杭瑞高速公路瀝青路面微表處預防性養護效果分析

摘要 湖北省杭瑞高速公路部分路段上面層采用通山多孔玄武巖鋪筑而成，普遍出現麻面、剝落病害，因此針對此病害路段采取了微表處進行預防性養護。為分析微表處在杭瑞高速公路上的實際養護效果，文章結合近五年的路面檢測數據，對采取微表處預養護路段進行了對比分析，并依據分析結果對養護效果進行評價，并為下一步養護方案提出建議。

關鍵詞 預防性養護；微表處；養護效果

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）13-0138-03

0 引言

隨著高速公路的快速發展，高速公路的養護工作也越發重要。為保證高速公路路面狀況，進一步提高行駛質量，減緩路面性能惡化，必須對路面進行預防性養護[1-2]。目前，湖北省高速公路上常用的預防性養護技術主要包括微表處、復合封層、水性環氧微表處、超韌磨耗層、纖維復合封層、銑刨重鋪等。不同的預防性養護方案針對的路面病害有所不同。根據預防性養護理念可知，預防性養護措施只有應用在適宜的路面病害上才能發揮其最佳的養護性能，因此，在選擇預防性養護對策之前，必須根據路面病害類型及輕重程度選擇合適的預防性養護措施。

微表處技術作為一種高速公路常用的預防性養護技術，是將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水和外加劑按照一定的配比拌和成稀漿混合料，并攤鋪在路面表層[3-4]。針對高速公路出現麻面、車轍、抗滑不足等病害，一般采用微表處技術，不僅能夠提升路面表面功能，還能對路面結構的損壞起到有效的延緩作用，從而延長高速公路的服役壽命。因此，針對杭瑞高速出現的麻面、剝落病害，歷年專項養護中均采用了微表處預防性養護方案。目前雖然對實施預防性養護后的路面技術狀況指標進行了相關規定，但在養護后進行長期的持續檢測與評估的研究較少，對預防性養護措施實施后的性能變化趨勢和使用壽命的分析也較為缺乏[5]。基于此，該文選取杭瑞高速微表處預防性養護路段進行了為期五年的檢測，并基于檢測數據展開了相關的分析與評估。

1 杭瑞高速概況

杭瑞高速公路（G56）湖北省陽新至通城段（K560+000～K759+718）沿途經過黃石市陽新縣、咸寧市通山縣、崇陽縣、通城縣，終點在通城縣大界接杭瑞高速湖南省段，路線全長199.718 km，為雙向四車道高速公路標準，設計速度100 km/h，路面結構為4 cm改性AC-13C瀝青混凝土+6 cm改性AC-20C瀝青混凝土+8 cm AC-25C瀝青混凝土+36 cm水穩碎石基層+20 cm水穩碎石底基層，于2011年6月30日正式通車。

其中杭瑞高速公路K620～K759段路面上面層AC-13C瀝青混凝土粗集料采用通山多孔玄武巖，而多孔玄武巖路段普遍出現剝落、麻面病害[6-7]。通山多孔玄武巖路段之所以易產生上述病害的主要原因如下：首先是生產上面層集料所采用的通山玄武巖發生了風化，導致集料中含泥量偏高、石料耐磨性和粘附性較差；其次與通山玄武巖自身性質有關，從通山玄武巖的外觀及路面病害情況來看，石料表面可能含有硬度低、質地軟、吸水率大的鱗片狀次生礦物，導致通車后在行車荷載和水損害作用下，瀝青膜從骨料表面脫落，進而出現麻面、剝落病害[8]。

經過歷年觀測，隨著通車時間和交通量的增長，通山多孔玄武巖路段路面剝落、麻面病害有加快發展的趨勢，因此從2016年開始，陸續對通山多孔玄武巖路段采用微表處的預防性養護措施，目前微表處預養護路段里程已有186 km（雙向）。為分析微表處在杭瑞高速公路上的實際養護效果，該文選取了杭瑞高速2018—2022年微表處預防性養護施工段落和對應路段歷年檢測數據，根據相關段落路況評定數據，對微表處的養護效果進行分析，為后期養護方案提出建議。

2 養護材料及配合比

杭瑞高速2018—2022年微表處預防性養護路段均采用MS-3型微表處，其單層厚度為1 mm，所用原材料技術指標和配合比如下。

2.1 原材料

2.1.1 改性乳化瀝青

根據規范要求，高速/一級公路微表處必須使用改性乳化瀝青。該文采用的改性乳化瀝青技術指標如表1所示。

2.1.2 集料

微表處所采用的集料應當具有強度高、硬度大、耐磨性好等特點，且集料中應不含泥土雜質，嚴格控制集料的含泥量。微表處用細集料（規格為0～3 mm）宜采用石灰巖或輝綠巖集料，粗集料（規格為3～5 mm和5～10 mm）應采用玄武巖、輝綠巖集料。該文粗集料選用玄武巖，細集料采用石灰巖，粗、細集料技術指標如表2所示，滿足規范要求。

2.1.3 填料

采用復合硅酸鹽水泥作為填料，強度等級不低于32.5級。

2.2 配合比

微表處混合料的配合比設計應嚴格按《公路瀝青路面預防養護技術規范》（JTG/T 5142-01—2021）要求進行，級配采用MS-3型中值，混合料配比如下：礦料∶改性乳化瀝青∶水泥∶水=100∶7.5∶3∶6。微表處的混合料技術性能如表3所示。

3 路面養護效果對比分析

杭瑞高速公路微表處預養護主要是針對麻面、剝落和輕微車轍病害路段，該文以杭瑞高速2019年實施微表處預防性養護路段作為研究對象，對這些路段的歷年檢測數據進行了統計，依據歷年檢測數據變化來分析微表處預防性養護措施的養護效果以及變化趨勢。根據微表處預養護所針對的病害類型，該文主要對路面損壞狀況指數（PCI）和路面車轍深度指數（RDI）進行統計分析，選取的10處段落和對應的PCI、RDI評分如表4所示，變化趨勢如圖1～2。

結合圖表分析可知：

（1）各病害路段處治前，PCI均值為88.1，實施微表處預防性養護后，各路段PCI分值有較大提高，養護后第一年PCI均值為99.1，提升了11分，養護后第二年PCI評分為97.8，養護后第三年PCI評分為95.7，養護后第四年PCI均值為94.7，大部分路段評價均能達到“優”，僅部分路段如段落4和段落6評分下降較大，評價為“良”。

（2）各病害路段處治前，RDI均值為86.4，實施微表處預防性養護后，各路段RDI分值也都提升較大，養護后第一年RDI均值為93.5，提升了7.1分，隨著服役時間延長，RDI值有所下降，但下降幅度很小，第四年RDI均值為93.1分。路段評分均能達到“優”。

根據現場情況可知，微表處預養護路段在服役3年后，大部分路段路面狀況較好，如圖3所示，這些路段養護前路面狀況評分相對較高，僅發生了輕微麻面和輕微車轍病害，這說明對于輕微麻面和輕微車轍病害采用微表處是可行的；而由圖4可知，路段4和路段6處微表處服役3年后出現剝落、掉皮現象，結合養護前路面檢測狀況可知，路段4和路段6養護前路面PCI評分較低，說明剝落病害較為嚴重，這可能是其微表處預養護效果較差的原因，對于此種病害繼續采用微表處養護則不太適宜。

4 結論

該文依托杭瑞高速公路歷年路面專項養護工程，針對杭瑞高速通山多孔玄武巖路段出現的麻面、剝落病害所采用的微表處預防性養護技術在杭瑞高速上的應用效果進行了詳細分析，得出結論如下：

（1）針對輕微麻面和輕微車轍病害，采用微表處對路面實施預防性養護，有效地控制了病害的進一步發展，提高了路面行駛質量，服役三年后仍具有良好的路況，有效延長了路面的使用壽命，因此，針對此病害路段采用微表處預防性養護是一種行之有效的養護措施。

（2）而針對路面嚴重剝落路段，不建議繼續采用微表處技術進行養護，雖然短時間內能有效提升路段路面狀況，但服役三年時間后，路面易出現破損，建議采用銑刨路面上面層的方法進行養護或采用黏結性更好的水性環氧微表處預防性養護技術。

參考文獻

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