瀝青路面預防性養護技術在公路養護中的應用

0 引言

在經濟蓬勃發展中，交通運輸日趨完善，公路網規模日益擴大，地區經濟在很大程度上依賴于公路建設工程。路面的長期使用，由于磨損和外部自然因素，瀝青路面老化會導致各種病害。隨著道路現代化建設，相關部門越來越重視路面養護。預防性養護是瀝青路面養護的關鍵技術。有關單位要從道路的養護入手，確保工作的有效開展。

1 瀝青路面預防性養護的重要性

公路是重要的交通系統，承受著一定的運輸壓力。在使用中，如果管理不當，會導致質量損壞。為了提高路面保持其適當的狀態，應定期進行養護。在道路使用階段，如果出現問題，得不到解決，就會影響路面的平整度。如果問題惡化，路面將發生嚴重的破壞，不利于進一步應用。瀝青路面的預防性養護需要有效的措施來解決問題，問題的類型很多，包括裂縫、滲水和平整度問題。隨著瀝青的老化，會發生變形，并在溫差下出現裂縫。部分地區天氣較差，容易出現裂縫。為避免路面出現問題，需要對路面進行有效養護，采用標準化方案，使用高效的養護技術，保證道路使用性能良好。

2 瀝青病害的常見形式

瀝青路面作為廣泛使用的形式，由于自然因素和車輛影響非常普遍，裂縫是瀝青路面的常見病害。由于施工時路面的阻力不均勻，投入使用后，受到車輛荷載，出現大小不一的裂縫。由于雨水的沖刷，路面也面臨結構問題，導致裂縫加劇。塊狀開裂也是路面的常見病害問題，主要是材料因素引起。路面使用的是瀝青材料，而瀝青在低溫度條件下收縮使路面難以保持穩定狀態，導致砌塊發生開裂。縱向裂紋是裂紋的主要形式，這種裂縫是由于土壤分布和應力不均勻而形成的。施工中地面覆蓋不均勻施工會導致路基下沉。與縱向裂縫相比，橫向裂紋發生頻率更高。差異沉降裂紋、荷載裂紋和半剛性反射裂紋是橫向裂紋的主要表現形式。

3 瀝青路面常見病害的成因

瀝青路面上的坑槽屬于土層的病害。如果表層裂紋和外力因素造成的損壞不及時修復，長期使用后會加重損壞程度，最終會導致表層孔洞的出現。瀝青路面問題對路面結構造成很大的破壞。此類病害是瀝青與路面的附著力不足，混凝土材料陳舊，路面強度不均造成的。在施工中出現這些問題，瀝青松散的概率就比較高。在道路工程中，部分路段面臨下沉風險，部分路段土壤特殊，容易老化。在外力的影響下，損壞是不可避免的。當荷載超過最大剪切極限時，將會伴隨著下沉。因此，路面用力不均是主要原因，使路面產生凹陷和變形，導致各種裂縫。瀝青混凝土的特殊性是造成車轍的直接原因。瀝青的物理性能比較特殊，在高溫下，穩定性很難保持。在車輛連續通過時，對路面有一定的影響，瀝青的穩定性難以保持，容易變形。一旦瀝青在壓力下變得粘稠，病害將不可避免。無論車轍問題的類型如何，都對道路的耐久性有很大影響。

4 瀝青路面預防性養護在公路養護中的應用

4.1 瀝青材料再生技術

路面在使用中，會被多輛車輛碾壓，同時也受到環境的影響，導致路面出現裂縫、老化問題，導致結構變形等。瀝青路面主要由橡膠、瀝青等組成，使用瀝青時粘度會降低，容易發生病害。瀝青攤鋪再生技術可以解決上述問題。該技術是在瀝青混合料中加入一定的再生劑，在加熱后，使混合料發生化學變化，提高混合物的性能。如果路面病害程度很嚴重，還可以添加新瀝青，以及結合瀝青路面再生技術。

4.2 補強技術

在預防瀝青路面病害時，需要采取一定的措施，降低對路面的破壞。對于一些裂縫較寬的路面，使用密封縫，進行路面清潔。將原料準備好，放入攪拌容器中混合。混合用于鋪裝路面，確保混合物均勻鋪在路面上。采取緊急措施，避免路面修補中的缺陷，保證瀝青路面質量。攤鋪時，必須監控原材料的使用，檢查瀝青和骨料情況。在施工完成前，可在二次施工前恢復鋪裝，并在施工前及時清理混合料。必須用油氈覆蓋施工道路，長度應在1m以上。縱向地板的搭接必須控制，不得小于80cm，為確保瀝青路面行車安全，縱向搭接高度必須小于6mm。

4.3 裂縫灌封

我國大部分路面都采用半剛性基層路面，路面容易因收縮而斷裂，更容易出現反光裂紋，長時間使用后，如不及時采取措施，就會威脅到路面結構。因此，將填縫應用于道路結構，以確保行車安全。工程中的裂縫超過5mm，當天氣變暖時，裂縫會增加。可以在氣候溫暖的季節填充。在高溫季節，裂縫愈合時間會更短。清理縫隙后，將加熱后的瀝青灌入縫隙中。改性瀝青不需要加熱。澆注應緩慢，并控制好總量，將瀝青覆蓋在接縫處并保持水平即可。當溫度降至正常時，車輛可以通過。這種方法特點是操作簡單方便，不需花費大量的物力。對于瀝青路面，如果裂紋寬度超過10mm，且邊緣無變形，可將裂紋清理干凈，直接填封。如果寬度小于10mm，進行開槽處理，清理后將灰塵和碎屑封裝。一般情況下，填料冷卻10～20分鐘，即可正常通行，具體要根據氣候來定。灌縫后，還應及時檢查灌縫表面，確保路面平整，表面無顆粒結塊。

4.4 表面封層技術

表面密封是非常有效的預防性技術。根據該技術，修補層鋪設在原有路面上，原有瀝青由養護層保護。如果在路面養護中使用壓實技術，則使用密封劑、骨料等的混合物。表面壓實技術可以封閉瀝青路面裂縫，防止裂縫的進一步擴大，增加路面的防滑性。鋪設聚合層減少了瀝青氧化，在一定程度上增加路面的透水性，防止雨水滲入。由于表面壓實在路面養護中的應用，預防性養護可以減少路面骨料的崩解。密封層包括石屑密封、懸浮密封和磨砂密封層。石屑封層技術是根據碎石，當乳化瀝青達到標準時，噴灑乳化瀝青，涂上一定的骨料和沙子，最后涂上層壓板。這種預防性維護比較簡單，總投資也很低。采用該技術對路面進行養護后，其使用時間相對較短。如果超過時間，路面會面臨各種病害。砂漿壓實技術也是表面壓實技術，這種預防性養護使用優質配料、乳化瀝青和外加劑。預防性維護流程是用密封膠將材料充分混合，使材料混合均勻，形成混合物，將混合物均勻分布。這種預防性養護形成的養護層具有耐磨性，與原有的瀝青涂層形成結合。[1]

4.5 就地冷再生技術

根據所用冷加工設備運行特點，制定了不同的施工速度和轉子，并根據工程對舊路面進行了銑刨。物料取樣后送實驗室進行檢測，得到最佳級配。制定路面預防性養護方案，按照擬定的方案和施工進行舊路銑刨和新路施工。根據要求，將新料鋪好再研磨，粉碎后的物料篩選。若篩分試驗不符合要求，需重新設置轉速、再生深度、轉子轉速等，重復上述試驗，直至參數完全滿足要求。對破損嚴重的應降低處理速度，先用振動壓路機靜，對準矯直機，達到壓實后再次振動。轉到振動壓路機，繼續振動。完成后，檢查區域和結構的壓實和濕度，以達到致密性所需的層壓。考慮到施工水平及其他施工因素的影響，實際施工中的最佳滾動應在施工計劃確定的最佳速度基礎上增加1倍。在施工中，材料混合中應根據最佳含水量增加0.5%-2%，施工前的含水量最接近最佳含水量。考慮到環境和氣候的變化，需要測定含水量和水泥用量。根據結果，水泥量為5%時，試驗特性完全滿足項目相關技術要求。采用注水泥機進行加鋪，處理后的混合物最佳含水量控制在-1.0%～-0.5%。根據道路程度調節速度，但不應超過6～10m/min，以免磨料級配波動過大。在冷加工銑刨后，根據水平控制樁檢查工作深度。如果深度超過設計值±1cm，應查明原因，調整運行參數[2]。

4.6 微表技術

隨著相關管理部門對工作的重視，對于瀝青路面的預防性養護也日趨成熟和多樣化。在進行預防性養護時，可以監測養護需求，選擇最合適的技術。在優質公路上養護路面時，表面微處理也是關鍵的技術。這種預防性技術是在煤泥固結的基礎上發展的，其技術使用原理相似。微表面處理原理是加入一定的聚合物改性乳化瀝青、外加劑，加入一定的石屑、砂子、填料，按特定比例將材料混合。形成良好流動性的混合物。養護路面時，均勻分布在路面上。這種處理路面的方法采用表面微處理后，提高了瀝青路面的平整度和防滑性。盡管表面微加工發揮著重要作用，但該技術也存在問題。對瀝青面層進行了微處理技術的預防保養后，對車輛的行駛會有影響。尤其是車輛的速度，瀝青路面在車輛行駛中會有一定的噪音[3]。

4.7 薄層罩面

薄層罩面在瀝青養護方面也能有良好的效果，使該技術在養護技術中得到廣泛應用。作為有效的瀝青涂層技術，用于技術的材料是熱瀝青混合料。這種材料維修路面時，現場人員必須加強厚度管理。根據路面應用確保技術效果，其厚度保持在1.5-2cm，這個范圍下，養護效果非常好。現階段，在公路項目中，人們傾向于薄層罩面對路面進行養護。這種預防性維護技術，在瀝青路面上形成了薄表層。與其他預防性養護不同的是，不需要層壓處理，使得密實度不達標水平，并可能伴隨對養護產生影響。因此，鑒于薄層技術的不足，在發展過程中，技術還需要一些改進和創新[4]。

5 預防性養護技術在二級公路日常養護中的應用

5.1 路面預養護適用性判斷

根據預養護的技術理念，即“在最佳的時間對合適的路面采取有效的措施”，必須在進行預養護對策選擇之前，判斷原路面狀況是否適合預養護。下文以G312線K2763+173-K2783+173段公路瀝青路面的預養護策略為例進行分析。

宏觀路況標準如表1所示。其微觀路況標準（即適合預養護的路面損壞類型和嚴重程度）分為：輕微的橫向裂縫或縱向裂縫、輕微的不規則裂縫、輕微的龜裂輕微車轍、波浪擁包和泛油6種。根據2019年12月路況調查和檢測結果，G312線K2763+170-K2783+173基本情況見表2。

表1 普工干線二級公路瀝青路面預養護適用的路況水平

表2 G312線K2763+173-K2783+173段的基本情況

路面預養護適用性可根據以下兩點進行判斷：根據表1中的PCI=85.65＞82、RQI=89.24＞82可知，原路面狀況滿足預養護的宏觀路況標準。

由表2可知，路面損壞的主要原因是龜裂、縱橫向裂縫、波浪擁包和輕微車轍。

從上述分析可知，G312線K2763+170-K2783+173段原路面狀況符合預養護路況標準，適合同步碎石封層預防性養護。

5.2 預防性養護實施路段情況分析

5.2.1 實施背景

隨著公路使用年限增長，瀝青路面逐步老化，重型車輛急劇增多等原因，路面沉陷、龜網裂等病害顯著增多，路況質量明顯降低，為了封閉地表水下滲，延長路面使用壽命，我段在G312線K2765+400-K2766+520、K2767+320-K2768+000、K2771+300-K2771+500、K2772+700-K2772+800、K2774+000-K2778+000等路段實施了改性乳化瀝青同步碎石封層。

5.2.2 主要技術指標

在實際施工過程中，改性乳化瀝青同步碎石封層采用PCR型，向底層表面均勻噴灑改性乳化瀝青，為保證霧狀噴灑形成均勻、等厚度的瀝青膜，瀝青含量不小于60%，碎石規格為8-12mm，改性乳化瀝青灑布量為1.8-2.0kg/m，碎石用量為8-10m3/1000m2，碎石采用反擊（錘式）破碎加工而成，嚴格控制粉塵含量，并采用乳化瀝青對碎石進行預裹覆處理（表3）。

表3 高黏度快裂型改性乳化瀝青技術指標

5.2.3 改性乳化瀝青同步碎石封層的優越性

同步碎石封層具有良好的抗滑性能和防滲水性能，同一地點的乳化瀝青和碎石落地時間間隔不超過1秒鐘，大大提高了它們的粘結度，實施過程全自動電腦控制，前進式的工作方向，增加了施工安全性，降低了對環境的影響，在公路建設資金不足的情況下，采用造價低廉的同步碎石封層作為低等級公路路面是提高路網鋪裝率的行之有效的措施。

5.2.4 同步碎石封層局限性

同步碎石封層工藝在氣溫太低時不宜施工，陰雨天氣不宜施工，有風天氣不宜施工；原路面必須有充足的結構強度，和較好的路面平整度。原路面病害較嚴重，進行碎石封層后效果不太明顯，病害仍然有反射到路面的可能。經后續觀測，碎石粘結牢固，鑲嵌密實，表面平整，無裂縫、龜網裂反射現象，封水效果較好。

5.3 總結

通過對實施預防性養護后的路段進行跟蹤觀察和路面調查分析，采用同步碎石封層處治的路段，路面病害的發展得到了有效的控制，路面的使用功能得到了恢復和改善，特別是對防止路面地表水的下滲具有非常好的效果，從而有效地延長了路面的使用壽命。同步碎石封層在普通干線公路上的應用是比較成功的，是一種可以推廣的預防性養護技術。總之，進行預防性養護是降低養護成本的有效途徑，選擇合適的時機進行預防性養護，做到防患于未然，能有效降低養護費用，并使路面始終保持良好的服務狀態。通過預防性養護，可以提高路面服務功能，延長路面大中修周期，降低道路養護費用。

6 結束語

在使用瀝青路面時，外界因素及車輛通行會對路面造成損害，影響行車安全性，因此應采取預防措施，避免路面病害的出現，延長公路路面的使用壽命。需要根據瀝青路面破壞類型，進行針對性的防治，提高瀝青路面防治效果，達到提高公路整體通行質量的目的。在道路現代化和發展中，相關部門越來越重視瀝青路面病害的防治。盡管預防性養護已經成熟，但在路面不同條件下，需要采用特定養護技術，達到最理想的效果，提高路面的使用效率，注意預防措施的選擇，進一步改善路面養護技術。