摘要：
沥青混凝土路面作为城市道路常见的路面类型，目前已进入大规模的更新期，因施工、使用、养护、基层、路基、地质等的影响因素众多，普遍存在难以由道路面层状况直接确认道路病害的主因；在沥青道路更新施工前采取实证探因的方法探析病害因素、等级及相应的处理方式，可以提高沥青道路更新质量和减少投资。以某道路沥青路面的更新为例，探讨沥青路面更新中的通过施工与设计的有效结合，在投资限额下，采用基层补丁式的生态化、精细化的更新方式，达到道路更新质量提升目标的最优解，并为相应的沥青道路更新项目提供有益的参考。
关键词：市政道路；基层；弯沉值；补丁式更新
0 引言
沥青混凝土路面为2010 年以来大规模采用的市政道路路面类型，随着使用时间的增长，因各种因素的影响，沥青混凝土路面（以下简称路面）出现不同程度的病害，需要采取路面矫正性养护沥青网sinoasphalt.com。由于路面提升改造具有现状条件复杂、专业交叉、新旧不一、施工与运行并行等特点［1］，施工应综合考虑，根据道路病害的实际状况，采用合理、有效、精细的施工前期工作对路面的更新尤为关键。路表弯沉值不仅反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系，路表弯沉进入了一个相对稳定的缓慢变化阶段，即所谓的结构疲劳破坏的稳定发展阶段，并一直延续到路面结构出现疲劳破坏［2］。道路在使用寿命75％ 的时间内，路面性能下降40％ ，这一阶段称为预防性养护阶段。如不能及时养护，在随后使用寿命12％ 的时间内，路面性能再次下降40％ ；而采用结构性维护的成本，将是预防性养护费用的3 倍～ 5 倍［3］。路面矫正性养护一般用于道路出现明显病害或丧失服务功能的情况下，采取功能性或结构性恢复措施［4］。目前路面更新一般采用局部面层病害的全横断面结构破除重新施工道路结构（路面矫正性养护）的方式，出现项目投资大、现场状况与设计预设条件偏差较大、部分材料与结构层未达设计使用年限、结构层不存在病害或仅有不影响今后使用的轻微病害、拆除的材料量大及不能有效重新利用等状况，造成投资、资源浪费与环境的污染。随着项目的生态化、环境友好、生产减碳的新理念的发展，因此有必要采用生态化的更新方式———补丁式更新；选取有代表性的路面病害段，进行道路结构的坑探、分层平面检测、刨洗，设计、业主、监理与施工各参与方单位紧密结合的实证探因的方法，摸清沥青道路面层的表征病害与基层、垫层、路基损伤的因果关系，积累相关的数据，有依据地实施非全断面、基层补丁式的更新模式。
1 项目背景
项目位于某市城南区，呈东西走向，道路长度约2345 ｍ，道路等级为城市主干路，设计时速为40 ｋｍ／ ｈ。双向四车道，标准路段红线宽度为36 ｍ。项目道路于2014 年12 月完成建设通车，原路面结构为沥青混凝土路面。2018 年起为市区绕城过镜的唯一道路，主车道交通量大、重载车辆多，路面裂缝、沉陷、车辙和坑槽等病害比较多，病害呈片状；因病害产生的车辆事故多、车辆行驶噪声超标、交通拥堵等次生道路问题。项目预算投资80％ 为沥青混凝土路面的维护与基层的加固，15％为管道的疏通与更换，其他为地面设施。
2 道路的病害现状
2． 1 面层厚度磨损大
根据沥青混凝土道路面层总厚度检测结果，现状路面沥青面层不同程度的损耗、减薄程度较大，厚度均不符合道路面层厚度标准。
2． 2 面层病害分类及比例
面层病害分为松散类（坑槽、剥落）、变形类（车辙、沉陷、壅包）、裂缝类（裂缝、网裂、龟裂）［5］三类归类、统计汇总，如表1 所示。
桩号Ｋ1 ＋ 880—Ｋ2 ＋ 047 的167 ｍ 的直角大转弯路段，整体呈现较严重成片的坑槽，右幅面积为1 413． 21 ｍ2，左幅面积为885． 90 ｍ2；因拆迁与右幅外侧地块建筑标高偏低，原路面设计路面路幅的转弯坡度不足，说明有必要在该处采取限制车速、增设红绿灯或减速带、满足左右侧转弯坡度、调整转弯半径等路面设施的措施。
2． 3 道路结构弯沉值超差
实测结构弯沉值如表2 所示。对弯沉值Ｌｓ ＞ 100（0． 01 ｍｍ）路段路基补强处理采用聚合物注浆。路基补强注浆处理分布如表3 所示。
从桩号Ｋ0 ＋ 000 的高程19． 30 ｍ 至Ｋ1 ＋ 165的高程20． 25 ｍ，为傍山侧，松散类病害的面积4 066． 28 ｍ2 ，占右幅松散类病害64． 17％ ；路基弯沉值Ｌｓ ＞ 100，面积1 173． 48 ｍ2 ，占右幅注浆补强91． 04％ ，如表4 所示；在桩号Ｋ0 ＋ 130—Ｋ0 ＋ 152，Ｋ1 ＋ 111． 50—Ｋ1 ＋ 171． 50 注浆前干钻成孔的孔洞冒水，其他部位干钻成孔喷出土质较湿，说明傍山侧地下水对路基影响大，截断路侧的地下水对路基的侵蚀非常必要，而实际没有设置路边侧的截排水沟，小支路和地块的雨水都往路面排。右幅松散类病害比左幅多，主要因素：从桩号Ｋ0 ＋ 160—Ｋ0 ＋270，Ｋ0 ＋ 980 的高程19． 30 ｍ 至Ｋ2 ＋ 000 的高程24． 58 ｍ，为坡度大的爬坡段，松散类病害的面积为479． 73 ｍ2 ，2 747． 73 ｍ2 ，长度占比40． 71％ 、右幅松散类病害占比50． 93％ ，说明重载车爬坡段对路面松散类病害有较大影响，如表4 所示。
2． 4 道路的地下管线病害
道路下的ＨＤＰＥ ＤＮ300 ｍｍ 横穿雨、污水管出现泥砂淤积、堵塞、管道病害而引起的路面沉陷、裂缝以及雨水收水口井淤积、开裂等病害。道路左侧纵向ＨＤＰＥ 的ＤＮ500 ｍｍ，ＤＮ400 ｍｍ 的污水主管多段堵塞不通、井口溢出、路面积存污水面积大等。
3 基层补丁式的生态更新
目前道路沥青路面更新一般采用全横断面结构层全破除施工道路，随着道路施工的生态化、环境友好、生产减碳的理念和发展，因此有必要探索基层补丁式的更新方式。以本项目的实施为承载体，在施工准备中采用探因实证方式，并满足融合设计与投资的相关要求，探析与查清道路病害的相关影响因素与机制；根据ＣＪＪ 36—2016 城镇道路养护技术规范［6］、相应构建病害层次分析判断与评价模型，明确各区块病害等级；按小区域、分块的病害等级采取不同的道路病害处理方式，精细地实施项目更新目标。
3． 1 施工准备工作
1）选取桩号0 ＋ 100—0 ＋ 200 右幅的100 ｍ 段有松散类、变形类、裂缝类的路面病害、横穿管道、路基注浆处理作为开挖探查（坑探、原位测试）与预处理段；以现场实证探因为手段，以每种病害选取1 组～ 3 组剖面的开挖坑探直剖面及平面剥离的分层平面探测方式，通过拍照、摄像、必要的检测手段，设计、建设、监理、施工等单位现场探讨与确认，形成相应面层、基层、垫层、路基的图表与病害的因果分析报告，进一步摸清、分析病害的分布情况及病害的影响因素，如地下水，基层和垫层松散、强度降低、劣化与断裂，路基不稳定、管道病害（破裂、变形、异物插入、起伏等结构性缺陷；沉积、障碍物、树根等功能性缺陷），如图1 所示，提出消除病害的影响要因的工程处理措施；对于局部区域出现龟裂、翻浆、坑槽等严重病害，需要采取局部大修来恢复路面功能；路面弯沉值整体较大且结构强度不足，进行道路结构补强，如图2 所示，保证路面更新维护的主目标实现；通过调整与优化设计相关的内容，进一步清晰设计的要求与条件、项目清单特征要求，进而明晰与确认更新提升的统一施工标准与要求。
2）在取得相应数据后，结合今后路面标志线的划分，根据病害的不同与比例，采用沥青道路面层统一（5 ｃｍ ＋ 4 ｃｍ ＡＣ － 13Ｃ 细粒ＳＢＳ 改性沥青混凝土）、4 种不同基层结构的基层补丁式的更新类型。如表1，图3 所示。左、右幅靠中间分隔带的主车道更新占比大（58． 81％），为更新的重点和病害严重区域，基层出现断裂、松散、强度低等病害，说明重载车辆与车辆使用频率高的主车道对基层有比较高的要求，只有采用可满足使用要求的基层才能确保主车道面层的耐久性与稳定性。
3）根据道路病害实际情况，施工采取：ａ． 先地下，后地上；ｂ． 保质量，优进度。以施工准备的工作、时间（1． 5 个月）换取以后施工进度、质量的空间，避免工程开始时因匆促施工而产生施工中返工、投资超、施工要求与标准因现场变化而不明确、整体质量难以达到要求、施工时间延长、影响交通等状况出现；对病害进行统计整理分析，结合类似项目的施工经验、专家会诊意见、相应统计数据，提出有依据的合理化的处理建议清单和施工顺序，在后续的更新路段，通过有相关性的路面病害的表征确定基层的处理方法；解决沥青路面更新维护的共性与特殊问题，理清项目清单的分部分项特征表述不足。
4）在取得试验段的较好施工效果后，编制、实施分段封闭交通导改的流水作业，小区段的交通导改，增加施工区段，加快施工期的施工进度。
3． 2 基层补丁式施工要点
1）对道路地下横穿雨水、污水支管、主管按照人工清淤、吸污车吸污、高压冲洗、ＣＣＴＶ 检测的施工步骤查清管道病害情况，提交设计、建设单位确认更换管道标准、施工要求。从ＴＭＫ0 ＋ 0． 00—ＴＭＫ1 ＋ 460． 00 总计47 根ＤＮ300 ｍｍ 雨水横穿支管ＨＤＰＥ，因路面横向裂缝、沉陷、管道的塌管、沉降、暴裂、老化等需更换19 根，更换比例40． 43％ 。采用ＤＮ300 ｍｍ 球墨铸铁管、Ｃ20 混凝土满包是解决雨、污水横穿支管病害的有效措施。桩号Ｋ0 ＋ 850—Ｋ1 ＋ 000 段左侧餐饮店多，位于该侧的污水主管多点段被餐饮排入油脂块堵塞、排污不畅、外溢等，以后应由政府部门要求餐饮店设置隔油池解决，对主管道的病害缺陷进行非开挖补强。
2）从项目设计至施工间隔1 年3 个多月，经图片、现场比对，坑槽已由轻微、一般、小面积向严重、成片、面层基本剥离、较深的凹坑方向扩展；变形向松散、裂缝发展；裂缝由小到大、松散。病害整体面积基本变化不大，但病害日趋严重；另一方面，由于左幅路面（桩号Ｋ0 ＋ 680—Ｋ0 ＋ 800）收水口、管道堵塞、排水不畅；沿街商业密集、道路养护松弛；多段进行学校（桩号Ｋ0 ＋520—Ｋ0 ＋ 680）与安置房（桩号Ｋ1 ＋ 190—Ｋ1 ＋ 330）建设，在一年多的临边建筑物的施工时间内，因重载混凝土罐车、材料运输车辆频繁出入、车辆清洗水滴漏对左幅路面松散类病害面积的扩大有一定的因果关系，如表1 所示。
3）路段的路面弯沉值整体较大且结构强度不足，可进行路面结构加强。对于结构弯沉值大于100 的路面更新施工结构，破除38 ｃｍ 旧沥青路面（旧路面结构：4 ｃｍ ＡＣ － 13Ｃ 细粒ＳＢＳ 改性沥青混凝土＋ 6 ｃｍＡＣ － 16Ｃ 中粒ＳＢＳ 沥青混凝土＋ 8 ｃｍ ＡＣ － 25Ｃ 粗粒ＳＢＳ 沥青混凝土＋ 20 ｃｍ 5％ 水泥稳定碎石＋ 20 ｃｍ 级配碎石），加铺43 ｃｍ 沥青层的基层25 ｃｍ Ｃ20 混凝土调整为25 ｃｍ（或30 ｃｍ）Ｃ25 混凝土，如图4 所示。
4）施工破除基层边界规整，新浇筑的Ｃ25 混凝土基层周边与旧有其他材料基层交接处增加抗裂贴，整体基层上铺设双向型玻纤格栅，增强路面基层结构整体性、简化结构层次、规整更新形状，解决交接部位施工难点，简化施工程序。
4 结语
当路面出现一定程度的病害，应及时对路面进行维护。道路的有效管理与维护是维持与延长沥清市政道路的有效使用寿命的基本保证。选取一段或多段有代表性的病害路段为先行试验段，摸清路基、基层、面层、横穿管线的病害，整理分析病害数据、提出有针对性、相关性和合理化的处理建议与措施，是市政道路沥青路面的补丁式更新的前提；试验段先行是保证路面更新施工质量的有效手段。在投资总额限制下，设计施工一体化的承建模式是市政道路沥青路面的更新提升的有效模式。
基层补丁式的更新，实现少投资（为造价的1 ／ 2 ～ 1 ／ 3），减小资源浪费与环境污染，是环境友好型的建设方式。
参考文献：
［1］ 唐桂祥． 市政道路旧路改造工程设计分析［Ｊ］． 工程建设与设计，2019 （21 ）：129 －130，133．
［2］ 中交路桥技术有限公司． 公路沥青路面设计规范：ＪＴＧ Ｄ50—2017［Ｓ］． 北京：人民交通出版社，2017．
［3］ 于洪江． 旧沥青路面的评价和预防性养护时机研究［Ｄ］． 西安：长安大学，2007．
［4］ 范彦军． 城镇道路预防性养护分析［Ｊ］． 安徽建筑，2021（12）：159 － 160．
［5］ 庄志福． 城市道路路面的养护评价与策略研究［Ｊ］． 福建建筑，2022（9）：139 － 143．
［6］ 中华人民共和国住房和城乡建设部． 城镇道路养护技术规范：ＣＪＪ 36—2016［Ｓ］． 北京：中国建筑工业出版社，2016．
原创作者：赖家彬，中建远南集团有限公司，福建泉州352018。
