楊光華 彭東黎

湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

摘 要：公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作為主動(dòng)科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方式,，對(duì)農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)具有指導(dǎo)作用。根據(jù)農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)特點(diǎn),，本文提出農(nóng)村瀝青公路與水泥混凝土公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹式?jīng)Q策方案,，并就決策樹中裂縫修補(bǔ)、坑槽修補(bǔ),、翻漿修補(bǔ)等具體養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行說明,。

關(guān)鍵詞：預(yù)防性養(yǎng)護(hù);農(nóng)村公路;措施;

作者簡(jiǎn)介：楊光華(1971-)，男,，教授,，主要研究方向:交通運(yùn)輸工程。;

基金：湖南省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(201703);

引言

隨著公路里程總量日益增加,，以及交通流量不斷增多與交通荷載持續(xù)增大,，農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)工作需要不斷提高養(yǎng)護(hù)水平，采用科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)方式[1],。但現(xiàn)在部分農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)還是事后養(yǎng)護(hù),，存在三個(gè)弊端:一是對(duì)交通影響時(shí)間較長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)應(yīng)對(duì)遲緩;二是修補(bǔ)費(fèi)用較高;三是有損路面美觀,。公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作為主動(dòng)科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方式,，做到事前養(yǎng)護(hù)，對(duì)農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)具有重要指導(dǎo)作用,。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是指養(yǎng)護(hù)部門在公路路面結(jié)構(gòu)良好或路面病害初期,，當(dāng)使用性能降低到某一水平值時(shí)，就可以對(duì)路面采用一系列預(yù)養(yǎng)護(hù)措施,，如微表處,、裂縫修補(bǔ)、稀漿封層,、薄加鋪層等,，通過這些措施恢復(fù)路面使用功能，防止各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步降低[2],。農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不但延長(zhǎng)公路使用壽命,，還可節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，也順應(yīng)“四好農(nóng)村公路”建養(yǎng)發(fā)展需求。國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)研究主要側(cè)重于瀝青路面[3],，由于其養(yǎng)護(hù)決策復(fù)雜[4],，并不適合農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具體情況，因此本文運(yùn)用簡(jiǎn)單明了的決策樹和具體養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施對(duì)農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)進(jìn)行分析,。

1 農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策分析

1.1 影響?zhàn)B護(hù)決策因素

公路路面養(yǎng)護(hù)決策時(shí)需要考慮很多因素,，決策過程比較綜合和復(fù)雜。對(duì)于農(nóng)村公路來說,，主要考慮的決策因素有以下幾個(gè)方面:(1)路面結(jié)構(gòu)承載能力,。路面在自然環(huán)境,，特別是車輛荷載的影響下,，路面結(jié)構(gòu)承載能力會(huì)逐步降低,，從而造成其路面病害逐步增多，以及使用性能指數(shù)降低,，影響車輛正常行駛,。(2)路面病害情況。一般用路面狀況指數(shù)和路面主要病害情況反映,，路面狀況指數(shù)大小確定路面大中修措施,，如是不是罩面、加鋪等,，路面病害的主要類型一般決定著在大中修前路面需采取的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施等,。(3)交通流量。路面上車流量的大小常使路面結(jié)構(gòu)的承載能力下降,，并使路面病害不斷加劇,，在養(yǎng)護(hù)決策的時(shí)候，交通流量的多少也需引起決策重視,。(4)其他,。其他因素中養(yǎng)護(hù)人在實(shí)際養(yǎng)護(hù)中的決策經(jīng)驗(yàn)也對(duì)決策結(jié)果有一定的監(jiān)管作用。另外公路管理部門的行政因素也在一定情況下影響其養(yǎng)護(hù)決策,。對(duì)農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)而言,，主要是簡(jiǎn)化考慮因素，一般只考慮路面技術(shù)狀況評(píng)價(jià)指數(shù)(PQI)的因素,。

1.2 農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況指數(shù)

農(nóng)村公路路面主要是瀝青和水泥混凝土路面,。瀝青路面技術(shù)狀況評(píng)定應(yīng)包括路面損壞(PCI)、路面行駛質(zhì)量(路面平整度RQI),、路面車轍深度(RDI),、路面跳車(PBI)、路面磨耗(PWI),、路面抗滑性能(SRI)和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(PSSI)七項(xiàng)內(nèi)容,。水泥混凝土路面技術(shù)狀況評(píng)定應(yīng)包括路面損壞,、路面平整度、路面跳車,、路面磨耗和路面抗滑性能五項(xiàng)內(nèi)容。鑒于農(nóng)村公路設(shè)計(jì)速度低,、道路等級(jí)低,、行駛車輛少的特點(diǎn)，以及PQI各分項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重中二,、三,、四級(jí)公路采用PCI(權(quán)重占0.6)和RQI(權(quán)重占0.4)二個(gè)指標(biāo)。因此本文采用主要的路面損壞狀況(PCI)與路面行駛質(zhì)量(平整度RQI)二個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),，來評(píng)價(jià)農(nóng)村公路路面的性能情況,。

1.2.1 路面損壞狀況指數(shù)

用路面損壞狀況指數(shù)(PCI)來評(píng)價(jià)路面結(jié)構(gòu)完好度和路面破損度，其計(jì)算公式如下[5]:

式中:DR為路面破損率(%);a0為路面系數(shù),，瀝青路面采用15,，水泥路面采用10.66;a1為路面系數(shù)，瀝青路面采用0.412,，水泥路面采用0.461;A1為第三類路面的損壞的累計(jì)面積(m2);A為路面檢測(cè)或調(diào)查面積(m2);wi為第i類路面損壞的權(quán)重或換算系數(shù);i為路面損壞類型,，包括損壞程度(輕、中,、重);i0為損壞類型總數(shù),，瀝青路面取21，水泥混凝土路面取20,。

計(jì)算出來的PCI值根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》,，農(nóng)村公路將其分為:優(yōu)(≥90)、良(≥80,<90),、中(≥70,<80),、次(≥60,<70)和差(<60)五個(gè)等級(jí)。

1.2.2 路面行駛質(zhì)量指數(shù)

農(nóng)村公路路面行駛質(zhì)量(路面平整度)評(píng)價(jià)指數(shù)(RQI),，其計(jì)算公式如下[5]:

式中:IRI為國(guó)際平整度指數(shù)(m/km);a0為模型參數(shù),，農(nóng)村公路采用0.0185;a1為型參數(shù)，農(nóng)村公路采用0.58,。

計(jì)算出來RQI值,，根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，農(nóng)村公路將其分為:優(yōu)(瀝青≥90;水泥≥88),，良(≥80,，瀝青<90;水泥<88)，中(≥70,<80),，次(≥60,<70),，差(<60),。

1.3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹決策

對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策優(yōu)化的方法有很多，但大部分采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法和優(yōu)化算法,，這些方法在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策時(shí)，雖然比較精準(zhǔn),，但運(yùn)行比較復(fù)雜,，約束條件較多。而決策樹作為一種項(xiàng)目級(jí)決策,，具有簡(jiǎn)單明了的特點(diǎn),，因農(nóng)村公路在養(yǎng)護(hù)決策時(shí)考慮的評(píng)價(jià)指標(biāo)較少，適合用決策樹對(duì)農(nóng)村公路路面進(jìn)行項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)決策,。在使用時(shí)可結(jié)合養(yǎng)護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)靈活運(yùn)用,，也便于工作人員理解,。因此將決策樹應(yīng)用于農(nóng)村公路的項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)決策是可行的。

1.3.1 瀝青公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹

圖1給出了農(nóng)村公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策的思路流程。在決策時(shí)根據(jù)其情況采取相關(guān)預(yù)防性修補(bǔ)技術(shù)措施,，主要是日常養(yǎng)護(hù)和局部罩面等。

圖1 農(nóng)村瀝青公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹

1.3.2 水泥混凝土公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹

圖2給出了農(nóng)村公路水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策思路圖,，在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策時(shí)根據(jù)其情況采取相應(yīng)技術(shù)措施,。主要是日常養(yǎng)護(hù),、填封接縫和裂縫,，及其他病害修補(bǔ)等。

圖2 農(nóng)村水泥混凝土公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹

1.4 不適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路面狀況

以上兩圖利用決策樹形式對(duì)農(nóng)村公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策進(jìn)行了分析,，但其中有些情況可能并不適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù),，要視具體情況而定，主要有如下幾種情況:(1)路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫;(2)路面龜裂程度處于大于10%的中等程度或2%的嚴(yán)重程度狀況;(3)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)前,，路面呈現(xiàn)有大量裂縫,，且大于5mm;(4)路面上中等以上補(bǔ)丁面積占20%以上嚴(yán)重補(bǔ)丁情況，或有大量補(bǔ)丁情況;(5)路面上有坑槽面積已大于0.1m2的嚴(yán)重坑槽狀況;(6)瀝青路面有深度大于15mm的車轍;(7)瀝青路面表面有較多的推移式波浪擁包;(8)路基條件差,，路面出現(xiàn)濕度損壞或者排水條件差等,。上述情況中如果有一個(gè)或多個(gè)發(fā)生于路面，一般不建議使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,，則路面需要用修復(fù)性養(yǎng)護(hù)等措施來處理,。

2 農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要技術(shù)措施

2.1 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要技術(shù)

2.1.1 裂縫修補(bǔ)

路面裂縫2～5mm:先使用高壓空氣器工具把裂縫里面吹干凈,，使其縫內(nèi)無雜質(zhì)塵土等，并清掃干凈;后用工具把調(diào)制好的低稠度熱瀝青或乳化瀝青按順序灌入縫內(nèi),，直至縫隙填滿;再把干凈石屑或砂填到縫中并搗實(shí);隨后清除修補(bǔ)溢出縫外瀝青及石屑,、砂等，恢復(fù)交通,。

路面3～5mm裂縫:先把裂縫里和邊緣的松動(dòng)料,、塵土、雜物等清掃干凈,，并保證縫內(nèi)干燥;后用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進(jìn)行灌縫處理,，灌縫后,，表面應(yīng)灑布粗砂或3～5mm的石屑;再清除干凈現(xiàn)場(chǎng)縫外多余填封料,，恢復(fù)交通。

2.1.2 坑槽修補(bǔ)

首先在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)按照要求設(shè)置相關(guān)安全標(biāo)志;在路面修補(bǔ)坑槽處畫好大小合適,，并和道路中心線平行與垂直的方形修補(bǔ)輪廓線;在修補(bǔ)輪廓線內(nèi)側(cè)1cm位置進(jìn)行切直開槽,，如有基層損壞，開槽深度應(yīng)20cm以上直至槽底穩(wěn)定部分;一般在開槽后當(dāng)天就回填,、夯實(shí),、養(yǎng)生。其回填要層鋪層夯,，由外及內(nèi)分層壓實(shí)三遍,，并注意邊角壓實(shí)程度。修補(bǔ)坑槽處進(jìn)行油層攤鋪:先清除干凈養(yǎng)生土,，把坑槽切齊刷油,，油層邊緣切齊，清理干凈基層表面和油層邊緣,。然后刷邊油,、澆底油，抹油整齊均勻,。把瀝青混合料均勻攤鋪在坑槽內(nèi),，并找平壓實(shí)，修補(bǔ)處需稍高于原路面,?？硬蹆?nèi)攤鋪的瀝青混合料按基層碾壓法碾壓，需達(dá)到無輪跡印,。修補(bǔ)面層碾壓后,，清理現(xiàn)場(chǎng)并恢復(fù)正常交通。

2.1.3 沉陷與翻漿修補(bǔ)

路基不均勻沉降引起路面沉陷,，如果土基與基層穩(wěn)定密實(shí)后不再沉降,，一般可采用修補(bǔ)路面層法,。修補(bǔ)時(shí)依路面破損程度采用不同修補(bǔ)措施，修補(bǔ)時(shí)在沉陷處先用粘層瀝青噴灑或涂刷,，再鋪瀝青混合料壓實(shí)平整好,。在路基含水量增大和行車的共同作用下，造成的翻漿,。在修補(bǔ)時(shí)挖去面層和基層全部松軟部分,。將基層材料涼干后加入砂礫，分層填補(bǔ)并夯實(shí),，最后恢復(fù)面層,。

2.2 水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要技術(shù)

2.2.1 填封裂縫

對(duì)寬3mm以下的輕微裂縫采用擴(kuò)縫灌漿法修補(bǔ):先把修補(bǔ)裂縫擴(kuò)寬擴(kuò)深成溝槽，寬度1.5～2.0cm,，深度依裂縫深度定,，但深度低于2/3板厚。用工具清除干凈縫隙里面雜物碎屑等,，清除干凈后,，填入0.3～0.6cm大小的清潔石屑。把準(zhǔn)備好的灌縫材料灌入擴(kuò)縫內(nèi),。達(dá)到通車條件,，則開放交通。

對(duì)于路面裂縫寬度3～5mm貫穿全厚的中等裂縫,，補(bǔ)縫可用條帶罩面法:(1)在裂縫兩側(cè)約15cm處切縫,，沿縫鑿深度約7cm，清除兩橫縫內(nèi)混凝土;(2)先沿裂縫兩側(cè)鉆成對(duì)鈀釘孔,，釘孔對(duì)應(yīng)垂直于裂縫且裂縫每一側(cè)不少于10cm,，深約7cm，同側(cè)孔間隔約50cm,。在成對(duì)鈀釘孔間打一對(duì)和鈀釘直徑約一致的釘槽;(3)用Φ16的螺紋鋼彎制成長(zhǎng)約20cm,、彎鉤長(zhǎng)約7cm的鈀釘;再將鈀釘插入已填滿砂漿的孔內(nèi)并安裝好;(4)縫內(nèi)壁切割好并鑿毛清理干凈，修補(bǔ)面先刷同比水泥沙漿,，澆筑混凝土并振搗密實(shí)抹平,、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等;(5)在修補(bǔ)塊面板兩側(cè)用切割機(jī)開伸縮縫，灌注填縫劑;(6)開放交通,。

2.2.2 填封接縫

清理干凈接縫中舊填縫料,、雜物和灰塵。在接縫修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)前,，先用熱瀝青涂刷縫壁,，縫內(nèi)壓進(jìn)接縫板。再用瀝青或其他填縫料填實(shí)抹平接縫板接頭,、接縫板和傳力桿之間的間隙,。如用加熱式填縫料修補(bǔ),，先加熱填縫料，再灌入填滿,，同時(shí)用鐵鉤來回鉤動(dòng)使縫壁的粘結(jié)及接縫填灌飽滿,。如氣溫較低季節(jié)施工，應(yīng)將接縫預(yù)熱,。

2.2.3 其他病害修補(bǔ)

1)沉陷處理

沉陷處理需設(shè)置排水設(shè)施:在路面與路肩需保持設(shè)計(jì)橫坡;路面的裂縫,、接縫需密封;安置縱向積水管與橫向出水管。

根據(jù)路面沉陷情況,，能采取面板頂升的,，采取面板頂升?；疽?(1)頂升面板之前,，在面板下沉板處約50m距離用水準(zhǔn)儀測(cè)量下沉量，由縱斷面算出升起值;(2)在路面下沉混凝土面板處鉆深度大于板厚2cm的孔;(3)用起重設(shè)備或千斤頂頂升板塊;(4)可采用水泥砂漿做灌注材料;(5)每孔的灌注材料通過鉆孔壓入后用木楔等堵住灌孔,，壓漿全部完成后拔出木楔,，再用高強(qiáng)度水泥砂漿堵孔;(6)當(dāng)抗壓強(qiáng)度達(dá)到6MPa可開放交通,。

2)坑洞修補(bǔ)

對(duì)單個(gè)坑洞修補(bǔ),，把坑洞清理干凈，填充水泥砂漿材料后密實(shí)平整好,。

對(duì)成片的多個(gè)坑洞區(qū),，用水泥混凝土薄層法修補(bǔ)。在坑洞區(qū)切割出相關(guān)面積的圖形邊線,，線型與路中心線平行或垂直,，深度達(dá)6cm以上。取出切割修復(fù)區(qū)內(nèi)混凝土清除后,，把切割面內(nèi)的光滑面鑿毛,，掃除干凈槽內(nèi)混凝土碎屑雜質(zhì)。振搗密實(shí)好補(bǔ)入槽內(nèi)混凝土拌和物,，使其與原混凝土面板高度相一致,，再壓紋處理。噴灑養(yǎng)護(hù)劑等養(yǎng)生,。

對(duì)深度3cm內(nèi)的較大面積成片區(qū)坑洞,，用瀝青混凝土來修補(bǔ)。(1)坑洞區(qū)鑿出治理區(qū),，其圖形邊線和道路中心線平行或垂直,，深度一般為2～3cm，再清除干凈混凝土碎屑,。(2)先槽底面及槽壁層涂灑好粘層瀝青,，再鋪筑瀝青混凝土并碾壓密實(shí)平整好,。

3 結(jié)語

在當(dāng)前農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)工作提出新要求的情況下，采用主動(dòng)性的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種較科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法,，根據(jù)農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)的實(shí)際情況,，需提供一套簡(jiǎn)單明了的決策方式和具體技術(shù)措施。通過運(yùn)用決策樹決策等進(jìn)行農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù),，從實(shí)踐情況來看,，養(yǎng)護(hù)過程操作簡(jiǎn)單，運(yùn)用效果顯著,。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中具有施工期短和方便,、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益良等優(yōu)點(diǎn)，因此,，緩解農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)壓力具有重要意義,。

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