高速公路預防性養護技術的應用研究

王宏濤

（湖北交投高速公路運營集團有限公司,湖北 武漢 430050）

0 引言

預防性養護工作直接影響著高速公路的使用壽命，關系到車輛的行駛安全。由于自然條件的影響，以及每天的道路交通負荷較大，一定程度上會對公路質量造成影響。目前，我國高速公路項目數量雖然在增加，施工速度也在加快，但因為日常養護過程中的預防性養護工作跟不上巨大通行壓力的客觀需求，導致道路生命周期較短，不能充分實現其經濟價值。高速公路開通后，有關部門應加強養護管理和檢測評定，及時發現問題，并有針對性地制訂相應的防范性養護方案，以保證更好地滿足人們日常生產和生活需要，提高高速公路的安全性[1]。

1 高速公路預防性養護路況標準及重要性

高速公路的預防性養護，主要是為了預防和減少各種類型的公路病害，以達到降低公路事故發生的概率，在綜合考慮當地氣候、環境、邊坡、排水等多種因素的作用下，根據日常調查獲得的數據，合理地選用相應的預防性養護技術，以確保高速公路的正常運行[2]。預防性養護技術能有效地提高高速公路的使用壽命，因此，應根據高速公路現狀，對原有道路的利用狀況做出合理評估，并結合原有的道路狀況，制訂相應的預防性維護方案，實施針對性的養護作業。

1.1 預防性養護路況標準

公路瀝青路面狀況的評價指標包括MQI、PCI、RQI以及SRI等。以上各項指標都能反映出高速公路的破壞情況。《公路技術狀況評定標準》對路況等級評定的各項指標進行了詳細劃分，具體如表1所示。按照相關高速公路養護管理辦法的規定，道路破損程度指數PCI值不得小于90，道路行駛質量指數PCI不得小于90，道路車轍深度指數RDI不得小于70，抗滑性指數SRI不得小于80。當PCI＜90、RQI＜90、RDI＜70、SRI＜80時，必須進行立項研究，并進行路面預防性養護。在國家干線公路大檢查中，要求路面車轍深度指數RDI值必須達到80以上。

表1 高速公路技術狀況評定標準

1.2 高速公路預防性養護技術重要性

（1）高速公路使用年限延長。采用預防性養護技術，可有效延長高速公路的使用壽命，提高公路的使用效益和社會效益。高速公路在建成通車后，每天都會有大量的車輛通行。高速公路在自然環境中，難免會遭遇雨、雪等惡劣天氣，而公路質量又會受到生態環境、自然環境、人為等因素的影響，使用中很可能受到損害。在高速公路運行過程中，采取預防性養護技術，加強風險控制，制訂相應的預防性處置方案，可以消除路面的潛在危險，解決路面破損問題，為過往車輛提供良好的行車環境，延長高速公路使用壽命[3]。

（2）節省養護高速公路時間。傳統高速公路采用粗放式養護方法存在許多缺陷，而把預防性養護技術和管理工作運用到高速公路的整個運行周期中，可以彌補這些缺陷，提高養護質量。一般在公路養護和維修管理中，常常要封閉相應道路，并且養護管理過程繁瑣，耗費大量人力、物力和時間，還會對交通造成諸多不便，嚴重影響道路的正常通行。而預防性養護和管理工作，就是通過提前判斷和預測的方式，對特定路段的病害問題進行針對性處理，使養護工作更加專業化，能夠在最短時間內進行養護和管理，既提高了公路的養護水平，又方便了人們的交通出行。

（3）控制高速公路養護費用。運用高速公路預防性養護技術，實施養護管理，可有效地降低養護管理的成本支出，從而使公路養護管理的經濟效益得到進一步改善。傳統公路養護管理，主要采取病害發展后期進行專項工程治理，投入了大量的人力和財力，造成了公路養護管理費用的增長。而預防性養護方法，則由專業人員根據自身經驗和掌握的科技水平，分析公路的使用時間和質量，對其進行評價和判定，大致了解公路存在的安全質量問題，并提前采取相關預防性處置措施，防止或減緩相關病害的發生。因此，與傳統養護管理方法相比，預防性養護可以節省大量人力、物力和財力，而且只需要將有問題的路段封閉，其他路段可以正常運行，既保證了高速公路的經濟效益，又提高了社會效益。

2 預防性養護技術的具體應用

2.1 稀漿封層養護技術

稀漿封層是指采用機械將乳化瀝青、粗集料、細集料等混合均勻，與填料、水、添加劑等按規定比例攪拌成稀漿液，在原有道路上進行均勻鋪展，最終形成有保護作用的薄層。稀漿封層在封水、防滑、提高路面表面美觀方面具有重要作用。在高速公路上采用稀漿封層技術進行養護作業，能夠明顯提高路面抗滑移能力和迅速恢復道路的通行能力。在稀漿封層施工中，應按工程實際采取不同類型的施工方法[4]。裂縫較小的路面，可以采用細封層技術。路面大范圍的龜裂和老化，則可以采用中封層封閉技術。尤其要注意的是，在進行稀漿封層之前，施工方必須進行實驗，并確定原料配比。

2.2 微表處養護技術

微表處養護技術是基于稀漿封層技術發展而成的一種預防性養護技術。微表處養護技術的工作原理是將含有特定等級的碎石或砂、填料與聚合物乳化瀝青、外摻劑及清水等，經適當比例調配而成的流動性混合料，然后將其均勻撒布于道路表面。在高速公路的預防性養護中，運用微表處養護技術可以提高路面美觀，并可使路面發生的車轍得到較好填充。在養護過程中，若室外溫度較為干燥或炎熱，應在鋪設之前對原有道路進行噴灑，但嚴禁積水，濕潤后要立即施工。若道路潮濕或有較多的積水，不得施工。若在養護工程期間遇雨，或在混凝土澆筑完成前遇雨，不得開放道路，在雨水停止后將未成型的物料清除。另外，在實施預防性養護之前，要對原材料檢驗報告、稀漿混合料試驗報告和攤鋪機械校準報告進行綜合檢驗，確保達到要求后才能進行。

2.3 瀝青再生養護技術

瀝青再生養護技術是一項新型養護技術，在高速公路養護中將得到了廣泛應用。其工作原理是將瀝青、再生劑和石油蒸餾水混合后，在路面沒有發生結構損傷之前，將瀝青、再生劑和石油蒸汽混合均勻地鋪在路面上，可以顯著提高高速公路的整體性和穩定性。瀝青再生養護技術要求采用專用的施工機械，只需對高速公路路面進行局部處理，施工完成后可快速恢復道路交通，對公路的正常運行影響較小，可以大大減少工程造價。

2.4 霧封層養護技術

在高速行駛的過程中，路面易產生裂紋，遇雨時，雨水會沿著裂縫滲入路基，導致地基出現不均勻沉降，從而對道路交通造成較大影響。為了保障高速公路安全運行，防止公路路面產生較大裂縫，對路基進行有效保護，可以采取霧封層養護技術。霧封層養護技術是一種經濟可行的施工方法，能明顯提高道路的防水能力，養護工人必須在路面上噴灑乳化瀝青，形成穩定防護層，降低雨水對道路造成的沖刷，防止雨水進入路基。

2.5 薄層罩面養護技術

在高等級瀝青路面的預防性養護中，一般采用薄層罩面養護技術。在施工過程中，采用攤鋪機械，將改性乳化瀝青均勻地噴灑在路面上，再由鋼輪壓路機進行碾壓，從而能夠確保高速公路早期病害得到較好治理。試驗結果表明，普通公路路面壽命約為6年，而采用薄層罩面養護技術可以使路面使用壽命提高到8年以上。同時，磨損層表面具有較大粗糙度，可以提高汽車防滑性，并具有良好的透水性能，在下雨時可降低霧氣，增加路面能見度[5]。磨損層能夠與已有的高速公路路面貼合，降低路面病害，具有良好的實用價值。

2.6 還原劑封層預防性養護技術

還原劑封層預防性養護技術是應用專門的還原劑或回填劑，將其噴在老化的瀝青層上，并對其進行更新，以確保瀝青路面性能符合規定，并延長瀝青老化時間。從施工角度來看，類似于霧封層養護技術，在瀝青表面噴涂一層薄薄的養護層，提高路面的抗老化能力，但這種方法使用的是還原劑。采用還原劑封層預防性養護技術，能有效縮短施工周期，通常僅需2～3 h即可完成，對高速公路通行無影響。這一技術應用于高速公路的養護實踐中，既能滿足抗滑性、耐磨性的要求，提高道路通行效率和質量，還能減少環境污染。

2.7 公路邊坡養護技術

在公路養護中，邊坡預防性養護技術的合理運用尤為重要。加強邊坡預防性養護，可以防止邊坡大面積坍塌，提高邊坡安全性。目前，公路邊坡養護大多采用種植土格植被和漿砌片石法。種植土格植被方式較為簡便，適用于邊坡穩定段。漿砌片石法適合于坡度較大、穩定的邊坡[6]。為保證高速公路邊坡的養護效果，可在邊坡漿砌片石外側增設防護網，并對邊坡進行定期修剪，提高邊坡整體美觀度。

3 工程實踐

3.1 項目概況

湖北某條長300 km的高速公路，路線走向從東南向西北，路基寬度35 m，平均填高2.8 m。通過調查了解到這一地區的交通狀況，發現這里有較多車輛通行，而且部分車輛存在超載現象，在高負荷的工作條件下，高速公路路面結構會受到一定損壞。經調查，該路段于1999年正式啟用，因所在地段為交通樞紐，故營運車輛較多，且在通車過程中存在大量載重車輛，通過對公路調研，發現其病害情況如表2。

表2 原有路面病害調查

通過現場地質調查，發現該路段存在大量的橫向、縱向裂縫。這是因為常年行駛超載車輛，導致道路上到處是裂縫以及坑槽。根據這種狀況，可采用薄層罩面技術進行預防性養護。路面結構具體形式見表3。

表3 路面結構層樣式

3.2 施工過程

在進行施工之前，必須先把路面清理干凈，然后再進行下一步工作。嚴格遵守設計圖紙規定，對路面進行撒布處理，采用撒布機將撒布量控制在1 L/m2。該次養護選用2.0 cm薄層罩面技術，以保證混合料具有良好的抗病害能力。在攤鋪施工中，必須增加攤鋪機的運轉速度，從而有效改善裂縫處的施工質量，為后續施工打下良好基礎。在進行壓實作業時，初壓溫度應大于130 ℃，復壓次數應為5～7次，壓實密度為95%左右。為了確保道路質量，必須在復壓階段安排專門的工作人員對其進行檢查。

3.3 路用性能檢測

后期，經對所建道路的各項特性進行調研和分析，發現工程全部按有關規范進行建設，并對各個路段進行了檢測。對采用薄層罩面技術的路段進行了3年運行狀況的調查和統計，檢測結果見表4。

表4 性能檢測結果

由表4所示的具體數據可以看出，采用薄層罩面技術處理后，公路的使用性能有了較大提高，經過3年應用，其效果依然顯著，因此，采用薄層覆蓋技術進行道路養護，其效果十分顯著。

4 結語

綜上所述，隨著我國高速公路建設規模不斷擴大，對公路養護工作的重視程度也越來越高，應積極采取相應的預防性養護措施，確保高速公路工程建設的順利進行，積極推動我國交通事業。該文分析了常用的預防性養護技術，并結合具體的工程實例，對其應用要點進行論述，希望能對公路預防性養護工程的開展發揮積極促進作用。