淺談公路瀝青路面的預防性養護

（甘肅省隴南公路局，甘肅 武都 746000）

我國瀝青路面的里程不斷增加，標準也不斷提高。隴南公路局所管養的路段，經國省干線災后重建及路網改造等項目的實施，路面等級大幅度提高，行車條件得到了很大改善。隨著不斷增長的交通量及大噸位超限超載車輛的行駛，瀝青路面的破損日趨嚴重。延長瀝青路面的使用壽命成為備受關注的問題。早在20世紀七八十年代，國外就開始使用同步碎石封層、稀漿封層、微表處等預防性養護措施；現在我國也普遍使用。近年來，其在隴南公路局養護的G316線、G212線、S205線及G75高速公路養護中也得到廣泛使用。本文對公路瀝青路面的預防性養護做簡要介紹和探討。

1 預防性養護的概念及其重要意義

公路預防性養護針對已建成的公路瀝青路面延緩其破損時間，保持或提高使用性能，但不增加路面承載力。必須明確，預防性養護僅適用于瀝青路面表面層的修復，而不能解決路面結構層出現的病害。

路面的壽命重在預防性養護，其重要意義有以下四個方面：

1）路面可具有優良的使用性能；

2）使用壽命大大延長；

3）降低在使用壽命周期內的成本；

4）節約養護維修資金。

2 預防性養護技術使用中須解決的問題

2.1 什么時間采取預防性養護措施

預防性養護措施必須在適宜的天氣環境下實施，如同步碎石封層、稀漿封層、微表處等必須在高溫無雨的天氣下施工，才能達到預期效果。

2.2 在什么路段采取預防性養護

要選擇適宜路段，針對病害采取相應措施，即在不同的病害路段，實施不同的預防性養護。

3 瀝青路面預防性養護技術

3.1 同步碎石封層

同步碎石封層技術是用專用設備（如同步碎石封層機）把碎石、粘結劑（熱瀝青、改性瀝青、乳化瀝青等）同步鋪灑在路面上，經自然車輛或膠輪壓路機碾壓而形成瀝青碎石磨耗層。瀝青路面表面處理層及低等級公路的面層施工常用到此項技術，可延長瀝青路面使用壽命10-15年。

3.1.1 材料和設備的選用

為了確保同步碎石封層施工質量，需在施工前進行相關試驗驗證，以確定骨料和瀝青之間的物理化學相容性。確定同步碎石封層機后，還要選用相應的機具設備以及配套的作業流程，以實現高質量、高效率的施工效果。

3.1.1.1 瀝青的選用

同步碎石封層技術對于瀝青的選擇和使用，原則上沒有特別的要求，但要注意確保瀝青的撒布溫度、撒布量，在這一條件下，普通瀝青、重交瀝青、乳化瀝青、改性瀝青的使用普遍可以獲得較好的效果。值得一提的是，瀝青使用量是影響封層質量的重要因素。瀝青使用量過少，封層的路面會出現嚴重的碎石脫粒；使用量過多，泛油現象則會出現。通常，瀝青使用量要根據交通量、路面狀況、施工季節等進行調整，如大交通量的道路用量宜減少5%～10%，秋季施工用量比夏季應增加5%左右。

3.1.1.2 骨料的選用

同步碎石封層技術常用的骨料有花崗巖、玄武巖、石灰巖等，對骨料種類沒有特別要求，但某些情況下，對于骨料的選擇還是要有針對性，例如針對不同的交通量和路基結構等。由于同步碎石封層技術施工的面層厚度較薄，骨料一般使用單一級配碎石顆粒（非一般意義的“石屑”），級配顆粒常用粒徑有2～4mm、4～6mm、6～10mm和10～14mm等。

3.1.1.3 設備的選用

同步碎石封層機在同步碎石封層操作中是主機，屬于專用設備。國內道路施工市場常見的同步碎石封層機有法國賽格瑪（SECMAIR）公司生產的30通用型、40通用型、41型、45通用型、凱撒路霸連續式和河南省高遠公路養護設備有限公司生產的XY5250TSF型等，各有特點，可選范圍很大。

除主機外，與同步碎石封層機配套作業的機械有50型裝載機1臺、9～16t膠輪壓路機2臺、25～40t瀝青運輸車1臺、8t灑水車1臺、路面除塵設備和小型銑刨機各1臺。

3.1.2 施工工藝

瀝青路面的預防性養護和修復性養護一般采用二次封層操作。第一次封層用6～10mm、10～14mm粗碎石形成骨架；第二次用2～4mm細碎石嵌縫。兩次封層后使用輪胎壓路機碾壓或通過自然行車碾壓。在遇到瀝青路面有10cm以上的車轍、沉陷等病害時，可采用多次封層不同粒徑碎石的施工方法加以解決。下面就以舊瀝青路面加鋪防水磨耗層的典型預防性養護為例，介紹同步碎石封層機的具體施工工藝。

3.1.2.1 施工前的準備

1）實地勘察施工路段的路面狀況、交通量等。

2）認真分析數據并做試驗，以便確定施工具體方案，包括施工結構選擇，瀝青和碎石的選用，對車轍、坑槽等病害的預處理等。

3）做好配套機具的調配、組織等工作。

3.1.2.2 施工流程中的具體操作技術

1）為確保安全，在施工路段內設置道路施工提示標志。

2）確定原材料（如瀝青、碎石等）、設備（例如主機、配套機具等）已準備就緒；確定主機技術狀態良好、各項參數設定正確，并現場試驗。

3）清掃施工路段，確保路面無塵土、垃圾等。

4）在一段路面上進行試封層，并根據其效果對各作業參數進行調整，直至達到預期效果，然后進行長距離連續施工。

5）隨后輪胎壓路機立即進行3～4遍碾壓。若采用自然行車碾壓，通行車輛必須限速行駛。

6）分幅封層施工時，另一幅可以開放交通。要做好分幅封層搭接縫的處理工作：第一幅封層時暫留10～15cm寬度不撒布碎石，待第二幅封層時沿預留瀝青邊緣進行同步碎石撒布。

3.1.2.3 施工后的技術工作

1）封層后的1h（或2h）可以開放交通，但需要對通行車輛限速（≤40km/h），以防止快速行車造成碎石飛濺。

2）對散落在路邊的碎石進行清除。

3.2 微表處

微表處是采用機械設備將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水和添加劑等按照設計配合比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上，形成具有高抗滑和耐久性能的薄層。

3.2.1 微表處的適用范圍

微表處作為預防性養護的有效方法之一，主要應用在改善路面抗滑性能、降低路面滲水、進行車轍修復等方面。由于微表處厚度僅1厘米左右，并不能增加路面抗變形的能力，因此，必須確定一個微表處實施的合理適用范圍。擬實施微表處的路段應滿足以下條件：

1）原路面結構強度必須滿足要求；

2）原路面存在的裂縫、坑槽、龜裂、網裂等病害必須事先進行修補、灌縫處理。

3.2.2 微表處所用的原材料要求

微表處混合料由合理配比的乳化瀝青、改性劑、集料、水和填料等組成的，材料質量的好壞直接關系到混合料的性能。

1）集料的選擇：規范要求集料的砂當量不低于65%，高于對普通稀漿封層用集料砂當量不低于45%的要求，也高于規范中高速公路瀝青面層用細集料砂當量不小于60%的要求。

2）膠乳改性劑的選擇：微表處混合料大多選用膠乳改性劑，其中最為常見的是SBR膠乳。

3.2.3 微表處的配合比設計

根據中心試驗室提供的目標配合比，在工地試驗室試配完成初步的施工配合比，其設計步驟如下：

1）對料場堆放的各種原材料進行試驗檢測。

2）確定集料的配合比例，使合成級配在要求的級配范圍內。

3）根據經驗初選乳化瀝青、礦料、填料、水和添加劑用量，進行拌和試驗和粘聚力試驗，拌和試驗溫度應考慮最高施工溫度，粘聚力試驗的溫度應考慮施工中可能遇到的最低溫度。

4）進行濕輪磨耗試驗，確定最小瀝青用量，進行負荷輪碾壓試驗，確定瀝青用量的最大值。

5）根據經驗在瀝青用量的可選范圍內選擇適宜的瀝青用量。

6）經多次試驗后，在充分考慮原路面狀況、氣候及交通因素等基礎上綜合確定初步的混合料配比，在試驗段施工時進行驗證，若發現異常及時調整，并最終確定合適的施工配合比。

3.2.4 微表處施工工藝流程

封閉管制交通→銑刨隆起的車轍→病害處治→清掃路面→放樣放線→攤鋪→修補修邊→碾壓→早期養護→開放交通。

3.2.5 微表處攤鋪

1）稀漿封層機標定：攤鋪車的標定目的是讓施工配合比通過攤鋪的各個計量系統得以準確執行。

2）裝料：將符合要求的礦料、改性乳化瀝青、填料、水、添加劑等分別裝入攤鋪機的相應料箱。為保證礦料級配的均勻一致，裝機前在集料場須用配料機將不同料徑的礦料摻拌均勻。

3）攤鋪：銑刨車轍后先用MS-3型微表處填補車轍槽，再對整個行車道鋪筑一次MS-3型微表處，其具體施工工序如下：

①將裝好料的攤鋪機開至施工起點，對準走向控制線，并調整攤鋪箱攤鋪厚度與拱度，使攤鋪箱周邊與原路面貼緊；

②攤鋪車運行前，在銑刨邊緣縱向標線處固定直徑為1cm、長度約為攤鋪一車料的麻繩，防止稀漿混合料外溢，確保攤鋪直順且與銑刨邊緣銜接平順；

③根據生產配合比和現場礦料含水量情況，調整各料門的高度或開度；

④開動發動機，接合拌和缸離合器，使攪拌軸正常運轉，并開啟攤鋪箱螺旋分料器；

⑤打開各料門控制開關，使礦料、填料、水同時進入拌和缸，當預濕的混合料推移至乳液噴出口時，乳液噴出；

⑥調節混合料在分向器上的流向，使混合料能均勻地流向攤鋪箱左右；

⑦調節水量，使稀漿混合料稠度適中，嚴格控制外加水量；

⑧當稀漿混合料均勻分布在攤鋪箱的全寬范圍內時，操作手通知駕駛員啟動封層車，緩慢前進，一般前進速度為10-30m/min，應保持混合料攤鋪量與生產量的基本一致，保持攤鋪箱中稀漿混合料的體積為攤鋪箱容積的1/2左右；

⑨當攤鋪機上任何一種材料用完時，應立即關閉所有材料輸送的控制開關，讓攪拌缸中的混合料攪拌均勻，在送入攤鋪箱攤鋪完后通知駕駛員停止前進；

⑩將攤鋪箱提起，把攤鋪機連同攤鋪箱開至路外，清潔攪拌缸和攤鋪箱；

?查對材料剩余量。

3.2.6 人工修復局部施工缺陷

混合料攤鋪后，若發現局部施工缺陷，應立即進行人工修補，修補要有重點，其重點涉及起點、終點，縱向接縫，過厚、過薄或不平處，尤其對超大粒徑礦料產生的縱向刮痕，應盡快消除并填平。修補后應達到表現平整，邊沿順直，接縫平順。

3.2.7 碾壓

待稀漿混合料破乳后表面無褐色斑點時，立即采用8-16T膠輪壓路機進行碾壓，碾壓2-3 遍，碾壓速度10km/h。碾壓時壓路機不得在微表處上停留、調頭和急轉彎。碾壓后應達到表面平整密實，無劃痕。

3.2.8 初期養護

碾壓結束后進入微表處初期養護階段，在此時間內不得有人員和車輛在微表處上行走，直至微表處凝結成型、滿足開放交通的條件。

3.3 石屑封層

石屑封層是一種經濟型養護手段，可保護路面并延長路面壽命。石屑封層的具體操作工藝是將瀝青粘結料噴灑在路面上，隨即鋪灑一層大小均勻的石屑。新路面則是對骨料進行碾壓定位，然后掃去松動的石屑。石屑封層也存在缺點，初期養護時間較長，車輛高速行駛時噪音較大，路面上的松散集料易被高速行駛的車輪帶飛并粘附在車身和擋風玻璃上，松散的集料還會導致抗滑能力減弱。因此，石屑封層一般很少用在大交通流量和高速行駛的道路上。但隨著材料改進與新技術發展，石屑封層的缺點逐步得到了解決，因此也被用于大交通流量道路的保護、增加抗滑性以及延長路面壽命等。

3.4 稀漿封層

稀漿封層是一種敷設在路表面的預防性養護層，是將適當級配的乳化瀝青、填料（水泥、礦粉等）、骨料、水和外加劑等原料按一定比例摻配拌合，制成均勻的混合料，并按要求的厚度和寬度攤鋪在路面上。

隨著新材料、新技術涌現，聚合物改性瀝青就是其中之一。聚合物改性瀝青屬于改性瀝青的典型代表，因其突出的優異性能而得到普遍應用。改性乳化瀝青稀漿封層具有以下優點：

1）具有更高的抗磨耗性能，可完成對原路面的車轍修復；

2）與熱瀝青薄層罩面相比，具有更好的封層效果，能更好地防止路表水下滲，保護路面結構；

3）在路基路面穩定的前提下，優質的改性乳化瀝青稀漿封層使用壽命可達5年以上；

4）可在施工后1-2個小時開放交通，極大地縮減開放交通時間，減少施工對交通的影響。

稀漿封層的施工工藝如下：修補路面病害→清掃路面→灑水預濕→備料和攤鋪→初期養護成型→開放交通。

3.5 薄層罩面

薄層罩面是在原有路面上加鋪一層厚度不超過2.5cm的熱瀝青混合料，可有效地防止品質正在下降的路面繼續惡化，改善其平整度，恢復路面的抗滑阻力，校正路面的輪廓，對路面有一定的補強作用。薄層罩面的缺點是養護費用較高。此外，由于薄層罩面熱鋪面層較薄、易冷卻，不宜使用振動壓路機，不易達到較高的密實度，因此在操作薄層罩面前要特別注意混合料設計、溫度控制、碾壓工藝和壓路機選型等環節。

3.6 裂縫填封

裂縫填封是常規的養護措施。對瀝青路面裂縫實施有效的填封，可以大大減少坑槽的形成和裂縫的進一步發展。根據養護實踐，對瀝青路面的裂縫及時選用性能優良的密封膠進行有效的填封處理相當重要。

4 結語

預防性養護是一種新的養護管理理念，是對傳統養護的突破，是現代科技養護的典范應用。實踐證明，在路面不同使用階段，科學、合理選擇預防性養護措施，能降低養護成本，節約資金，有效延長路面使用壽命。