公路瀝青混凝土路面預防性養護對策選擇分析

林健珍

（韶關市翔宏公路勘察設計有限公司，廣東韶關 512023）

0 引言

從整體發展來看，我國瀝青路面公路項目整體起步較晚，與西方發達國家相比，在技術力量及類型等方面仍存在較大差距。如何應用合理、高效的養護措施，降低養護成本的消耗量，保障路面完整性，是當代公路養護部門需要重點關注的問題。

1 工程實例——韶關市乳源縣國道G323線K420 ＋971—K440 ＋497 段（岔路口至下坪溪段）路面預防性養護和功能性修復工程

1.1 項目路段概況

韶關市乳源縣國道G323 線K420 ＋971—K440 ＋497 段（岔路口至下坪溪段），位于韶關市乳源縣境內，項目起點位于國道G323 線與省道S258 線相交處，起點樁號K420 ＋971，項目終點位于乳源縣下坪溪村，終點樁號K440＋497，路線長19.526km。該項目路段于1994年按設計速度30km/h 的三級公路技術標準進行改建，路基寬7～10m，路面結構采用3cm 瀝青表處面層＋16cm 水泥穩定碎石基層＋20cm 砂礫墊層＋舊路面。路段在2013年搶險工程中實施過一次路面改造，在原有道路路面上加鋪一層3cm 厚的瀝青混凝土面層。2015年采用原有技術標準實施路面大修工程，在原有道路路面上加鋪一層5cm 厚的瀝青混凝土面層。路面經過多次加鋪，結構較為復雜。

1.2 路面使用狀況調查與評價

1.2.1 路況調查與評價

根據2022年5月對舊路面詳細調查結果顯示：該路段左幅路面PCI 在81.6～89.8，平均值為85.0；右幅路面PCI 在87.0～90.9，平均值為88.6。

根據《公路技術狀況評定標準》（JTG 5210—2018）的分項指標等級劃分標準，左幅（下行）路面PCI 明顯差于右幅（上行），評定等級為優、良。符合《廣東省普通國省道預防養護罩面入庫原則》，參照《公路瀝青路面預防養護技術規范》（JTG/T 5142-01—2021），為適應公路養護發展需要，提高瀝青路面預防養護技術水平，貫徹預防為主，防治結合的公路養護方針，在滿足路面使用性能前提下，積極實施瀝青路面預防養護，防止病害發生或輕微病害擴展，減緩路面使用性能衰減，提升公路服務功能，延長公路使用壽命，據此，該項目擬采用封層罩面進行處理。

1.2.2 路面主要病害類型

從調查的結果來看，該項目路段的交通組成中重車占比較大，因荷載疲勞和瀝青混合料強度不足，導致路面出現龜裂病害，局部因縱坡較大出現推移和坑槽病害。

1.2.3 路面損壞原因分析

根據對舊路調查及檢測資料的分析，將舊路路面損壞的原因分為：

（1）該項目路段地勢險峻，所處地形復雜。

該項目路段位于乳源境內，舊路為三級公路，項目所處路段地勢險峻，山高谷深，舊路平縱面線形較差，彎多坡陡，多處平曲線半徑只有15～20m，最大縱坡為10%～11%，受地形所限，線形指標較差，加上重車長期超負荷荷載影響，導致路面形成推移和車轍，部分地方出現坑槽等病害。

（2）路面強度偏低，設計標準偏低或設計年限已達改造年限。

該項目路段于2014年進行過一次路面大修，在原有路面上加鋪了5cm 瀝青混凝土，路面達到或接近路面的改造年限，原有的路面強度偏低，無法滿足路面結構承載能力的要求。

1.2.4 交通量變大，重車車輛增多

隨著沿線經濟及旅游業迅速發展，目前，公路交通量不斷增多，重車占比較大，導致路面軸載大于原道路的設計值、長期作用成為路面損壞的原因之一。

1.3 路面預防養護方案分析

此次路面預防養護工程路面方案采用封層罩面，面層采用4cm 厚細粒式SBS 改性瀝青混凝土GAC-13，新舊瀝青層間設改性瀝青防水黏結層。改性瀝青防水黏結層的設置方法如下：在下承面（舊瀝青路面）頂面，用同步碎石封層車同時撒布熱改性瀝青和單粒徑碎石。熱SBS 改性瀝青的撒布量為2.2kg/m2，單粒徑碎石（9.5～13.2mm）的撒布量為滿鋪一層用量的60%～70%（約6m3/1000m2），使均勻撒布的碎石間均有空隙（即都能看到瀝青）。撒布后，立即用輪胎壓路機碾壓1～2 遍[1]。碎石應采用干凈、干燥碎石，碎石的粉塵含量應不大于0.8%，碎石需經過拌和樓除塵和干燥處理。防水黏結層使上覆瀝青混凝土下部形成富瀝青層，同時，其下部還有一層薄瀝青膜。富瀝青層與薄瀝青膜共同形成一個黏結防水層，防水效果好。此外，防水黏結層彈性恢復也比較好，可顯著減輕下層或上層裂縫對它的破壞作用，且可起到應力吸收層（膜）的作用，延緩路面板（或基層）裂縫所引起的反射裂縫[2]。

該路面方案優點包括施工方便、施工工藝成熟穩定、使用效果較好、新加鋪的路面結構層穩定。缺點包括造價較高，在原有11cm 厚瀝青路面上新加鋪4cm厚瀝青混凝土，導致瀝青面層總厚度達到15cm 厚度，在行車過程中容易形成車轍。

2 公路預防性養護的重要性及特點

2.1 重要性

公路預防性養護被稱為裂紋養護，即在公路投入運營前對各類基礎設施展開精準化維護處理的過程，在路面結構還未出現病害問題或破壞狀況期間，應用科學有效的措施方法加以養護，進一步將舊路面病害問題遏制在萌芽時期，防止路面性能遭到破壞，為公路路面結構的安全性、穩定性及可靠性的提升提供良好的保障，使公路項目整體養護成本降至最低，全面提升整體公路項目的質量，為廣大人民群眾的出行安全保駕護航。

2.2 特點

預防性養護是對公路瀝青混凝土路面結構周期性的保養手段。在公路瀝青混凝土路面的生命周期范圍內，瀝青混凝土路面往往涉及前期瀝青損耗氧化、中期路面小范圍脫皮、裂縫問題及后期路面大面積龜裂等問題。對于公路瀝青混凝土路面的預防性養護工作來說，養護階段就在路面處于穩定性時期或剛產生病害問題的初期，通過該方法可以在病害初期使公路瀝青混凝土路面維持良好的運行狀態。

3 公路瀝青混凝土路面的早期病害類型

從整體來看，瀝青路面早期病害問題產生的原因通常涉及路面結構強度不到位、施工作業不規范等，也是瀝青路面產生開裂現象的直接原因。一般情況下，瀝青路面開裂的形式主要表現為網裂，并在裂縫周邊形成大規模車轍，隨著公路使用期限和交通量的日益增長，在行車荷載及環境條件的外力作用下，會對瀝青路面造成嚴重的影響與破壞。此外，當瀝青路面施工作業不夠規范，例如瀝青拌和料的溫度較高，會導致瀝青提前老化而降低其自身的黏結性，在過強的外部荷載作用力下，會使路面結構出現一系列龜裂問題。

3.1 水破壞

在我國公路瀝青混凝土路面的早期破壞階段中，水損害是一種嚴重程度較高的破壞類型，其通常表現為公路瀝青表層結構產生推移變形或車轍變形等問題，在大規模車輛交通量較大的路段范圍內，路面中下層往往會產生潮濕、松散及分離等現象。

3.2 功能性破壞

相關調查研究顯示，我國各地區公路在實際運營的2～3年內便會產生極為顯著的車轍與裂縫問題，這兩種病害問題在我國公路瀝青混凝土路面整體破壞范圍內的占比約為80%～90%，不僅會對行車的安全性、舒適度帶來負面影響，還會引發一系列路面質量問題。

3.3 沉陷、松散問題

在高填路段和半填半挖路段中，因整體路基結構壓實難度系數相對較高，致使路基結構缺乏充足的壓實性，進而引發路面沉陷等問題。松散和剝落問題通常集中在水損害影響范圍較大的地段當中，如果采用酸性或中性石料于瀝青混合料當中，在外部車輛作用力下，因瀝青與集料彼此間缺乏充足的黏附性，往往會導致路面集料嚴重剝落，進而引發一系列龜裂、坑槽和松散等問題。

4 公路瀝青混凝土路面預防性養護對策

4.1 封縫技術

封縫技術主要是應用密封材料對公路路面的裂縫加以填充處理，防止雜物或水源滲入路面結構內部，進而對基層帶來負面影響，直接造成病害問題。對于路面未產生明顯結構性裂縫或裂縫問題數量較少的情況下，該技術可以凸顯出一定的優勢效果，整體養護成本相對較低。

4.2 霧封層技術

霧封層技術主要在公路表層結構上開展乳化瀝青的噴灑作業，提升公路表層結構的保養效果。霧封層技術往往會在老化嚴重、中度裂縫及硬化嚴重等公路路面上發揮出自身的優勢價值。該技術不適用于明顯疲勞裂縫、抗滑程度較低及泛油等公路養護項目。使用霧封層技術期間，首先需將符合施工規范標準的24h 內稀釋的乳化瀝青裝入瀝青撒布機儲蓄罐當中，并開展一次性噴灑作業。在噴灑環節中確保車輛勻速行駛，還需將撒布量控制在0.23～0.45L/m2。剛噴灑結束后的公路表面以咖啡褐色為主，后在乳化瀝青的影響下出現破乳現象，道路表層結構也會逐步變黑，這也代表著霧封層趨向于硬化狀態，在硬化效果顯著期間，道路表層會像新鋪路面一樣呈現黝黑顏色，施工作業結束后，此路段的防滲水功能也會獲得大幅度提升[3]。

4.3 微表處技術

該技術在實際應用期間需根據具體需求和比例標準，將礦粉、水、集料、添加劑和聚合物改性乳化瀝青等加以拌和處理，并將其均勻攤鋪在路面表層位置。該技術可從根本上預防瀝青路面出現松散等現象，延長瀝青路面的使用壽命，有效改善并優化路面的抗滑性能，還可對車轍展開一定填補處理。該路面預防養護工程推薦方案采用封層罩面，面層采用4cm厚細粒式SBS 改性瀝青混凝土GAC-13，新舊瀝青層間設改性瀝青防水黏結層。碎石應采用干凈、干燥碎石，碎石的粉塵含量應不大于0.8%，碎石需經過拌和、除塵和干燥處理。防水黏結層使上覆瀝青混凝土下部形成富瀝青層，同時其下部還有一層薄瀝青膜。富瀝青層與薄瀝青膜共同形成一個黏結防水層，防水效果好[4]。

4.4 合理篩選材料開展路面設計項目

4.4.1 橡膠-瀝青

橡膠瀝青是將磨細的橡膠屑通過一系列工藝處理后所形成的高黏度黏結劑，瀝青橡膠的橡膠屑含量與其自身的黏結程度息息相關。因瀝青橡膠具有一定的黏彈性，將該材料應用于路面設計項目中作為預防性養護黏結劑可以表現出良好的效果。其優勢特點主要體現為黏附能力高，可有效提升其自身與集料的融合性；防水性能良好，可在后續使用期間避免外部水分資源滲透路面結構內部；呈現出較強的彈性恢復力，可從根本上適應材料的彈塑性形變和外部作用力的沖擊效果；徹底改善并優化瀝青混合料的低溫敏感性與高溫穩定性。

4.4.2 水性環氧樹脂

水性環氧樹脂是一種經過乳化后的樹脂材料，其優勢特點體現為無氣味、安全性好、無毒無害且操作性良好等方面，固化后的樹脂耐磨性良好，除了具有溶劑型環氧樹脂的特點以外，還可以在室溫或潮濕環境條件下發生固化效應，可以與石灰、水泥等常見水性膠結物等協調配合，是現代公路橋梁維護保養的新材料，凸顯出良好的社會效益與經濟效益。

4.4.3 道路密封膠

道路密封膠通常應用于瀝青路面的表層裂縫和接縫問題當中，可以從根本上延長瀝青路面的使用年限，該膠體通常結合瀝青的基本屬性和特點，向瀝青中投入高分子聚合物SBS，通過將廢舊輪胎作為一種特殊的改性劑，全面更改瀝青原有理化特性，進一步提升產品的軟化點和針入度等指標。通過一系列改性處理后的膠體凸顯出良好的抗老化性和黏結性，有效改變了傳統灌縫、填縫材料老化速度快及早期剝落程度高等弊端[5]。

4.4.4 瀝青還原劑

從整體來看，瀝青還原劑是一種富含活化物的混合類還原劑，可以針對老化、使用年限較長的瀝青路面和橋面等展開高強度黏結處理，從根本上激活老化膠質或恢復原有性能，切實提高瀝青的抗剝落程度，形成完善的保護封層。該材料的價值主要體現為可避免瀝青混凝土壓實性不到位和不均勻等問題。在設計環節重點關注瀝青路面的抗滑性能，可為后續維修養護提供有利的條件與支持。

5 結語

綜上所述，本文對公路瀝青混凝土路面的養護技術展開深入分析，以工程事例列舉出公路瀝青混凝土路面存在的病害問題，并在認知路面預防性養護重要性的基礎上提出一系列對策建議，相信在后續的發展階段中，我國公路建設事業會獲得更穩定、良好的發展。