公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

趙濤

（慈利縣公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心， 湖南 張家界 427000）

1 引言

現(xiàn)階段，瀝青路面已經(jīng)成為我國(guó)公路主要結(jié)構(gòu)形式。公路建成通車后受到多種外界因素的影響，諸如降水、凍融循環(huán)、行車荷載等，極易導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)裂縫、車轍、坑槽等病害，影響路用性能，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞，維修資金投入較大，社會(huì)影響不良。對(duì)此，通過(guò)科學(xué)的、有針對(duì)性的、預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用，可較好地維持公路使用品質(zhì)，可節(jié)約長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。本文主要對(duì)此展開研究。

2 公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念的提出

根據(jù)交通運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)，自2010 年以來(lái)我國(guó)公路里程持續(xù)增加，截至2019 年年末，全國(guó)公路里程已經(jīng)達(dá)到了5.0125×106km，公路養(yǎng)護(hù)比例達(dá)98.8%。基于上述數(shù)據(jù)分析可得，隨著我國(guó)通車?yán)锍痰脑黾?、公路使用年限的增長(zhǎng)，公路已經(jīng)邁入養(yǎng)護(hù)管理階段，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念在業(yè)內(nèi)逐漸推廣開來(lái)[1]。

就預(yù)防性養(yǎng)護(hù)內(nèi)涵來(lái)說(shuō)，核心在于“預(yù)防”，即：在不增加結(jié)構(gòu)承載力的前提下，延緩結(jié)構(gòu)破壞，維持或提高系統(tǒng)功能。公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)前，需做好路況定期調(diào)查與評(píng)價(jià)、確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間、選擇養(yǎng)護(hù)措施以及確定養(yǎng)護(hù)周期等工作，合理把握養(yǎng)護(hù)時(shí)間與養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，方可將病害消滅在萌芽狀態(tài)，獲得預(yù)期養(yǎng)護(hù)效果，使得公路更長(zhǎng)時(shí)間處于良好服務(wù)狀態(tài)。

3 幾種常見的公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

本文主要以表面封層類和罩面類的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)為例展開闡述。

3.1 表面封層類預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

表面封層類技術(shù)主要包括霧封層、石屑封層、稀漿封層、微表處等技術(shù)，主要可解決瀝青路面老化、透水嚴(yán)重、抗滑性能降低等問(wèn)題。具體技術(shù)方法如下：

1）霧封層：此種表面封層類技術(shù)，是稀釋、慢凝乳化瀝青的典型應(yīng)用，主要是以瀝青噴灑車直接灑布乳化瀝青、無(wú)須集料覆蓋[2]。此種技術(shù)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低，可恢復(fù)路面瀝青黏附力、填補(bǔ)路面微小裂縫等，一般可使用1～2 a，同時(shí)霧封層可與石屑封層結(jié)合運(yùn)用，增強(qiáng)石屑封層骨料間的黏結(jié)力，延長(zhǎng)石屑封層使用壽命。然而，由于慢凝乳化瀝青破乳需要一定的時(shí)間，霧封層不建議運(yùn)用于交通量大、行車速度快的路段，也不適用于密級(jí)配混合料瀝青路面。

2）HAP（石屑）封層：此技術(shù)以HAP 噴灑液按配比添加石屑、礦粉，形成防水、抗滑封層，將其運(yùn)用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可有效封閉細(xì)微裂縫，延長(zhǎng)路面使用壽命，一般可維持2～3 a。然而，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析，在瀝青路面裂縫大、車轍嚴(yán)重，或是存在擁包等問(wèn)題的情況下，HAP（石屑）封層技術(shù)的應(yīng)用效果不佳。

3）稀漿封層：稀漿混合料由乳化瀝青、細(xì)集料、礦物填料、水以及添加劑等常溫下拌制而成，具有和易性、密實(shí)性好等優(yōu)勢(shì)，施工便捷、迅速，經(jīng)濟(jì)性較好，施工厚度一般控制在3～12 mm，一般使用壽命維持在2～3 a，若是使用改性乳化瀝青可延長(zhǎng)至3～5 a。稀漿封層處理完成后面，可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)開放交通，不僅能改善路面抗滑性能，也可起到美化效果。然而此技術(shù)不得用于結(jié)構(gòu)性病害路面，局部病害嚴(yán)重可提前處理后方可使用稀漿封層。

4）微表處：此技術(shù)以聚合物改性乳化瀝青為原材料，通過(guò)集料、填料（水泥）、水以及添加劑等拌和制成緩和料，并以專用灑布車攤鋪、碾壓成型，獲得薄層路面。此技術(shù)可運(yùn)用于各種交通量道路，表面處理厚度達(dá)10～20 mm，可填充40 mm 的路面車轍，同時(shí)，可有效提高路面抗滑性能、解決路面松散問(wèn)題，一般使用壽命約4～7 a。與其他預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)相同，微表處也無(wú)法運(yùn)用于存在結(jié)構(gòu)性病害的路面。

3.2 罩面類預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

罩面類技術(shù)是指通過(guò)攤鋪密級(jí)配、開級(jí)配瀝青混合料，形成厚度40 mm 以內(nèi)結(jié)構(gòu)層。根據(jù)實(shí)際厚度，可分為普通罩面、薄層罩面以及超薄層罩面。

1）薄層罩面：以O(shè)GFC 材料為例，使用的是大空隙率瀝青面層，抗滑性能好，同時(shí)具有排水、降噪等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)國(guó)外相關(guān)研究認(rèn)為，OGFC 薄層罩面使用壽命可達(dá)7～10 a。

2） 超薄磨耗層罩面：Novachip 超薄磨耗層分為2 個(gè)部分：改性乳化瀝青和改性熱拌瀝青混凝土。前者主要起到密封原路面、增強(qiáng)混合料黏結(jié)性的作用；后者可提供1 個(gè)耐久、抗滑的路面。此磨耗層罩面施工快、使用壽命長(zhǎng)（超過(guò)10 a）、行車安全性高，但是無(wú)法運(yùn)用于嚴(yán)重車轍、路面不平整病害的處理。

3.3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)適用情況

對(duì)上述各種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析，具體適用情況歸納于表1 中。

表1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)適用時(shí)機(jī)

4 公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 工程概況

本項(xiàng)目為某高速公路工程，2007 年實(shí)施了路面大修作業(yè)，隨后多次進(jìn)行局部路面病害處理與預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，路面狀況長(zhǎng)期處于良好水平。 本次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路段為K13+000 ～K28+500，路面病害以縱橫向裂縫、抗滑性能下降為主，為避免路面病害進(jìn)一步發(fā)展，經(jīng)綜合分析后決定采用薄層罩面技術(shù)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

4.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案

本項(xiàng)目對(duì)該路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘、鉆芯取樣，經(jīng)分析，路面裂縫的產(chǎn)生主要是自下而上的基層溫縮裂縫所致，路面結(jié)構(gòu)承載力滿足使用要求，整體路面狀況良好，可開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。為減少養(yǎng)護(hù)作業(yè)對(duì)交通的干擾，本項(xiàng)目決定采用瀝青薄層罩面技術(shù)，使用復(fù)合改性UTAC-10 瀝青混合料。具體特點(diǎn)是：（1）綜合性能良好，可適應(yīng)大交通量荷載；（2）攤鋪厚度小，散熱較快，可快速成型并開放交通；（3）可處理輕微車轍，增強(qiáng)路面抗滑性能；（3）具有良好的防滑、減噪性能。

經(jīng)綜合分析后，確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案：（1）下面層：舊路面病害處理；（2）黏結(jié)層：噴灑0.5 L/m2改性乳化瀝青（瀝青含量65%）；（3）上面層：厚度25 mm 的復(fù)合改性UTAC-10 薄層罩面。

4.3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

4.3.1 施工流程

本項(xiàng)目預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工流程如圖1 所示。

圖1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工流程

4.3.2施工技術(shù)要點(diǎn)

1）舊路面處理

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，首先對(duì)舊路面裂縫、網(wǎng)裂病害進(jìn)行處理，保證舊路面承載力足夠。具體方法如下：

（1）反射裂縫、橫向裂縫：縫寬＜5 mm 的情況下，將縫隙清理干凈，以壓縮空氣吹凈塵土，并使用熱瀝青封堵；縫寬≥5 mm 的情況下，需清除縫口雜物，沿著裂縫開槽，并使用專門的灌縫設(shè)備進(jìn)行處理。

（2）網(wǎng)裂與病害嚴(yán)重地段：取芯判斷病害原因，采用銑刨、重新鋪筑瀝青混合料等處理方法。

2）薄層罩面攤鋪

本項(xiàng)目采用一體式攤鋪機(jī)對(duì)復(fù)合改性UTAC-10 薄層罩面進(jìn)行攤鋪，一次性完成乳化瀝青噴灑、瀝青混合料攤鋪工作。為減少對(duì)正常交通的干擾，項(xiàng)目采用夜間施工方法，分段分幅組織進(jìn)行薄層罩面攤鋪，攤鋪前將舊路面清理干凈，確保無(wú)雜物后噴灑改性乳化瀝青黏層油；改性乳化瀝青噴灑時(shí)，溫度控制在60～80 ℃、噴灑量0.5 L/m2。經(jīng)試驗(yàn)段確定薄層罩面攤鋪參數(shù)，攤鋪速度6～8 m/min、松鋪系數(shù)1.2。

3）薄層罩面碾壓

本項(xiàng)目采用的UTAC-10 瀝青混合料屬于骨架密實(shí)型級(jí)配，較難壓實(shí)。為保證碾壓質(zhì)量，最終選用3 臺(tái)HDO138V 雙鋼輪水平震蕩壓路機(jī)，具體碾壓方法如見表2。碾壓過(guò)程中，重疊寬度控制在200～300 mm，碾壓終了溫度必須在80 ℃以上。

表2 薄層罩面碾壓方法

4）接縫處理

本項(xiàng)目采用分車道、分幅施工方法，合理控制冷接縫質(zhì)量是施工重難點(diǎn)所在。項(xiàng)目接縫施工前，以銑刨機(jī)在標(biāo)線一側(cè)按道路線形對(duì)先期施工路面邊緣銑刨，清理干凈后，涂灑少量黏層乳化瀝青；攤鋪時(shí)重疊50～100 mm，并人工鏟走混合料，由邊向中碾壓留下100～150 mm，跨縫擠緊壓實(shí)。

4.4 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果

本項(xiàng)目預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工完成后，對(duì)薄層罩面進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收[3]，結(jié)果見表3。路面構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)均滿足要求，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益均較好。

表3 檢測(cè)結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向，在養(yǎng)護(hù)工作中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。在公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)實(shí)踐中，需合理判斷路面病害類型、損壞程度，并評(píng)定路面技術(shù)狀況，據(jù)此判斷是否可采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并進(jìn)一步綜合公路等級(jí)、交通量等因素，選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法，規(guī)范落實(shí)各道施工工序，切實(shí)保證養(yǎng)護(hù)后路面質(zhì)量達(dá)標(biāo)，使公路可提供更高水平、更長(zhǎng)時(shí)間的服務(wù)。