淺談公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

（甘肅省隴南公路局，甘肅 武都 746000）

我國(guó)瀝青路面的里程不斷增加，標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。隴南公路局所管養(yǎng)的路段，經(jīng)國(guó)省干線災(zāi)后重建及路網(wǎng)改造等項(xiàng)目的實(shí)施，路面等級(jí)大幅度提高，行車條件得到了很大改善。隨著不斷增長(zhǎng)的交通量及大噸位超限超載車輛的行駛，瀝青路面的破損日趨嚴(yán)重。延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命成為備受關(guān)注的問(wèn)題。早在20世紀(jì)七八十年代，國(guó)外就開始使用同步碎石封層、稀漿封層、微表處等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施；現(xiàn)在我國(guó)也普遍使用。近年來(lái)，其在隴南公路局養(yǎng)護(hù)的G316線、G212線、S205線及G75高速公路養(yǎng)護(hù)中也得到廣泛使用。本文對(duì)公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)做簡(jiǎn)要介紹和探討。

1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念及其重要意義

公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)針對(duì)已建成的公路瀝青路面延緩其破損時(shí)間，保持或提高使用性能，但不增加路面承載力。必須明確，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)僅適用于瀝青路面表面層的修復(fù)，而不能解決路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)的病害。

路面的壽命重在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，其重要意義有以下四個(gè)方面：

1）路面可具有優(yōu)良的使用性能；

2）使用壽命大大延長(zhǎng)；

3）降低在使用壽命周期內(nèi)的成本；

4）節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金。

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)使用中須解決的問(wèn)題

2.1 什么時(shí)間采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施必須在適宜的天氣環(huán)境下實(shí)施，如同步碎石封層、稀漿封層、微表處等必須在高溫?zé)o雨的天氣下施工，才能達(dá)到預(yù)期效果。

2.2 在什么路段采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

要選擇適宜路段，針對(duì)病害采取相應(yīng)措施，即在不同的病害路段，實(shí)施不同的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

3 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

3.1 同步碎石封層

同步碎石封層技術(shù)是用專用設(shè)備（如同步碎石封層機(jī)）把碎石、粘結(jié)劑（熱瀝青、改性瀝青、乳化瀝青等）同步鋪灑在路面上，經(jīng)自然車輛或膠輪壓路機(jī)碾壓而形成瀝青碎石磨耗層。瀝青路面表面處理層及低等級(jí)公路的面層施工常用到此項(xiàng)技術(shù)，可延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命10-15年。

3.1.1 材料和設(shè)備的選用

為了確保同步碎石封層施工質(zhì)量，需在施工前進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證，以確定骨料和瀝青之間的物理化學(xué)相容性。確定同步碎石封層機(jī)后，還要選用相應(yīng)的機(jī)具設(shè)備以及配套的作業(yè)流程，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的施工效果。

3.1.1.1 瀝青的選用

同步碎石封層技術(shù)對(duì)于瀝青的選擇和使用，原則上沒(méi)有特別的要求，但要注意確保瀝青的撒布溫度、撒布量，在這一條件下，普通瀝青、重交瀝青、乳化瀝青、改性瀝青的使用普遍可以獲得較好的效果。值得一提的是，瀝青使用量是影響封層質(zhì)量的重要因素。瀝青使用量過(guò)少，封層的路面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的碎石脫粒；使用量過(guò)多，泛油現(xiàn)象則會(huì)出現(xiàn)。通常，瀝青使用量要根據(jù)交通量、路面狀況、施工季節(jié)等進(jìn)行調(diào)整，如大交通量的道路用量宜減少5%～10%，秋季施工用量比夏季應(yīng)增加5%左右。

3.1.1.2 骨料的選用

同步碎石封層技術(shù)常用的骨料有花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r等，對(duì)骨料種類沒(méi)有特別要求，但某些情況下，對(duì)于骨料的選擇還是要有針對(duì)性，例如針對(duì)不同的交通量和路基結(jié)構(gòu)等。由于同步碎石封層技術(shù)施工的面層厚度較薄，骨料一般使用單一級(jí)配碎石顆粒（非一般意義的“石屑”），級(jí)配顆粒常用粒徑有2～4mm、4～6mm、6～10mm和10～14mm等。

3.1.1.3 設(shè)備的選用

同步碎石封層機(jī)在同步碎石封層操作中是主機(jī)，屬于專用設(shè)備。國(guó)內(nèi)道路施工市場(chǎng)常見的同步碎石封層機(jī)有法國(guó)賽格瑪（SECMAIR）公司生產(chǎn)的30通用型、40通用型、41型、45通用型、凱撒路霸連續(xù)式和河南省高遠(yuǎn)公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的XY5250TSF型等，各有特點(diǎn)，可選范圍很大。

除主機(jī)外，與同步碎石封層機(jī)配套作業(yè)的機(jī)械有50型裝載機(jī)1臺(tái)、9～16t膠輪壓路機(jī)2臺(tái)、25～40t瀝青運(yùn)輸車1臺(tái)、8t灑水車1臺(tái)、路面除塵設(shè)備和小型銑刨機(jī)各1臺(tái)。

3.1.2 施工工藝

瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù)一般采用二次封層操作。第一次封層用6～10mm、10～14mm粗碎石形成骨架；第二次用2～4mm細(xì)碎石嵌縫。兩次封層后使用輪胎壓路機(jī)碾壓或通過(guò)自然行車碾壓。在遇到瀝青路面有10cm以上的車轍、沉陷等病害時(shí)，可采用多次封層不同粒徑碎石的施工方法加以解決。下面就以舊瀝青路面加鋪防水磨耗層的典型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為例，介紹同步碎石封層機(jī)的具體施工工藝。

3.1.2.1 施工前的準(zhǔn)備

1）實(shí)地勘察施工路段的路面狀況、交通量等。

2）認(rèn)真分析數(shù)據(jù)并做試驗(yàn)，以便確定施工具體方案，包括施工結(jié)構(gòu)選擇，瀝青和碎石的選用，對(duì)車轍、坑槽等病害的預(yù)處理等。

3）做好配套機(jī)具的調(diào)配、組織等工作。

3.1.2.2 施工流程中的具體操作技術(shù)

1）為確保安全，在施工路段內(nèi)設(shè)置道路施工提示標(biāo)志。

2）確定原材料（如瀝青、碎石等）、設(shè)備（例如主機(jī)、配套機(jī)具等）已準(zhǔn)備就緒；確定主機(jī)技術(shù)狀態(tài)良好、各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定正確，并現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

3）清掃施工路段，確保路面無(wú)塵土、垃圾等。

4）在一段路面上進(jìn)行試封層，并根據(jù)其效果對(duì)各作業(yè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到預(yù)期效果，然后進(jìn)行長(zhǎng)距離連續(xù)施工。

5）隨后輪胎壓路機(jī)立即進(jìn)行3～4遍碾壓。若采用自然行車碾壓，通行車輛必須限速行駛。

6）分幅封層施工時(shí)，另一幅可以開放交通。要做好分幅封層搭接縫的處理工作：第一幅封層時(shí)暫留10～15cm寬度不撒布碎石，待第二幅封層時(shí)沿預(yù)留瀝青邊緣進(jìn)行同步碎石撒布。

3.1.2.3 施工后的技術(shù)工作

1）封層后的1h（或2h）可以開放交通，但需要對(duì)通行車輛限速（≤40km/h），以防止快速行車造成碎石飛濺。

2）對(duì)散落在路邊的碎石進(jìn)行清除。

3.2 微表處

微表處是采用機(jī)械設(shè)備將聚合物改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水和添加劑等按照設(shè)計(jì)配合比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上，形成具有高抗滑和耐久性能的薄層。

3.2.1 微表處的適用范圍

微表處作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的有效方法之一，主要應(yīng)用在改善路面抗滑性能、降低路面滲水、進(jìn)行車轍修復(fù)等方面。由于微表處厚度僅1厘米左右，并不能增加路面抗變形的能力，因此，必須確定一個(gè)微表處實(shí)施的合理適用范圍。擬實(shí)施微表處的路段應(yīng)滿足以下條件：

1）原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須滿足要求；

2）原路面存在的裂縫、坑槽、龜裂、網(wǎng)裂等病害必須事先進(jìn)行修補(bǔ)、灌縫處理。

3.2.2 微表處所用的原材料要求

微表處混合料由合理配比的乳化瀝青、改性劑、集料、水和填料等組成的，材料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到混合料的性能。

1）集料的選擇：規(guī)范要求集料的砂當(dāng)量不低于65%，高于對(duì)普通稀漿封層用集料砂當(dāng)量不低于45%的要求，也高于規(guī)范中高速公路瀝青面層用細(xì)集料砂當(dāng)量不小于60%的要求。

2）膠乳改性劑的選擇：微表處混合料大多選用膠乳改性劑，其中最為常見的是SBR膠乳。

3.2.3 微表處的配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)中心試驗(yàn)室提供的目標(biāo)配合比，在工地試驗(yàn)室試配完成初步的施工配合比，其設(shè)計(jì)步驟如下：

1）對(duì)料場(chǎng)堆放的各種原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

2）確定集料的配合比例，使合成級(jí)配在要求的級(jí)配范圍內(nèi)。

3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選乳化瀝青、礦料、填料、水和添加劑用量，進(jìn)行拌和試驗(yàn)和粘聚力試驗(yàn)，拌和試驗(yàn)溫度應(yīng)考慮最高施工溫度，粘聚力試驗(yàn)的溫度應(yīng)考慮施工中可能遇到的最低溫度。

4）進(jìn)行濕輪磨耗試驗(yàn)，確定最小瀝青用量，進(jìn)行負(fù)荷輪碾壓試驗(yàn)，確定瀝青用量的最大值。

5）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在瀝青用量的可選范圍內(nèi)選擇適宜的瀝青用量。

6）經(jīng)多次試驗(yàn)后，在充分考慮原路面狀況、氣候及交通因素等基礎(chǔ)上綜合確定初步的混合料配比，在試驗(yàn)段施工時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整，并最終確定合適的施工配合比。

3.2.4 微表處施工工藝流程

封閉管制交通→銑刨隆起的車轍→病害處治→清掃路面→放樣放線→攤鋪→修補(bǔ)修邊→碾壓→早期養(yǎng)護(hù)→開放交通。

3.2.5 微表處攤鋪

1）稀漿封層機(jī)標(biāo)定：攤鋪車的標(biāo)定目的是讓施工配合比通過(guò)攤鋪的各個(gè)計(jì)量系統(tǒng)得以準(zhǔn)確執(zhí)行。

2）裝料：將符合要求的礦料、改性乳化瀝青、填料、水、添加劑等分別裝入攤鋪機(jī)的相應(yīng)料箱。為保證礦料級(jí)配的均勻一致，裝機(jī)前在集料場(chǎng)須用配料機(jī)將不同料徑的礦料摻拌均勻。

3）攤鋪：銑刨車轍后先用MS-3型微表處填補(bǔ)車轍槽，再對(duì)整個(gè)行車道鋪筑一次MS-3型微表處，其具體施工工序如下：

①將裝好料的攤鋪機(jī)開至施工起點(diǎn)，對(duì)準(zhǔn)走向控制線，并調(diào)整攤鋪箱攤鋪厚度與拱度，使攤鋪箱周邊與原路面貼緊；

②攤鋪車運(yùn)行前，在銑刨邊緣縱向標(biāo)線處固定直徑為1cm、長(zhǎng)度約為攤鋪一車料的麻繩，防止稀漿混合料外溢，確保攤鋪直順且與銑刨邊緣銜接平順；

③根據(jù)生產(chǎn)配合比和現(xiàn)場(chǎng)礦料含水量情況，調(diào)整各料門的高度或開度；

④開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，接合拌和缸離合器，使攪拌軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并開啟攤鋪箱螺旋分料器；

⑤打開各料門控制開關(guān)，使礦料、填料、水同時(shí)進(jìn)入拌和缸，當(dāng)預(yù)濕的混合料推移至乳液噴出口時(shí)，乳液噴出；

⑥調(diào)節(jié)混合料在分向器上的流向，使混合料能均勻地流向攤鋪箱左右；

⑦調(diào)節(jié)水量，使稀漿混合料稠度適中，嚴(yán)格控制外加水量；

⑧當(dāng)稀漿混合料均勻分布在攤鋪箱的全寬范圍內(nèi)時(shí)，操作手通知駕駛員啟動(dòng)封層車，緩慢前進(jìn)，一般前進(jìn)速度為10-30m/min，應(yīng)保持混合料攤鋪量與生產(chǎn)量的基本一致，保持?jǐn)備佅渲邢{混合料的體積為攤鋪箱容積的1/2左右；

⑨當(dāng)攤鋪機(jī)上任何一種材料用完時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉所有材料輸送的控制開關(guān)，讓攪拌缸中的混合料攪拌均勻，在送入攤鋪箱攤鋪完后通知駕駛員停止前進(jìn)；

⑩將攤鋪箱提起，把攤鋪機(jī)連同攤鋪箱開至路外，清潔攪拌缸和攤鋪箱；

?查對(duì)材料剩余量。

3.2.6 人工修復(fù)局部施工缺陷

混合料攤鋪后，若發(fā)現(xiàn)局部施工缺陷，應(yīng)立即進(jìn)行人工修補(bǔ)，修補(bǔ)要有重點(diǎn)，其重點(diǎn)涉及起點(diǎn)、終點(diǎn)，縱向接縫，過(guò)厚、過(guò)薄或不平處，尤其對(duì)超大粒徑礦料產(chǎn)生的縱向刮痕，應(yīng)盡快消除并填平。修補(bǔ)后應(yīng)達(dá)到表現(xiàn)平整，邊沿順直，接縫平順。

3.2.7 碾壓

待稀漿混合料破乳后表面無(wú)褐色斑點(diǎn)時(shí)，立即采用8-16T膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓2-3 遍，碾壓速度10km/h。碾壓時(shí)壓路機(jī)不得在微表處上停留、調(diào)頭和急轉(zhuǎn)彎。碾壓后應(yīng)達(dá)到表面平整密實(shí)，無(wú)劃痕。

3.2.8 初期養(yǎng)護(hù)

碾壓結(jié)束后進(jìn)入微表處初期養(yǎng)護(hù)階段，在此時(shí)間內(nèi)不得有人員和車輛在微表處上行走，直至微表處凝結(jié)成型、滿足開放交通的條件。

3.3 石屑封層

石屑封層是一種經(jīng)濟(jì)型養(yǎng)護(hù)手段，可保護(hù)路面并延長(zhǎng)路面壽命。石屑封層的具體操作工藝是將瀝青粘結(jié)料噴灑在路面上，隨即鋪灑一層大小均勻的石屑。新路面則是對(duì)骨料進(jìn)行碾壓定位，然后掃去松動(dòng)的石屑。石屑封層也存在缺點(diǎn)，初期養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，車輛高速行駛時(shí)噪音較大，路面上的松散集料易被高速行駛的車輪帶飛并粘附在車身和擋風(fēng)玻璃上，松散的集料還會(huì)導(dǎo)致抗滑能力減弱。因此，石屑封層一般很少用在大交通流量和高速行駛的道路上。但隨著材料改進(jìn)與新技術(shù)發(fā)展，石屑封層的缺點(diǎn)逐步得到了解決，因此也被用于大交通流量道路的保護(hù)、增加抗滑性以及延長(zhǎng)路面壽命等。

3.4 稀漿封層

稀漿封層是一種敷設(shè)在路表面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)層，是將適當(dāng)級(jí)配的乳化瀝青、填料（水泥、礦粉等）、骨料、水和外加劑等原料按一定比例摻配拌合，制成均勻的混合料，并按要求的厚度和寬度攤鋪在路面上。

隨著新材料、新技術(shù)涌現(xiàn)，聚合物改性瀝青就是其中之一。聚合物改性瀝青屬于改性瀝青的典型代表，因其突出的優(yōu)異性能而得到普遍應(yīng)用。改性乳化瀝青稀漿封層具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）具有更高的抗磨耗性能，可完成對(duì)原路面的車轍修復(fù)；

2）與熱瀝青薄層罩面相比，具有更好的封層效果，能更好地防止路表水下滲，保護(hù)路面結(jié)構(gòu)；

3）在路基路面穩(wěn)定的前提下，優(yōu)質(zhì)的改性乳化瀝青稀漿封層使用壽命可達(dá)5年以上；

4）可在施工后1-2個(gè)小時(shí)開放交通，極大地縮減開放交通時(shí)間，減少施工對(duì)交通的影響。

稀漿封層的施工工藝如下：修補(bǔ)路面病害→清掃路面→灑水預(yù)濕→備料和攤鋪→初期養(yǎng)護(hù)成型→開放交通。

3.5 薄層罩面

薄層罩面是在原有路面上加鋪一層厚度不超過(guò)2.5cm的熱瀝青混合料，可有效地防止品質(zhì)正在下降的路面繼續(xù)惡化，改善其平整度，恢復(fù)路面的抗滑阻力，校正路面的輪廓，對(duì)路面有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。薄層罩面的缺點(diǎn)是養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高。此外，由于薄層罩面熱鋪面層較薄、易冷卻，不宜使用振動(dòng)壓路機(jī)，不易達(dá)到較高的密實(shí)度，因此在操作薄層罩面前要特別注意混合料設(shè)計(jì)、溫度控制、碾壓工藝和壓路機(jī)選型等環(huán)節(jié)。

3.6 裂縫填封

裂縫填封是常規(guī)的養(yǎng)護(hù)措施。對(duì)瀝青路面裂縫實(shí)施有效的填封，可以大大減少坑槽的形成和裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，對(duì)瀝青路面的裂縫及時(shí)選用性能優(yōu)良的密封膠進(jìn)行有效的填封處理相當(dāng)重要。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種新的養(yǎng)護(hù)管理理念，是對(duì)傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)的突破，是現(xiàn)代科技養(yǎng)護(hù)的典范應(yīng)用。實(shí)踐證明，在路面不同使用階段，科學(xué)、合理選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，能降低養(yǎng)護(hù)成本，節(jié)約資金，有效延長(zhǎng)路面使用壽命。