取芯結(jié)果相關(guān)性良好，說(shuō)明通過(guò)雷達(dá)圖像可較為準(zhǔn)確判斷路面內(nèi)部存在的隱性問(wèn)題，并可以通過(guò)異常信號(hào)的振幅、范圍大小判斷隱性問(wèn)題存在的層位及嚴(yán)重程度，最終確定了層間結(jié)合不良、松散、孔隙偏多、裂縫四種隱性病害，并建立了雷達(dá)特征圖譜，為大范圍探測(cè)路面內(nèi)部病害提供了可靠依據(jù)[5]；同時(shí)為了能夠更加直觀反映隱性病害對(duì)路面結(jié)構(gòu)整體影響程度，提出了路面內(nèi)部破損狀況指數(shù)IPCI對(duì)結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（2）路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)

路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度采用激光動(dòng)態(tài)彎沉值進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于激光動(dòng)態(tài)彎沉值比落錘式彎沉值更加敏感，更能夠更精確反映路面承載狀況，同時(shí)激光連續(xù)彎沉值與隱性病害類(lèi)型存在一定的相關(guān)性，路面內(nèi)部隱性病害發(fā)展程度隨著激光動(dòng)態(tài)彎沉值的增大而愈加嚴(yán)重[6-7]。當(dāng)路面連續(xù)式彎沉值gt;12（0.01 mm）時(shí)，路段內(nèi)部基本已出現(xiàn)了一定程度的隱性病害。其中，當(dāng)彎沉值≥12（0.01 mm）時(shí)，隱性病害均為層間結(jié)合不良、不密實(shí)或裂縫引起的層間松散或結(jié)構(gòu)層松散；當(dāng)彎沉值lt;12（0.01 mm）時(shí)，隱性病害多為層間不良或不密實(shí)，但很少出現(xiàn)松散現(xiàn)象，因此激光動(dòng)態(tài)彎沉值與隱性病害能夠進(jìn)行相互驗(yàn)證及補(bǔ)充，能夠更加立體地評(píng)價(jià)隱性病害。

（3）路面材料性能評(píng)價(jià)

當(dāng)路面中面層高溫性能出現(xiàn)衰減時(shí)，路面更容易出現(xiàn)車(chē)轍病害，因此車(chē)轍深度能夠較好反映中面層材料高溫穩(wěn)定性。

建立隱性病害評(píng)估指標(biāo)體系，隱性病害評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)如下表1所示。

3 隱性病害處治

根據(jù)上文分析，有針對(duì)性地制定瀝青路面的養(yǎng)護(hù)大修原則：

（1）通過(guò)隱性病害與激光動(dòng)態(tài)彎沉值相關(guān)性分析可知，當(dāng)路面破損狀況指數(shù)IPCIlt;70時(shí)，或代表彎沉值lLDD≥16（0.01 mm），路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的整體狀況相對(duì)較差；

（2）當(dāng)路面破損狀況指數(shù)IPCI在70～85之間，或代表彎沉值lLDD在12～16（0.01 mm）之間，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的層間分離及松散病害明顯增加，尤其是層間不良病害較為突出；或車(chē)轍深度RD≥10 mm時(shí)，路表車(chē)轍病害較為明顯。

（3）當(dāng)代表彎沉值lLDDlt;12（0.01 mm）或IPCIgt;85，且車(chē)轍深度RDlt;10 mm時(shí)，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的隱性病害相對(duì)較少，且路表車(chē)轍狀況也較好。

3.1 材料比選

上面層可采用公稱(chēng)尺寸為13.2 mm或9.5 mm的瀝青混合料，中、下面層可采用公稱(chēng)尺寸為16 mm或19.0 mm的瀝青混合料，可選的混合料類(lèi)型有U-PAVE、SMA、巖瀝青混合料、橡膠瀝青混合料、Superpave、EME等。上面層瀝青材料比選方案如表2所示，中、下面層瀝青材料比選方案如表3所示。

通過(guò)上述比選，發(fā)現(xiàn)：

（1）U-pave超薄鋪裝層具有較好的高低溫性能、密水性能及抗滑性能，是較好的罩面材料。

（2）改性瀝青SMA混合料為間斷級(jí)配，其骨架嵌擠好，高低溫性能均很優(yōu)良，且具有較好的路面抗滑、密水性能，能夠有效延緩裂縫發(fā)展，工藝成熟度高。

（3）在不增加造價(jià)的情況下橡膠瀝青AR-SMA混合料性能較改性瀝青SMA更加突出，且具有更好的抗疲勞性能及抗反射裂縫的能力，但在使用過(guò)程中后期性能不穩(wěn)定。

（4）Sup13型混合料雖具有一定的高低溫性能，但與改性瀝SMA及橡膠瀝青混合料相比，又存在一定的差距，同時(shí)施工質(zhì)量不易控制，路面密水性較容易出現(xiàn)偏大的情況。

由于U-pave瀝青混合料最大公稱(chēng)粒徑僅為10 mm，且具有較好的高低溫性能、密水性能及抗滑性能，可作為薄層罩面層的推薦材料；改性瀝青SMA-13具有較好的抗疲勞性能及抗反射裂縫的能力，且施工成熟度高，可作為上面層及罩面層的推薦材料。

通過(guò)上述比選，發(fā)現(xiàn)：

（1）Sup20型混合料級(jí)配均勻密實(shí)，具有一定的高低溫性能，且施工成熟度較高。

（2）復(fù)合高模量EME-14型混合料不僅具有較好的抗車(chē)轍性能，還能改善瀝青結(jié)構(gòu)層的整體受力。

（3）巖瀝青BRAB-20高溫穩(wěn)定性較為優(yōu)異，混合料整體性能優(yōu)于Sup20及高模量EME。為更好提升路面結(jié)構(gòu)性能，且考慮擬推薦中、下面層瀝青混合料采用復(fù)合高模量EME-14作為推薦材料。

3.2 處治方案比選

（1）針對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況較好的路段，即I級(jí)路段，可采取對(duì)原路面局部病害進(jìn)行維修后直接加鋪罩面的方案，無(wú)明顯病害路段處治罩面方案如圖1所示。

無(wú)明顯病害路段處治方案分析如下表4所示。

由上表4無(wú)明顯病害路段處治方案分析可以發(fā)現(xiàn)，方案a適用于需要加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)并具備較高抗裂縫和抗疲勞要求的情況，盡管造價(jià)稍高。而方案b則適用于維護(hù)成本較為敏感且未來(lái)改擴(kuò)建可能性較大的情況，但結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)效果不明顯。因此，針對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況好的路段，可采取對(duì)原路面局部病害進(jìn)行維修后直接加鋪4 cm改性瀝青SMA-13的罩面方案，采用此方案不僅可以對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，還提高了路面抗裂縫、抗疲勞及抗車(chē)轍性能。

（2）針對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在較多層間不良的路段，即II級(jí)路段，可對(duì)路面采用銑刨回鋪單層后罩面的方案，較多層間不良路段處治罩面方案如圖2所示。

較多層間不良病害路段處治方案分析如表5所示。

方案a適用于需要對(duì)局部病害進(jìn)行修復(fù)和補(bǔ)強(qiáng)的情況；方案b適用于需要對(duì)整體路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和提升整體受力性能的情況；方案c適用于降低造價(jià)和對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù)的情況。根據(jù)以上方案的比選，結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在較多層間不良的路段推薦采用銑刨回鋪2.5 cmU-PAVE10+5.5 cm復(fù)合高模量EME-14的方案。

（3）針對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況較差的路段，即III級(jí)路段，可對(duì)路面采用銑刨回鋪雙層后罩面的方案。具體銑刨回鋪雙層后罩面方案如圖3所示。

銑刨回鋪雙層后罩面方案分析如表6所示。

根據(jù)以上方案的比選，方案a適用于需要對(duì)局部病害進(jìn)行修復(fù)和補(bǔ)強(qiáng)，并方便對(duì)基層病害進(jìn)行處治的情況，施工較為復(fù)雜且結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)效果不明顯，但造價(jià)相對(duì)較低；而b方案雖然造價(jià)較高，但適用于需要對(duì)整體路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和提升整體受力性能，并方便對(duì)基層病害進(jìn)行處治的情況。針對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況較差的路段，推薦采用銑刨回鋪4 cm改性瀝青SMA-13+（8+9） cm復(fù)合高模量EME-14的方案，不僅能對(duì)銑刨后的原路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化，更有利于基層病害維修。

（4）考慮到傳統(tǒng)開(kāi)挖修復(fù)工程量大、維修費(fèi)用高，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)交通影響大，因此建議采用非開(kāi)挖注漿修復(fù)技術(shù)針對(duì)層間不良、裂縫等病害進(jìn)行處治，主要針對(duì)路況等級(jí)II級(jí)、III級(jí)路段。非開(kāi)挖逐漸技術(shù)可以有效提高各結(jié)構(gòu)層間的連續(xù)性，改善裂縫位置的受力狀況，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的板體性，并且可以對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及材料性能的衰減起到一定的緩解作用。

4 結(jié)論

南昌市新建區(qū)境內(nèi)G105國(guó)道（K1667+587～K1682+492）經(jīng)過(guò)多年運(yùn)營(yíng)，局部路段路面出現(xiàn)龜裂、車(chē)轍、沉陷等病害，病害的存在給行車(chē)安全帶來(lái)隱患，降低行駛舒適度，制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為防止路面損壞程度加劇，提高公路的服務(wù)水平、通行能力和安全系數(shù)，在2022年實(shí)施了G105國(guó)道預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)對(duì)典型路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，建立具體隱性病害指標(biāo)評(píng)估體系，并針對(duì)評(píng)估結(jié)果提出相應(yīng)的處置方案，通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)，可得出以下結(jié)論：

（1）以激光動(dòng)態(tài)彎沉代表值、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部破損狀況及車(chē)轍深度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立了隱性病害指標(biāo)評(píng)估體系，并采用此套體系將G105國(guó)道分成三個(gè)路況等級(jí)。

（2）結(jié)合不同路況等級(jí)的路面病害特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的路面銑刨回鋪、罩面及非開(kāi)挖注漿等方案，其中I級(jí)路段采取對(duì)原路面局部病害進(jìn)行維修后直接加鋪4 cm改性瀝青SMA-13的罩面方案，II級(jí)路段采用銑刨回鋪2.5 cm U-PAVE10+5.5 cm復(fù)合高模量EME-14的方案，III級(jí)路段采用銑刨回鋪2.5 cmU-pave10+10 cm復(fù)合高模量EME-14的方案，而考慮傳統(tǒng)開(kāi)挖修復(fù)工程量大、維修費(fèi)用高、修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)交通影響大，因此建議采用非開(kāi)挖注漿修復(fù)技術(shù)針對(duì)層間不良、裂縫等病害進(jìn)行處治，主要針對(duì)路況等級(jí)II級(jí)、III級(jí)路段。

（3）在實(shí)施的養(yǎng)護(hù)工程中，采取上述研究成果對(duì)路面病害分類(lèi)開(kāi)展整治，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]趙勇，蔣金城，古源，等.瀝青路面基-面層病害關(guān)聯(lián)性分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2023（18）：91-95.

[2]李佳.瀝青路面的病害原因與處治技術(shù)分析[J]. 工程技術(shù)研究， 2023（9）：50-52.

[3]于明明，張楊，陳濤，等.基于三維探地雷達(dá)路面隱性病害識(shí)別與評(píng)價(jià)[J]. 公路， 2023（3）：383-388.

[4]張江文.公路瀝青路面病害分析及養(yǎng)護(hù)[J]. 中國(guó)儲(chǔ)運(yùn)， 2023（4）：92-94.

[5]Mu Xuan T， Yu Lun W， Ji Zhi Z. Internal force redistribution caused by cracking of concrete in composite frame structures under lateral load[J]." Engineering Structures， 2023：283.

[6]于明明，張楊，陳濤，等.基于三維探地雷達(dá)路面隱性病害識(shí)別與評(píng)價(jià)[J]. 公路， 2023（3）：383-388.

[7]周彧.瀝青路面典型病害的機(jī)理及其防治措施研究[J]. 價(jià)值工程， 2023（4）：124-126.

收稿日期：2024-02-29

作者簡(jiǎn)介：陳華（1981—），男，本科，工程師，研究方向：項(xiàng)目建設(shè)管理。