普通干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)探討

任平REN Ping

（金寨縣交通運輸局，六安 237321）

0 引言

當(dāng)前國內(nèi)存續(xù)的干線公路，大多是瀝青與砼材料，并且前者的原料來源豐富，使用成本低，建設(shè)速率高，在多個路面項目中，都有較好表現(xiàn)。但瀝青路面容易被氣溫及建設(shè)品質(zhì)等干擾，形成病害。

1 預(yù)防性養(yǎng)護的概念

預(yù)防性的養(yǎng)護是在問題出現(xiàn)前，采取的舉措，也就是在干線公路尚未發(fā)生損壞現(xiàn)象時，利用有效的技術(shù)方法，讓路面能保持正常的應(yīng)用狀態(tài)，繼而延長公路的服役年限，對此采用的方式便屬于預(yù)防性養(yǎng)護。而實施預(yù)防性管理，既要求能避免出現(xiàn)嚴(yán)重的公路受損問題，又對各類細(xì)小的病害跡象，實施全面修復(fù)，由此為干線公路的使用運營，提供有效防護。

2 普通干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護的規(guī)律與特點

對于預(yù)防性養(yǎng)護作業(yè)的實施，要注意操作規(guī)律及特點。對于瀝青的干線路面，若想達(dá)到預(yù)防性的處理效果，便應(yīng)當(dāng)格外關(guān)注養(yǎng)護的相關(guān)特點要求，具體包括：養(yǎng)護處理的時間；預(yù)防性和周期性、機械化程度深、養(yǎng)護人員素質(zhì)良好等。而面對上述規(guī)律及特點，有關(guān)建設(shè)者必須要嚴(yán)格把控，開展預(yù)防性養(yǎng)護期間，應(yīng)當(dāng)結(jié)合干線路面的實際狀況條件，選擇適宜的養(yǎng)護手段，僅要滿足上述幾項特點需求，便可保障瀝青路面的干線養(yǎng)護工作，得以標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)化進行[1]。

在預(yù)防性養(yǎng)護特點上，能總結(jié)出三點。

首先是周期性，干線路面應(yīng)用性能，會在運營時間延長中不斷弱化，所以養(yǎng)護行為要具備周期性，相關(guān)人員需定期查看路面，并做好數(shù)據(jù)記錄和整理，采取實時評估，在性能不足時，盡快安排修復(fù)處理。一般級別較高的項目，需實行年檢，并設(shè)置養(yǎng)護計劃。如果干線路面可以在生命周期內(nèi)，接受三、四次的養(yǎng)護處理，則能延長12 年左右的壽命，并使養(yǎng)護成本大幅減少。

其次是機械化，病害檢測操作的先進性，會干擾養(yǎng)護成效。通過利用機械化手段，搭配合適的常規(guī)方法，利于提升養(yǎng)護的效率。

最后是養(yǎng)護時間，按照干線瀝青路面的病害階段，可分成：完工至投入運營，出現(xiàn)受損和氧化；運營后，有坑槽、縫隙等；在使用時間的延長中，橫縱向裂縫逐漸明顯，并形成不規(guī)則縫隙。而預(yù)防性養(yǎng)護，應(yīng)當(dāng)從第一階段，即完工至運營，便開始實施。

3 普通干線公路瀝青路面常見病害類型及成因

3.1 松散

瀝青路面的松散問題，一般集中于損壞情況比較突出的部分。而且路面出現(xiàn)松散掉粒的情況，還和干線建設(shè)中的一系列行為有關(guān)。舉例來講，瀝青材料添加量不足，使得路面厚度及強度、粘性等有限；建設(shè)中工地的溫度條件不良，對瀝青材料的性能，有較大的影響；集料上覆蓋諸多塵土，未能提前清理；路面壓實度不足，使得瀝青顆粒之間的貼合力不高；軟質(zhì)集料添加比例較多，使得路面強度不夠。諸如以上在施工中的問題，均會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)松散的情況。

3.2 坑槽

路面坑槽病害的產(chǎn)生原因是松散與龜裂等情況，落在具體的施工環(huán)節(jié)中，問題成因為：路面攤鋪期間，下層表面出現(xiàn)雜物，在沒有進行全面清理的情況下，便開始上層的攤鋪施工，導(dǎo)致兩層之間的接觸受到阻礙，不能充分黏結(jié)；公路面層厚度較少，導(dǎo)致瀝青材料的黏結(jié)效果有限，此外，瀝青材料表層的加熱溫度偏高，整體碾壓的密實程度較低，在干線公路后期運營中，在自然降水與車輛通行等的影響下，使得面層發(fā)生開裂與松散的情況，由此出現(xiàn)坑槽也實屬正常；在干線施工中，罩面操作之前，已經(jīng)發(fā)生各類有關(guān)病害，而且當(dāng)時沒能徹底處理修復(fù)，導(dǎo)致產(chǎn)生坑槽；采取的養(yǎng)護動作不到位，在瀝青路面出現(xiàn)脫皮與網(wǎng)裂等情況，沒有立即進行養(yǎng)護。

3.3 裂縫

按照路面裂縫的外在表現(xiàn)可分出幾點，首先，局部凸起，一般按照凸起實際高度，評估病害的嚴(yán)重程度。以2.5厘米為標(biāo)準(zhǔn)，凸起高度未超過該標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，屬于輕度，反之則是重度凸起。其次，路面沉降，干線公路運營一段時間，可能因為質(zhì)量監(jiān)管嚴(yán)密性不足等問題，導(dǎo)致路面長時間受到車輛載荷，自身強度無法承受的情況下，出現(xiàn)不規(guī)則的沉降。最后是車轍，也就是公路表面產(chǎn)生的縱向凹槽，形成原因為車輛長期碾壓，造成路面材料受力向外擠壓。此病害不嚴(yán)重的情形下，不會給車輛行駛產(chǎn)生干擾，否則容易提高行車的風(fēng)險性。而按照裂縫形狀表現(xiàn)來看，能歸納出橫縱向、龜裂與網(wǎng)裂。在現(xiàn)代公路干線上，橫向裂縫是最為常見的問題，形成原因地表溫度收縮與基層干縮，而且在壓實度不足的情況下，也會形成類似病害，而縱向裂縫是由于路基下沉分布不均造成的。剩下的龜裂和網(wǎng)裂，都是因為公路局部受損，由于條狀裂縫沒能及時處理，導(dǎo)致地表水發(fā)生下滲，此外也有可能是由于路面材料實際的抗拉彎強度不足，而且自然溫度波動明顯，會造成路面溫度應(yīng)力提高，瀝青材料拉應(yīng)力弱化，繼而形成不規(guī)則縫隙。對于現(xiàn)代瀝青公路項目，裂縫無疑是關(guān)鍵要害。公路因為長期滲水，使得路基在接觸水后，不斷被軟化，導(dǎo)致地面承載水平下降，加劇路面受損的程度，特別在車輛超載通過的作用下，會更為嚴(yán)重[2]。

4 干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護工藝技術(shù)

4.1 微表處修復(fù)車轍技術(shù)

此項預(yù)防性養(yǎng)護方法，是專門處理路面車轍病害，而在實際應(yīng)用中，對待修復(fù)路面病害，有特殊要求限制。以25 毫米為標(biāo)準(zhǔn)，車轍病害嚴(yán)重程度不足25 毫米，可進行修復(fù)處理，并且在不足12 毫米的車轍，能一次性完成處理。但對于車轍問題比較嚴(yán)重，已經(jīng)達(dá)到25 毫米，若依舊選擇該項工藝方法，便要采取分層處理，而且在進行上層的修復(fù)中，必須在下層已經(jīng)完全干燥后，才能進行上層修復(fù)。同時，確定下層壓實度達(dá)標(biāo)，并嚴(yán)格控制松鋪系數(shù)。如果是氣溫較高的時節(jié)，完成修復(fù)工作，應(yīng)當(dāng)在一周左右，而在溫度偏低的季節(jié)，養(yǎng)護時間應(yīng)當(dāng)相對延長，通常在半個月左右。此項修復(fù)技術(shù)主要面向車轍養(yǎng)護處理，能夠明顯減少養(yǎng)護的費用投入，壓縮實際的操作任務(wù)量，提升干線公路的施工養(yǎng)護效果。

圖1 微表施工圖

4.2 同步碎石封層技術(shù)

現(xiàn)如今，同步碎石封層的處理工藝，在他國的道路建設(shè)養(yǎng)護項目中，均得到實踐發(fā)展，促使其逐漸趨近成熟。目前，其可用在養(yǎng)護路面的項目中，針對高速、普通公路等均有應(yīng)用價值，同時，也能代替熱鋪瀝青，作為新項目基層中的磨耗層。此項路面養(yǎng)護工藝，操作步驟較為簡單，只要把碎石骨料與改性瀝青、乳化瀝青，合理鋪筑于干線路面，能提升道路原本的摩擦系數(shù)，提高整體的防滑效果，同時還能使道路恢復(fù)到最初的平整狀態(tài)，實踐的項目施工操作中，僅是需注意選擇材料的適宜性。碎石材料是借助器械進行碾碎處理，整體質(zhì)地尺寸較為均勻，以此構(gòu)成一個磨耗層。對于干線公路來說，磨耗層屬于一種防護手段，假設(shè)面對磨損問題，該層會直接受損，但不會給干線的根本路面，產(chǎn)生任何傷害。該項預(yù)防性養(yǎng)護手段，應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在：施工方在工地進行建設(shè)操作中，把石料與結(jié)料混合起來，利于強化路面自身的牢固程度，延長公路在完全健康下的時間，以預(yù)防道路受損，以及部分病害問題。

根據(jù)目前同步碎石封層的工藝，比較常見的處理結(jié)構(gòu)是間斷級配，該結(jié)構(gòu)對其封層的石料尺寸，有明確標(biāo)準(zhǔn)，具體會結(jié)合加工的難度與路面防滑情況確定。普通的公路路面掩護，一般設(shè)置單一碎石封層，但如果路面的平整性情況已經(jīng)不容樂觀，則會利用合適尺寸的石料，先布置下封層，用于找平，而后正常鋪設(shè)上封層即可。對于低等級的公路，碎石封層通常是兩到三層，而且要注意每層石料尺寸的搭配，按照下粗上細(xì)設(shè)計。在進行現(xiàn)場封層時，需對原本的路面全面清理，并準(zhǔn)備好充足的膠輪壓路機，確保在材料溫度過低以前、乳化材料破乳時，可以完成所有的碾壓定位工作。在封層處理完成后，能安排通車，但起初要限速，指導(dǎo)兩個小時左右后，才能正常開放，以免由于車輛高速駛過，出現(xiàn)石子飛濺的情況。如果黏結(jié)料選擇改性瀝青，為確保噴灑均勻，應(yīng)在材料溫度處于160-170 攝氏度之間，進行作業(yè)。而封層車上裝載的噴油嘴，需要調(diào)整成不同的高度，以保障瀝青層厚度滿足需要。封層車行進中，要保持在適當(dāng)?shù)膭蛩贍顟B(tài)下，使石料與黏結(jié)料能形成同步的撒布率。另外，碎石封層對于整個公路而言，屬于磨耗層，所有要求其滿足原本公路設(shè)計的平整度與強度標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 灌縫與霧封層技術(shù)

干線公路的預(yù)防性養(yǎng)護中，灌縫與霧封層方法，是近些年干線路面處理中，被選擇頻率較高的一項，尤其是后者，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在實踐養(yǎng)護公路項目中。灌縫應(yīng)用流程為：把密封材料直接灌到路面上已經(jīng)形成的縫隙中，以避免路面上形成的積水不斷下滲，控制縫隙病害進一步加重，延長干線的運營時長。在開始灌縫時，先要將裂縫中的所有雜質(zhì)都清理出來，基于此進行灌縫處理，并根據(jù)路面現(xiàn)場情況，選擇灌縫方式。舉例來說，如果待處理縫隙的寬度超過5 毫米，一般會選擇開槽處理方式，避免運用人為灌縫，防止因為灌縫深度不夠，導(dǎo)致養(yǎng)護修復(fù)不徹底，不能收獲長足的處理效果。目前，較為理想的處理方式為：借助壓力機械進行灌縫，將密封材料統(tǒng)一匯集于縫隙深處，保障密封的處理效果，阻擋一段時間內(nèi)地表水直接滲透。而如果縫隙不足2 毫米，則可利用預(yù)防性的養(yǎng)護處理，通過再生復(fù)原劑，直接噴涂霧封層，讓路面直接產(chǎn)生防護表面，避免自然降水天氣，向縫隙下滲透，不斷擴大裂縫。而霧封層處理養(yǎng)護方法，實施操作程序為：主要材料是高分子的乳化瀝青，向公路表面直接噴灑，該類瀝青的滲透性較好，可直接在路面產(chǎn)生防水層，把路面有效隔開，以達(dá)到預(yù)防滲透、隔開水分及保護路面的目的，控制地表水進入公路下層的速度與水量，提升集料實際的結(jié)合程度，有效延長公路的應(yīng)用年限。

圖2 同步碎石封層圖

圖3 霧封層施工圖

總之，瀝青路面的大多數(shù)病害，均是因為水的作用，灌縫及霧封層基本防護思路類似，通過特殊的材料，滲入進縫隙中，填上出現(xiàn)的空隙，使瀝青路面的附著力得以增強，阻礙地表水通過路面縫隙進入路基，可有效保護干線路面結(jié)構(gòu)。另外，兩項工藝手段均使用在裂縫出現(xiàn)的早期，而且實地采取措施的時間越提前，預(yù)防水體滲透的有效率，便會提高，甚至實現(xiàn)徹底清理掉路面病害問題。運用預(yù)防性養(yǎng)護的項目，灌縫和霧封層都能對保障路面結(jié)構(gòu)的完整性與穩(wěn)定性，并能控制養(yǎng)護處理的費用投入，明顯延長干線公路的生命周期。面對瀝青公路常規(guī)的橫縱向縫隙病害，能借助灌縫修復(fù)方法，進行處理。而如果是網(wǎng)裂、龜裂與其他沒有明顯規(guī)律的裂縫病害，則要選擇霧封層。兩項養(yǎng)護工藝能降低返修的頻率，而且基本上能使干線公路延長兩到三年的應(yīng)用年限[3]。

4.4 微表處施工工藝

公路微表處的建設(shè)作業(yè)，會將瀝青與添加劑、清水等物料，根據(jù)既定比例進行搭配組合，由此得到的配合料，會及時噴灑于路面，快速形成不足1厘米的保護層。根據(jù)以上描述，可以感知到，此項施工操作方式的益處，表現(xiàn)在：形成的結(jié)構(gòu)層，用于抗磨與防滑的特點，而且路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，利于干線公路的通車功能，可以迅速恢復(fù)。而正是由于其該種特性，使得其微表處方法，在預(yù)防性防護處理中，不能忽略的一項。

在微表處施工的應(yīng)用中，以某Y 高級別的公路為例，其在投入運營后，因為路面結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計與施工有不合理的情況，導(dǎo)致路面形成大量裂縫和局部網(wǎng)裂及沉陷等問題，威脅著車輛行駛的安全。相關(guān)施工方在結(jié)合項目資料與實地勘察結(jié)果，將此公路病害原因歸納為：公路基層有收縮情況，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫，加之自然降水，直接借助縫隙滲入到路基，含水量提高，路基強度下降，再加上車輛行駛，帶來的負(fù)重，引發(fā)其他的病害，如網(wǎng)裂、坑槽等。此外，該Y 公路的表層，使用AK 型號的瀝青砼，導(dǎo)致空隙率偏高，表層水能由此進入公路內(nèi)部，在含水量不斷提高中，瀝青剝落，道路整體強度下降。同時，路面的病害還有貧油，有諸多較小的縫隙，使得滲水系數(shù)高，并伴有車轍及坑槽。但Y 公路實際運營時間不長，路面結(jié)構(gòu)還是比較完整的。所以治理方向是避免水體的進一步危害，解決因為貧油導(dǎo)致的摩擦力不足問題，最終選擇在原本的路面上增加一層1 厘米厚微表處。

5 結(jié)語

綜合上文內(nèi)容，預(yù)防性養(yǎng)護給干線公路的長期使用，提供重要保障。施工方應(yīng)當(dāng)基于路面現(xiàn)實病害跡象，迅速安排修復(fù)養(yǎng)護處理，使得干線路面能保持在可用狀態(tài)下，延長運營時間。