預防性公路養護技術在現代公路養護中的應用

摘要：為了滿足現代公路養護需求，文章提出預防性養護技術，選取霧封層工藝、同步碎石封層工藝作為處理手段，提出路面處理、施工準備、施工工藝要點等設計方案。結果表明，霧封層工藝的應用恢復了瀝青路面活性，起到了很好的封水、防水作用;同步碎石封層工藝的應用改善了路面石料和瀝青的結合情況，提升了路面強度。

關鍵詞：預防性養護;霧封層工藝、同步碎石封層工藝

文獻標識碼：U418.4-A-06-017-3

0 引言

近年來，我國從材料選取和項目施工技術等多個方面出發，探究提升公路建設質量的策略[1]。雖然公路項目質量有所提升，延長了使用年限，但是長時間使用仍然會出現輕微病害[2]。為了盡可能減少這些病害的產生，采取預防性措施顯得尤為必要。目前，關于公路預防性養護技術的研究較少，大部分研究從理論層面出發擬定了預防養護策略，實踐應用可靠性有待進一步探究[3-4]。本文在以往研究基礎上，提出兩種預防性養護工藝及其應用研究。

1 路面預防性養護的必要性分析

以往我國開展的養護工作是在發現公路出現嚴重損壞以后開展，采取一系列修復措施，使得公路重新恢復到可以正常使用以后進行定期養護[5]。施工經驗表明，當公路遭受嚴重破壞修復以后，采取定期養護處理得到的養護效果不佳，公路再次損壞的可能性較大。因此，需要將此類問題防患于未然，即采取預防性養護處理，當公路出現微小病害時，立即進行預防養護，以保證交通安全。其中，微小病害時期指的是公路剛剛出現病害，且處于良好狀況，對交通無影響的時期[6]。在該時期處理公路病害，不僅可以有效阻止病害蔓延，而且可以降低公路維修與養護成本[7]。因此，對于現代公路養護來說，路面預防性養護存在一定的必要性。

2 瀝青路面預防性養護技術的選取

本研究以某瀝青路面養護工程為例，通過分析該工程路面的病害類型，挖掘此類病害產生的原因，為其合理選取預防性養護技術，從而充分發揮此類技術在瀝青路面病害預防中的作用。

2.1 路面病害類型分析

通過現場勘查檢測獲取路面病害相關資料，經過統計分析，確定當前路面是否產生病害。如果已經產生病害，根據病害特點，確定路面病害類型。按照此分析思路，本研究對路面資料進行整理，發現該路面存在輕微的龜裂、少量松散，部分區域出現了塊狀裂縫，橫向裂縫和縱向裂縫均有分布。另外，部分地區還存在沉陷、脫皮情況。隨著時間的推移，裂縫發展越發嚴重，如圖1所示。

2.2 路面病害產生的原因

通常情況下，瀝青路面早期產生的病害均呈現為不同類型的裂縫。然而，碎石路面面層空隙較大，埋下了早期病害隱患，必須采取預防性養護措施。當瀝青路面有水時，這些水會通過空隙逐層滲透，直至達到道路基層，對公路路基造成破壞[8]，如果路面水流量較大，路基遭受的破壞就會更加嚴重;另外，有超重車輛通過時，路面會產生沉降等病害。以上因素都會導致瀝青路面出現破損。因此，需要采取一些預防性養護措施，在病害早期階段加以處理，從而避免路面出現嚴重損壞。

2.3 路面預防性養護技術的選取

近年來，我國路面預防性養護技術逐漸增加，并且施工技術工藝逐漸得到完善，主要包括薄層罩面、碎石封層、灌縫、稀漿封層、霧封層、微表處等。本研究以省道326祁門段路面劃分標準，將工程路段拆分為兩部分，分別為其選取預防性養護技術。其中，K26+000～K30+600段路面表面平整，存在滲水情況，部分區域路表有裂縫，綜合考慮路面處理各項需求，選取霧封層工藝加以處理;K35+000～K38+000段路面病害更為嚴重，路表平整，除了滲水、路表裂縫以外，部分路面沉陷，存在少量松散，由于此段路面病害較為嚴重，從技術和經濟層面綜合分析，選取同步碎石工藝作為預防處理措施。

3 預防性公路養護技術在現代公路養護中的應用

3.1 霧封層工藝的應用

該項養護工藝比較簡單，在對路面使用不造成影響的情況下，直接向公路表面噴灑養護材料，這些材料會在短時間內滲透到公路表面微小裂縫和內部孔隙中，形成一層保護膜，阻止路表水滲入路基中，并且還具有骨料粘結力增強作用。按照類別不同，可以將此材料劃分為油劑型和乳劑型，前者除了具有較強的封水、防水功能以外，還能夠幫助瀝青路面恢復活性，所以本研究選擇油劑型材料作為工藝材料，應用霧封層工藝。

3.1.1 路面處理

在添加霧封層之前，需要對公路表面已經出現微小病害的部位采取處理措施，包括路面沉陷、路表龜裂等，按照公路維修規范，對這些路面進行處理。

3.1.2 施工準備工作

該項工藝施工準備工作有三項：

（1）檢查原路面情況，確定是否存在病害。如果存在病害，則按照修復標準加以處理，直至路面達到標準以后才可以施工。

（2）除了肉眼看到的微小裂縫病害以外，按照各項病害指標標準進行檢測，通過現場勘查和數據統計分析，仔細核對路面是否存在病害，例如路面抗滑性能、滲水系數等。

（3）為了避免施工期間設備發生異常，或者材料不符合要求，需要在施工前對材料和設備進行檢查，確定沒有問題以后才可以投入使用。

3.1.3 施工工藝要點

（1）封閉單側車道，保持路面干燥潔凈，采取保護措施，盡可能避免施工現場遭受污染。

（2）配置專屬的噴灑系統，根據噴灑需求設置參數數值。本次施工設置灑布量為0.35～0.45 kg/m2，按照此范圍灑布，避免油量過多，埋下行車安全隱患。由于施工現場環境比較復雜，不排除系統作業異常情況。當系統作業異常時，立即在上面灑布細沙，厚度為0.4～0.6 mm，灑布量大約1 kg/m2。

（3）現場勘查，觀察路面各個路段空隙情況，對于空隙較大的路段，在初期采取人工灑布處理，達到規定的養生期以后，與其他路段一同利用系統自動灑布，保證路面灑布均勻。

（4）施工期間，注意橫向接頭銜接處理，根據現場實際情況，靈活調整施工方案。

（5）進入養護階段以后，該路段不允許車輛和行人通行，做好交通開放時間規劃。

3.2 同步碎石封層工藝的應用

為了盡可能縮短石料與瀝青結合時間，本研究選取同步碎石封層工藝作為施工手段。該工藝強調的是同步性，即高溫瀝青噴灑和石料噴灑同步進行。通過控制噴灑高度、覆蓋面積等參數數值，從而保證兩者結合強度。

3.2.1 路面處理

通過實地勘察了解路面情況，針對出現沉陷、坑槽、龜裂病害的路面，在施工之前采取相應治理措施，并清理路面，保證路面無雜物。

3.2.2 施工準備工作

該項施工工藝主要有兩項準備工作：（1）路面檢查，檢查經過初步處理后的路面和其他路面是否符合要求，如果不符合，繼續采取初步治理;（2）檢查施工材料、設備等，確定所有與施工相關的輔助工具和材料均正常即可。

3.2.3 施工工藝要點

（1）避開陰雨天氣施工，選擇高溫干燥季節施工，地表最佳溫度在35 ℃以上。如果測得地表溫度不足20 ℃時，停止此類工藝施工。

（2）定期調試施工設備，根據施工需求靈活調整噴嘴的高度和噴灑角度兩項參數，以此控制瀝青膜厚度。由于噴嘴類型不同，噴灑最佳粘結料用量存在一定差異。因此，施工期間沿著車道軌跡合理用料噴灑，不可以過多。

（3）部分路面的養護對粘結料的需求不同，以改性瀝青作為噴灑材料，此時需要注意瀝青膜厚度和均勻程度，同時控制溫度范圍在160 ℃～170 ℃。

（4）施工期間，需要控制好作業車輛行駛速度，從而保證粘結料和石料用量比例得以有效控制。另外，適當增加膠輪壓路機數量，快速碾壓定位。

4 應用效果評價

分別采用上述兩種施工工藝，對某路面采取預防性養護處理，對比施工前后效果，對兩種養護工藝進行合理評價。

4.1 霧封層工藝應用效果評價

利用霧封層工藝對某段路面采取預養護處理，通過均勻灑布油劑型材料，使得瀝青活性提升，路面從輕微裂縫狀態恢復到初始狀態。

使用此項工藝前路面微小裂紋較多，并且部分區域存在空隙，容易滲水擴大路面損壞范圍;使用此項工藝后路面恢復到平整無裂紋狀態，路表面附上了輕質油層，恢復了瀝青路面活性，起到了很好的封水、防水作用。

4.2 同步碎石封層工藝應用效果評價

按照同步碎石封層工藝施工要點，將此項工藝應用到某路面養護工程中。施工后路面石料和瀝青結合效果更佳，提升了路面強度。

5 結語

本文圍繞現代公路養護問題展開研究，為了加強公路養護，降低路面病害發生頻率，提高公路養護作用，提出預防性養護處理方法。以某路面養護工程為例，根據該工程路面實地勘察情況，選擇霧封層工藝、同步碎石封層工藝作為路面養護方法，擬定施工工藝要點。應用結果表明，這兩種施工工藝可以有效阻止路面病害蔓延。

參考文獻

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收稿日期：2021-03-18

作者簡介：謝增強（1978—），工程師，研究方向：公路養護。