346国道张家港段路面预防性养护方案研究

徐玉兰

摘 要：考虑到本项目交通量的增长，为保障路面安全、舒适、快速的服务质量，确保设计年限内路面使用寿命，建议对路面进行预防性养护。相比中修养护，预防性养护效益高费用低，能降低修复性养护发生率，起到降低公路养护成本的目的。

关键词：路面病害;养护;罩面

引言：

随着区域经济的不断发展，公路工程建设的逐步推进，全市路网结构进一步优化，道路交通量日益增大。为适应不断增长的交通量，保障路面安全、舒适、快速的服务质量，确保设计年限内路面使用寿命，急需对路面进行养护维修。

1.项目背景

346 国道苏州段穿苏州市北部地区（太仓、常熟、张家港），起点位于苏沪交界处，与沿江高速公路基本平行，终点为张家港江阴交界，全长120公里。随着道路服务年限的增长，路面陆续出现了各种不同程度的病害，导致路面服务能力下降，急需进行路面养护维修，恢复路面使用质量，延长路面寿命。

2.项目必要性

1、国道优先入库，消除次差等路，预防优先

根据《江苏省普通国省养护工程科学决策实施意见》（试行），本着“国道优先入库，消除次差等路，预防优先，鼓励中修”的原则，将预防养护、修复养护和专项养护等适合进行项目库管理的养护工程纳入项目库管理。

结合本项目现状路面进行了调查及评定、养护历史、气候环境等资料，346国道张家港段整体性良好，仅局部略有病害，建议将346国道优先纳入项目库管理，进行预防性养护。

2、现状路面主要损坏类型，符合预防性养护路况标准

根据《江苏省普通国省道预防性养护设计指南》（试行），对路面实际病害进行充分调查，核查路面实际情况是否符合相应的预防性养护宏观和微观路况。

本项目根据现行《公路技术状况评定标准》，对整个路段所有路面破损进行类型分级，得到路面破损率（PCI）、路面平整度（RQI）、路况指标路面结构强度（PSSI）、路面车辙（RDI）评价较好，基本为优。以上指标，符合预防性养护所要求的路况宏观标准。

预防性养护所要求的微观标准为：路面抗滑性能不足、轻度裂缝、轻度松散、泛油、轻度车辙、行驶舒适性不足等病害。

而本项目范围内路面检测指标抗滑性能（SRI），平均指数在75以下，评价为“中”。说明本项目路面抗滑性能不足，结合现状路面破损的病害类型，符合预防性养护微观路况破损程度特征。

346国道作为国道一级公路，路况标准要求较高，目前现阶段适用于采取预防性养护。

3、提高路面抗滑性能，改善行驶条件，降低交通事故发生概率

根据路况调查及评定结果，346国道张家港段路面破损率PCI及路面平整度RQI评价较好，基本为优。但抗滑性能（SRI）检测，平均指数在75以下，评价为“中”;路面磨耗指数PWI基本位于78以下，评价为“中”。说明本项目路面磨耗较大，抗滑较差。

本项目线形较好，车速较快，车辆所需的安全制动距离较长。道路的安全性与路面的抗滑性能直接相关，为避免路面交通事故的发生，急需改善本项目路面的抗滑性能。

通过对本项目进行预防性养护，选取耐久性好、摩阻系数大的路面材料，做一层薄层罩面措施来提高路面抗滑性能，从而降低交通事故发生率。

4、降低修复性养护发生率，降低路面全寿命周期使用成本

本项目改扩建后运营已达12年，路面已接近其使用年限，历年以日常养护为主。部分段落在2018～2019年期间进行了中修，有些段落在2020年期间进行了预防性养护。通过前期的预防性养护工程中发现，在病害发生初期，进行预防性养护，较好的控制了病害向更深层次发展，目前路面运营效果较好。

考虑到本项目交通量的增长，为保障路面安全、舒适、快速的服务质量，确保设计年限内路面使用寿命，建议对路面进行预防性养护。相比中修养护，预防性养护效益高费用低，能降低修复性养护发生率，起到降低公路养护成本的目的。

3.项目研究范围

本次养护工程路段范围为张家港市 346国道（K115+322～K125+600下行路段、K142+977～K151+977上下行路段），养护路段全长28.278km。

4.交通量

4.1历年交通量调查

根据346国道2018年～2020年的交通量统计数据，由交通量组成分析可知，客车比例较高，2020年各车型交通量组成客车占比63%，货车占比37%。其中，小货车占比7%，中货車占比6%，大货车占比6%，特大货占比9%，集装箱车占比9%。根据规范分析，本项目六车道路段服务水平为2级，服务水平良好，且交通量变化整体呈增长趋势，增长幅度较大。

4.2交通量分析

通过对客车、货车比例进行统计分析，近三年项目路段客车比例逐年增加，2020 年客车占比63%，货车占比37%。

根据历年交通量统计数据及发展趋势分析，2026年346国道交通量预测结果日均交通量为30650pcu/日，2031年日均交通量为32572pcu/日。根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ D50-2017），按设计年限 5 年计算，设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为11.7×106，交通等级属于重交通荷载等级。

5.老路面的调查评定结果以及病害产生的原因

5.1路面现状病害调查

对本项目路面进行了病害状况调查，主要开展工作包括：养护历史资料的搜集整理、路面破损情况调查、桥面破损调查、排水状况调查、路面弯沉检测、路面取芯、平整度检测、沥青路面车辙检测、路面抗滑性能检测等。

5.1.1病害类型

现阶段项目路段出现了一些不同程度的病害，主要病害为横、纵向裂缝。裂缝在调查路段普遍存在，部分贯穿半幅路面，大多贯穿第一、第二车道，目前已进行灌缝处理。有多处修补，影响行车舒适性，部分路段特别是交叉口存在车辙，个别段落出现唧浆。

5.1.2沥青路面性能总体评价

（1）路面损坏状况评价PCI总体状况一般，上行PCI评价为“优”的路段为89.3%，评价为良的路段为10.7%;下行PCI评价为“优”的路段为100%。总体上行略差于下行。

（2）从路面强度情况来看，本项目上下行路面行车道结构强度评价较好，代表弯沉值平均值分别为上行20.09和下行20.62。

（3）本次检测路段的路面行驶质量RQI评价尚可，上行车道总体评价为“优”，RQI平均值为91.55;下行车道总体评价为“优”，RQI平均值为92.46。

（4）本次检测路段的道路面车辙深度指数RDI评价尚可，上行车道总体评价为“优”，RDI平均值为90.37;下行车道总体评价为“优”，RDI平均值为92.48。

（5）整体而言，上、下行车道抗滑性能评价等级均为“中”，说明该路段抗滑性能需改善。

（6）以百米为评价单元进行统计。项目路段路面跳车状况较好，设计路段局部存在轻度跳车。

（7）本次检测路段的路面磨耗指数PWI，上行车道总体评价为“中”，PWI平均值为74.26;下行车道总体评价为“中”，PWI平均值为74.52。

（8）从路面使用性能来看，与2021年7月公路局检测结果对比分析，路面使用性能PQI有所下降，上行路面使用性能PQI衰减率为2.2%;下行路面使用性能PQI衰减率为1.9%。

5.2病害产生主要原因

1、横向裂缝

横向裂缝一般为基层反射裂缝，跟基层材料及温度有关。基层在成型过程中，材料收缩会形成横向裂缝;而温度骤降，基层也会发生低温收缩后开裂。

基层的收缩对沥青面层底部产生拉力，拉力超越沥青面层的抗拉强度时，沥青面层底部就逐渐开裂。并随着温度、路面缝隙水、车辆的反复荷载作用，导致沥青面层底面裂缝向上扩展到路表，从而形成横向裂缝。

2、纵向裂缝

根据现场调查分析，本项目个别路段存在纵向裂缝。纵向病害产生原因主要有以下三方面因素。

①交通量快速增长

本项目交通量较大，在重载交通的反复荷载作用下，部分路面结构产生破坏，从而产生纵向裂缝。

②老路路面施工原因

由于本项目路面进行过多次中修养护，部分路段仅对行车道进行了中修，施工时新老路面拼接处易产生纵向裂缝。

③沥青面层老化

由于本项目路段车流量大，重载车辆多，路面在长期使用过程中出现了不同程度的车辙病害，随着时间的发展沥青面层的抗弯拉性逐渐降低，在车辙轮迹带处易出现应力集中，从而产生纵向裂缝。

3、车辙

本项目车辙多出现在交叉口范围以及一般路段的行车道，根据以往经验及现场调查和取芯芯样分析，本路段车辙为流动型车辙。

近几年江苏省连续经历夏季高温作用，沥青路面材料在高温环境下发生软化变质，抗剪强度降低;再加上本项目路段重载交通量大，当遇到车辆荷载较大的剪应力作用时，容易產生横向推移等变形破坏。流动性车辙有明显隆起，跳车感明显。

6.路面处治方案

基于调查检测结果，本项目调查范围内全线路面弯沉较小，路面结构强度整体较好，但部分路段技术状况不能满足《江苏省普通国省道养护工程科学决策实施意见（试行）》（苏交公养〔2020〕162 号）中的“双优”要求。

各车道技术状况差异性较大，本次设计拟采用单车道处治的原则，对局部路段路面进行修复，扼制病害的发展、延缓新病害的产生，提高路面整体技术状况，延长路面使用寿命。

结合路面调查评价结果和病害成因分析，本项目K115+322～K125+600段下行、K142+977～K151+977段上下行现场调查看该段出现了一些不同程度的病害，主要病害为横、纵向裂缝，裂缝在调查路段普遍存在;另外局部位置有修补，影响行车舒适性，部分路段特别是交叉口存在车辙，个别段落出现唧浆。从钻芯取样来看，该段病害处基层、底基层芯样基本成型。

本次工程范围路面还未发生功能性破坏，刚出现轻微病害，为了保持道路的良好运营状态、延缓未来的路面破坏，推荐在老路面表层修复后再做路面预防性养护，以恢复路面整体使用功能。

6.1路面处置方案比选

本项目路段交通荷载等级为重交通，为保证路面强度及抗车辙性能，对路面处置方案选取两种工艺进行比选。

方案一：薄层罩面

在老路面层或修复后面层表面采用薄层罩面措施，加铺3cmSMA-10沥青玛蹄脂混合料（SBS改性）。

优点：薄层罩面措施，表层抗滑改善和路面出新;与既有的适应性较强，且具有一定抗反射裂缝能力;增厚沥青面层厚度，降低半刚性基层荷载敏感性，有助于提高结构疲劳寿命;使用寿命长。

缺点：每平方米造价70元，造价相对较高。

方案二：渗固磨耗层

在老路面层或修复后面层表面铺上渗固磨耗层，厚度1cm。

优点：渗固磨耗层技术，能有效修复原路面缺油、松散等病害，封闭毛细裂缝;施工简便，工序少，施工周期相对较短;工程造价较低，每平方米造价35元。

缺点：使用寿命短，且行车噪声大。

综合方案比选，本次346国道张家港段预防性养护，采用薄层罩面工艺，在老路面层或修复后面层表面采用薄层罩面措施，加铺3cmSMA-10沥青玛蹄脂混合料（SBS改性）。

7.结束语

在病害发生初期，对346国道张家港段路面进行预防性养护，可以延长公路使用寿命、保持公路完好、提高路面使用质量。相比中修养护，预防性养护效益高费用低，能降低矫正性路面养护发生率，起到降低公路养护成本的目的。

参考文献：

《江苏省普通国省养护工程科学决策实施意见》（试行）

《江苏省普通国省道预防性养护设计指南》（试行）

《江苏省普通国省道养护工程科学决策实施意见（试行）》（苏交公养〔2020〕162 号）