(湖南高速公路集團有限公司衡陽分公司,湖南 長沙 410008)
伴隨科學技術的飛速發展,預防性養護在高速公路養護工作中的作用也日益突出。此技術主要是針對公路建設中或病害發生前對路面采取各種預防措施,以此實現養護目的[1]。預防性養護由于養護成本低、效果好等優點成為未來公路養護的必然選擇。采取公路預防性養護措施既提升了公路的經濟效益,同時也有利于我國社會經濟的可持續發展。
湖南省于1988年興建蓮易高速公路,為混凝土路面,截至2019年年底其通車總里程已經達到6802km,新建改建的基本為瀝青路面。由于瀝青路面擁有表面平整、無接縫、行車舒適、振動小、噪音低、耐磨、不揚塵易清洗、施工期短、養護維修簡便、可再生利用等一系列的優點,全國高速公路瀝青路面越來越多,水泥路面越來越少。而因為受到周圍環境因素的影響和施工技術之間存在的差異性,使得瀝青路面在使用過程中的情況及質量也會有所不同。其日常養護工作就顯得尤為重要,而采取預防性養護措施有針對性地及時解決路面問題,是保證高速公路運營穩定性的關鍵所在。
對高速公路進行養護的時候,需結合其瀝青路面的具體情況,選擇合理、有效的養護技術,以此提升公路的整體性能[2]。對于預防性養護技術而言,一般有稀漿封層養護技術、微表處理養護技術、霧封層養護技術和薄層罩面技術、超薄磨耗層技術等。
稀漿封層養護技術最大的特點便在于和原來路面進行黏結的程度比較高,具有較好的封水效果以及較強的抗滑性能。按照礦料配比的差異,稀漿封層可分為三類。此技術主要適用于裂縫比較小或者不太嚴重及各種滲水等問題的處理。采用此養護技術不但能夠有效避免病害溶蝕現象,而且能夠起到防滑作用。需要注意的是,在采用此技術前應確保透層瀝青部分和基層瀝青部分的質量合格,并將基層表面進行徹底清掃以后才能施工,否則會對封層部分和基層部分間的黏結力造成影響,進而引發嚴重問題。此外,為避免層間存在的動力水壓造成的危害,需對混合料進行科學配比并選擇合適的施工設備,對基層損壞嚴重的路段應選擇大型銑刨機。
在實施高速公路養護作業的過程中,如果遇到路面強度比較高且路面損害不大的路段,可以選擇微表處理養護技術。此技術不但能對路面的使用功能和耐磨性進行修復,還能夠延長道路的使用年限。微表處理養護技術一般應用于城市干線道路和機場跑道等。在應用時需結合相關技術要求、設備具體情況和施工時的天氣狀況等,對材料用量進行合理調整,并在施工前對路面進行預處理,嚴控養護質量,以確保工作的順利實施,其具體過程見圖1。

圖1 微表處理養護技術的運用過程
高速公路一般在經過長期使用后便會產生輕微的龜裂、細紋現象等問題。因為雨水等因素的不斷侵害,路面部分的滲水性也會加強,進而加重了路面的損傷程度。在此階段路面結構雖保存尚好,但如果不及時處理很可能會導致坑洞病害、網裂病害等。對此,采用霧封層養護技術時可以利用噴灑設備在瀝青路面表面噴灑流體狀材料,將其滲入裂縫之中,如此不僅可以修復路面,還可以恢復路面的黏附力。此養護技術的封水效果和放水效果都比較好,同時還能補充路面輕質油分,具有一定的再生作用。
薄層罩面養護技術主要指采用瀝青混合料攤鋪機在原瀝青路表面攤鋪一層瀝青混合料,一般厚度選取15~30mm,以20mm 左右最宜,能夠有效恢復原有路面平整度,提升路面抗滑能力,處治如坑洞、裂縫、轍槽等病害,有效延長道路使用壽命。
根據施工工藝與材料不同可分為冷薄層罩面和熱薄層罩面兩種。冷薄層罩面主要采用的材料為乳化瀝青或改性乳化瀝青與集料的混合物,在常溫下進行施工,具有延長施工季節、節省瀝青用料、減少污染能耗等優點。熱薄層罩面指采用熱瀝青混合料進行攤鋪,具有養護效果好、攤鋪厚度易于調節、可承載重交通、服務壽命長等優點,通常采用AC 密級配瀝青混合料或SMA瀝青混合料。
超薄磨耗層(Novachip)作為一種新型的預養技術,它是一種間斷級配粗集料與改性瀝青的熱拌混合料,施工工藝主要分兩步:一是在舊瀝青路面上噴灑一層較厚的特種改性瀝青作為粘層;二是同步鋪筑熱拌瀝青混合料,厚度一般為1~2.5cm,主要應用于高等級路面的輕微病害的矯正性養護,也可用于新建道路的表面磨耗層,具有抗車轍、抗磨耗、抗滑、降噪等改善路面使用性能的特點,施工簡單、對交通影響小。
出現此問題的主要原因一般是該區域中的路面在使用過程或地基建設過程中出現問題,通常情況下此問題只出現于一小段路面,屬于單獨問題,所以在預防性養護方面的難度比較低。可結合路面裂縫的具體情況判斷其產生的破壞力度,如果裂紋比較小且沒有持續開裂,則只需簡單修補。
路面如果出現集中形式的網狀裂紋,則表示其路面下方的穩定性已被破壞,且范圍比較大。所以面對此情況需對裂紋面積和所在區域重點關注,其解決措施和對不集中裂紋的處理方式類似,如果面積不大可忽視;如果對比相關標準后,其裂紋等級達到二級以上且開裂嚴重,則需重點關注路面出現的積水情況,一旦路面沉降嚴重應采取相應的預防性養護技術處理路面的積水問題。
在對路面出現的車轍問題進行養護過程中,要重點關注路面下方的情況,在設計路面時便對其承載能力作出了預算,所以,如果路面是在正常使用的前提下出現車轍則是不合理的,此時需結合有關數據和具體信息重新計算其承載力,當路面實際承載力比應用承載力小的時候便會出現問題,此時可采取以下措施:其一,對路面實施應用管理,對車輛行駛數量和速度進行一定的限制;其二,結合具體使用需求加強其承載力。如果車轍程度比較淺且積水只是短時間內停留在公路表面,對其整體強度影響不大則不用處理;如果車轍等級達到二級,車轍便會不斷加深,而路面積水會長時間殘留在車轍之內,若不及時清理便會影響路面強度,此時可采用封層技術處理;如果車轍等級達到三級時,其車轍現象便會十分明顯,會嚴重阻礙車輛的正常行駛,此時需要全面整修路面。
出現此問題的主要原因通常是因為車輛行駛或者路基不夠穩定,如果公路等級達到一級的時候可忽略此輕微情況。伴隨公路等級的不斷提高,公路在使用頻率和重要性方面也會發生變化。所以在高速公路建設的過程中,如果出現路面不平整的問題必須結合其重要程度,合理選擇相應的處理措施,如采取稀漿封層技術對其簡單處理。同時,路面在使用過程中還需注意路面實際情況,在處理時要綜合考慮。
(1)對路面橫向裂縫進行及時灌縫處理。
(2)對局部表面松散、麻面、輕微網裂等采用熱補處理。
(3)對大面積抗滑能力下降、輕微車轍、表面松散、麻面等采取微表處處理。
(4)對路面抗滑系數較低、車轍較嚴重或病害較集中的路段,應采取局部車轍加罩面維修處理。重點開展坑槽熱補、微表處及薄層罩面等養護技術進行研究,并適時推廣應用。同時積極開展新技術、新材料、新設備、新工藝研究和應用,確保路面良好的使用狀況。
綜上所述,高速公路在建設過程和養護過程中采用預防性養護技術不僅可以降低養護成本,而且可以獲得較好的養護效果。養護工作人員應針對采用瀝青混凝土作為基礎材料的路面早期出現的裂縫問題、車轍問題、平整度問題等進行分類,選擇合適的養護技術,有針對性地對路面病害進行養護,以此確保公路的使用質量。