淺談高速公路預防性養護技術應用

王吉生

摘要：近年來，為降低高速公路路面的養護成本，延長道路的使用年限，酒泉公路局在高速公路預防性養護技術上的引進了一些“新技術、新材料、新工藝、新設備”，把科技創新能力建設放在優先地位，加大科技對公路養護的有力支撐，發揮科技創新的引領作用，積極推進了科學養護進程，在G30線嘉安段、瓜星段高速公路預防性養護技術推廣應用上取得了新突破。

Abstract： In recent years， in order to reduce the maintenance cost of expressway pavement and extend the service life of roads， Jiuquan Highway Bureau introduced some "new technologies， new materials， new techniques and new equipment" in the preventive maintenance technology of expressways， prioritized the construction of scientific and technological innovation capabilities， increased the strong support of technology for highway maintenance， played the leading role of scientific and technological innovation， and actively promoted the scientific maintenance process， and made new breakthroughs in the promotion and application of the preventive maintenance technology of expressway in the Jia'an section and Guaxing section of the G30 line.

關鍵詞：高速公路;預防性養護;應用

Key words： expressway;preventive maintenance;application

中圖分類號：U418.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0134-03

1 ?預防性養護的定義與類型

公路預防性養護是延緩瀝青路面受破壞的時間，并保持或提高使用功能，也就是說，預防性養護就是早期的防御性養護技術。將養護措施提前，在路面沒有出現早期病害時或路面性能降低時對路面進行養護措施，達到瀝青路面病害得到改善，保持或提高路面性能，延長瀝青路使用壽命，降低養護成本。

高速公路預防性養護主要包含裂縫處治、霧封層、微表處、碎石封層和薄層罩面等技術。本文主要對SMC薄層罩面技術和幾種新型霧封層技術在進行探討。

2 ?G30線嘉安段、瓜星段高速公路概況

G30線嘉安段、瓜星段高速公路地處酒泉市，屬于典型的大陸性氣候，位于絲綢之路的要塞，每天過往車流量大且外部環境惡劣，運行時間達十四年，其主要特點是、降雨少、蒸發大、風沙大、年平均降水量45.3mm，蒸發量3140.6mm，年平均氣溫8.8℃，平均最高氣溫24.9℃，最低氣溫-10.4℃。原路面結構為上面層 5cmAC-16+下面層 7cmAC-25，一些路段展開過微表處，但因實施時間已久，部分路段微表處、灌貼縫損壞嚴重，出現橫縱向裂縫、路面老化開裂滲水等問題。

3 ?SMC溫拌改性瀝青薄層罩面

G30線嘉安段SMC 溫拌罩面預防性養護工程施工樁號為養護SK2621+850-SK2625+200，行車道做過微表處施工。部分路段已經出現路基沉降、車轍、推移擁包、橫縱裂縫等多種路面病害，對該段進行了SMC改性瀝青薄層罩面施工。

3.1 SMC 改性瀝青薄層罩面施工工藝

3.1.1 SMC改性瀝青的加工工藝

SMC 常溫瀝青改性劑是以從廢舊塑料、廢舊橡膠等甲基苯乙烯類高分子材料中提煉出來的甲基苯乙烯類嵌段共聚物（Styreneic Methyl Copolymers，SMC）為主要材料，與環氧樹脂、環氧樹脂固化劑及其他助劑按一定比例配和而成的聚合物溶液。

道路石油瀝青進行 SBS 改性、提高了瀝青高穩定性和低溫抗裂性，再對 SBS 改性瀝青添加了 SMC 進行二次改性，SMC 改性瀝青生產的第一步便是 SBS 改性瀝青的生產。 首先將 SBS 改性瀝青生產設備進行檢查、調試、加熱升溫（185-190℃）。基質瀝青加熱至 185-190℃后洗罐 20min。試產。按 2t的量進行試產，將瀝青打入生產罐后依次緩慢加入 SBS 改性劑、助溶劑和穩定劑（SBS 改性劑摻量為基質瀝青的 4%，助溶劑摻量為基質瀝青的 4‰，穩定劑為基質瀝青的 1.5‰），首次加入剪切 30min后過磨，之后邊加入邊剪切邊過磨，過完磨的 SBS 改性瀝青打入發育罐（發育罐溫度 185-190℃）恒溫發育 6h。檢測合格后（檢測合格后可大批量生產）將 SBS 改性瀝青進行冷卻，冷卻至 160℃以下（本次生產冷卻至 150℃）時按基質瀝青 4%的量加入 SMC 溫拌改性劑。

3.1.2 攤鋪

為了確保施工完成后路面處于最佳的平整狀態，應用攤鋪機來實施攤鋪，在使用時要提前就位，緊隨設備之后，要使攤鋪的厚度調整到合適水平，對各類儀表加以校準，確保攤鋪機勻速向前直線平穩前進，攤鋪溫度通常控制在110-120℃區間。攤鋪工藝與普通新建路面的上面層攤鋪工藝基本無太大差別。

3.1.3 碾壓

碾壓之前要清掃邊緣散落的混合料，在具體碾壓時要先后經歷初壓、復壓和終壓三個環節。第一個環節采用十二噸雙鋼輪振動壓路機，要緊隨攤鋪機之后，立刻勻速靜壓一到二遍，速度要保持在2到3公里每小時，確保在溫度較高條件下獲得較佳的碾壓效果。

碾壓時要先從兩側開始，然后碾壓中央，先靜壓再振動，先慢慢碾壓，然后加快速度，要嚴格按照“緊跟、慢壓、高頻和低幅”準則來進行，壓路機要有2/3輪寬以上處于老路面，再由低往高逐次碾壓，如果使用靜壓方式碾壓，每次重疊輪寬要在20cm及以上，如果使用振動碾壓方式要使每次重疊輪寬在20cm以下。碾壓段落不能過長，折返距離要低于4m。在具體碾壓的過程中要重視控制好水量或油量，不能出現粘輪現象。

輪胎壓路機碾壓遍數根據試驗段來確定，碾壓時注意觀察碾壓效果，防止過壓。終壓采用12噸雙鋼輪壓路機，終壓應緊接在復壓后進行，碾壓2-3遍。

3.2 SMC溫拌罩面特點

該技術的應用給舊瀝青路面換上了新裝，平整度的改善提高了行車舒適性;抗滑能力提高了行車的安全性;使許多原路面表面病害得以治理，使道路使用壽命更長。此項技術具低能耗、低成本、施工靈活以及路用性能好等優勢特點。

3.3 效果評價

該路段改造后路面裂縫、車轍整病害全部治理完成，路面無松散、擁包，壓實效果良好，平整度、舒適度極大的提高，噪音降、造價成本降低。

SMC罩面施工便捷且十分靈活，不僅能夠確保瀝青路面施工質量，同時能夠有效提高施工進度。路用性能較好，常溫改性瀝青混合料鋪筑在某種程度上的模量水平的下承層上，具有較高的抗高溫剪切變形、抗低溫和疲勞裂開能力以及抗松散剝落能力和耐久性。加鋪改性瀝青混凝土薄層，跟普通瀝青混凝土相比，SMC常溫瀝青薄層更具有優勢：施工時對環境氣溫要求放寬了很多，即使在寒冬也可施工;由于SMC改性瀝青薄層加熱溫度較低，其所消耗的燃料少，且厚度薄，很適用于那些需要高程限制的路段，施工工期短，成效提升明顯，經濟效率高，對環境污染小。

4 ?霧封層

4.1 PRDC瀝健瀝青路面養護劑

G30線嘉安段SK2664+000-SK2668+000段，縱橫裂縫每公里平均2484延米，路面滲水、抗滑性能降低。對該段路進行PRDC瀝健瀝青路面養護劑（瀝健）施工。

4.1.1 PRDC的施工工藝

①封閉交通：嚴格依據《公路養護安全作業規范》中的規定，對施工路段加以密封，由專職安全員指揮交通，并根據施工進度移動標志牌。

②清掃路面：采用人力或機械來對路面進行清掃，要保證路面干燥清潔，裂縫中不能存在沙石等一些雜物垃圾。

③養護劑的攪拌：在施工前，攪拌PRDC瀝健瀝青路面養護劑，確保處于均勻狀態。

④養護劑的噴涂：使用機械噴灑PRDC瀝健，人工緊跟修整和補遺，確保噴涂均勻、不遺漏。

⑤開放交通：施工完畢后進行現場的清理，在4-8小時后開放交通。

4.1.2 PRDC瀝健瀝青路面養護劑施特點

PRDC瀝健瀝青路面養護劑具有抵御油類、水及其它損害性雜質影響;能做到密封和再生作用的特征;增強瀝青路面的柔韌性和彈性;施工方法簡單等特點。

4.2 “科來福”瀝青還原劑再生封層

G30 線嘉安段XK2657+200-XK2662+200段路面出現細集料脫落、路面瀝青老化、縱橫向裂縫等病害。對該路段進行“科來福”瀝青還原劑再生封層預防性養護施工。

4.2.1 “科來福”瀝青還原劑再生封層的施工工藝

①安全布控及安全保證措施。

施工前根據現場實際情況，提前30分鐘謹遵《公路養護安全作業規范》對單車道加以封閉，阻止人員進場;施工時將“安全”放在頭等重要的位置，做好交通管制和安全防護工作。

②路面預處理：對路面加以清掃，包含塵土及散落的雜物，并確保路面干燥。施工時可應用路面清掃車等設備來進行清掃。比如要用水沖洗，要在施工之前二十四小時展開，確保在后面施工環節的路面是完全干燥的。

③稀釋： 根據路面結構不同，R型瀝青再生劑與水的稀釋比為2：1或1：1。

④吸收率：施工前，需在施工路段時通過圓環實驗，測定路面最佳吸收率。

⑤施工設備：要配備完全自動化的智能瀝青灑布車，以測出的吸收率噴灑為依據。施工環境溫度要控制在10℃以上，以20-30℃區間的溫度為最佳。

⑥施工材料：瀝青再生劑是一種陽離子乳液。假如灑布車此前已經灑布過氯化物和陰離子乳液，則要中和或沖洗車廂，避免再生劑乳液被污染（灑布車施用時應熟悉此要求），可以用水或SC型材料沖洗。

⑦養生時間：在20℃以下不少于50分鐘，30℃以上不少于20分鐘。

⑧灑砂：灑砂量保持在每平米2-3kg。灑砂以后就能開放交通，第2天對砂子進行清掃;灑砂后壓路機碾壓不低于2遍，清掃砂子后即可開放交通。

備注：①施工用瀝青灑布車展開機械化施工，設備要配置計算機控制系統，單獨運行的操作油泵、壓力表、速率計和測溫計等裝置;充分考慮具體的施工需要來對灑布量加以控制，將灑布寬度調到合理水平。

②最佳灑布量的確定依據圓環實驗結果來定。

4.2.2 “科來福”瀝青還原劑再生封層特點

“科來福”瀝青還原劑特點可以抵御油類、水及其它損害性雜質影響;在保持瀝青表面結構的同時，能發揮密封和再生的功用;

能迅速滲透瀝青表層，并與之形成一個整體一起收縮和膨脹，使老化瀝青的活性恢復過來，瀝青的針入度及軟化點明顯提高;

施工方法簡單等。

4.3 星封層

G30 線瓜星段SK2663+100-SK2664+100段路面出現縱橫向裂縫每公里2341延米，油膜剝落嚴重，防水性能降低。對該路段進行星封層預防性養護施工。

4.3.1 星封層的施工工藝

①路況調查。

對G30高速SK2663+100段進行現場調查及取樣，現場調查發現整體路況良好，主要病害為行車道車轍、縱橫向裂縫，路面抗滑性能降低，主要存在于路面表面層。

②噴涂。

以設備說明中的方法為依據，結合所需寬度開啟噴嘴數，一次最寬可噴3.75m，噴涂量為200-210kg/60s，噴涂速度為3.2到3.5km/h，覆蓋面可達到200km/60s。不允許星封層在雨霧天氣展開施工，施工之前和之后的路面與空氣溫度一定要高于10℃，假如路表的溫度在37.8℃以上，那么最好采用細水霧使路面濕潤，然后噴灑混合料，相對濕度以在60%以下最佳，上限為80%。

③噴涂層數。

針對路面構造深度在4.5-6mm以上的路面可應用噴涂三層混合料的方法;以此增加材料的使用壽命。針對深度低于4.5mm的路面可噴涂兩層混合料，這種做法適合絕大多數的高速公路;針對低于4mm的路面，則可噴灑一層的混合料。而且也可選擇采用純SUPREME，在其中加入20%可飲用的水在路面進行噴灑，其最顯著的優勢是不會使構造深度降低，且能夠使此材料的功能充分發揮出來。

④每平方米的噴涂量。

是將液壓雙隔膜泵的工作壓力調到120PSI，此泵的輸出量保持在200-210kg/60s，輸出量的值對噴涂層的厚度進行控制。

⑤噴涂后的光化干燥時間。

在材料許可的氣候條件下，溫度為10-37.8℃，濕度在60%以下或低于80%的條件下，為使干燥時間縮短，可添加2%到3%的STARMACRO-FAST，加快干燥。通常而言，噴灑完首層后要干燥60分鐘再實施第二層噴灑，如果當天光線良好，在六小時后就能通行。

4.3.2 星封層特點

星封層從材料上采用粘附效果更佳的粘結料，提升材料的實用與耐久性。從工藝上來說，優化粘結劑與顆粒間的裹覆性能，先攪拌砂粒與粘結劑至均勻狀態，再對路面實施噴灑，確保此材料在噴涂后能夠具有4到5年功能效果。

4.4 PRDC瀝健瀝青路面養護劑、“科來福”瀝青還原劑再生封層和星封層路用性能對比

通過對路段進行PRDC瀝健預防性養護施工后，該路段路面封閉了部分路面空隙及細小裂縫，對路面起到保護作用，提升整個路段的通行舒適性和防水能力，瀝青軟化點和粘度提高，但抗滑能力沒有“科來福”瀝青還原劑再生封層效果好。

通過對路段進行“科來福”瀝青還原劑再生封層施工，該路段路面瀝青活性提升，使瀝青各成分間的平衡得到很大程度的恢復，提升了抗滑性，進而提升了其整體性能，但防水性能沒有PRDC瀝健瀝青路面養護劑。

通過對該路段實施星封層技術，延緩了瀝青路面衰老，保持瀝青路面有出色的質量和外觀。噴灑到瀝青路面后，在表層形成了一層堅韌、耐用、有彈性，防水性能、抗滑性能都有所提高，但都介于PRDC瀝健瀝青路面養護劑、“科來福”瀝青還原劑再生封層之間。

5 ?總結

隨著各項預防性養護技術在G30線嘉安段、瓜星段高速公路養護生產中的推廣應用，不但有效破解了高速公路養護工作中遇到的一些技術瓶頸，預防了公路病害的發生，對公路上一些常見的“痼疾”進行了有效處治。而且降低路面的養護成本，延長道路的使用年限，使科技含量技術實力、機械總量明顯增強，養護理念、管理模式、作業方式也隨之發生了深刻變革。不斷加大預防性養護技術的推廣應用力度，以創新為引領，以技術為支撐，推動科學養護。

參考文獻：

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[4]高等級公瀝青路面養護維修技術[M].人民交通出版社.