公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)探究

馮志勇

（大連興利路橋工程有限公司，遼寧 大連 116331）

微表處技術(shù)是一種常見的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，當(dāng)前在各類道路的養(yǎng)護(hù)方面有著十分廣泛的應(yīng)用[1]。在實(shí)際應(yīng)用中具備工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低、可快速實(shí)現(xiàn)通車等優(yōu)勢(shì)。對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的探索和研究，將在很大程度上節(jié)約路面養(yǎng)護(hù)資金、提升資金利用率、增長(zhǎng)路面使用年限、有效保證路面質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。在實(shí)現(xiàn)對(duì)微表處技術(shù)與工程施工的對(duì)接與集成后，其防水性能，耐磨性能均得到了不同程度的提升[2]。而此項(xiàng)技術(shù)作為現(xiàn)代化施工技術(shù)的衍生技術(shù)，不僅可以在道路工程養(yǎng)護(hù)施工領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣，也可以作為一種全新的技術(shù)，進(jìn)行路面施工中的承載力提升技術(shù)，但目前該項(xiàng)技術(shù)在公路瀝青路面上的應(yīng)用較少。因此，針對(duì)當(dāng)前公路瀝青路面上常見的問(wèn)題，引入微表處技術(shù)，開展對(duì)其養(yǎng)護(hù)方法的設(shè)計(jì)研究。

1 浙青路面微表處施工工序及材料要求

1.1 微表處施工首先進(jìn)行局部病害處理

在微表處施工前，提前處理路面病害是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，處理病害的主要目的是保持或提高路面原有的功能并為新鋪筑的結(jié)構(gòu)層提供一個(gè)穩(wěn)定而平整的下承層。銑刨應(yīng)原路面結(jié)構(gòu)層的厚度分層統(tǒng)刨，除非監(jiān)理工程師另有指示，在統(tǒng)刨完上一層后，如果發(fā)現(xiàn)下層仍存在問(wèn)題，必須及時(shí)估測(cè)出該層的損壞程度包含深度、面積等。洗刨現(xiàn)場(chǎng)的路面應(yīng)確保底板平整，坑槽四壁平直且無(wú)松散顆粒。統(tǒng)刨完畢后產(chǎn)生的與新工作面相結(jié)合的層面，應(yīng)立即機(jī)械或人工清理并徹底清除剩余廢渣然后進(jìn)行下一道工序。

1.2 進(jìn)行微表處施工前的局部病害處理工序

確定工作面一沿著病害四周劃線據(jù)縫一鑿除病害一清理廢渣吹除界面的塵土一熱浙青灌縫一灑布透層油一固定土工布一灑布下封層（熱瀝青、撒石屑）一灑粘層油布滿界面一分層進(jìn)行填筑用壓路機(jī)分層壓實(shí)并達(dá)到必要的壓實(shí)度一做好接縫防水一工作面冷卻后開放交通。修復(fù)工作面要清潔、無(wú)雜物和浮塵、無(wú)松散料，床底無(wú)開裂和唧裝、透水現(xiàn)象。床面要保持干燥才能開始下一工序。

1.3 高速公路瀝青路面使用性能的檢測(cè)

為了更為準(zhǔn)確的衡量路面破損狀況，我國(guó)的《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法(試行)》提出了路面破損率或壞板率的概念，并規(guī)定將路面破損率以及壞板率作為衡量高速公路路面破損情況的參考數(shù)據(jù)。

xj為瀝青混凝土路面破損中，第j 類破損的調(diào)查面積；

x 為破損的調(diào)查面積；

k 為破損中第j 類破損權(quán)重。

1.4 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策方法

假設(shè)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施為a，有N 項(xiàng)，那么，養(yǎng)護(hù)措施方案集為：

假設(shè)每個(gè)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施方案b 中有m 項(xiàng)影響因素指標(biāo)，那么，影響因素指標(biāo)集為：

這樣就產(chǎn)生一個(gè)決策矩陣：

由此可見，將影響因素量化是決策矩陣法實(shí)施的前提。

1.5 施工所需各種材料

養(yǎng)護(hù)材料選擇：

1.5.1 改性乳化瀝青

微表處封層采用改性乳化瀝青作為主要粘結(jié)料，其原材料及改性產(chǎn)品的性能對(duì)改性乳化瀝青的技術(shù)指標(biāo)具有直接的影響。

1.5.2 集料

微表處封層多選用材質(zhì)較強(qiáng)的石灰?guī)r和玄武巖作為集料的來(lái)源，原因在于：石灰?guī)r采料便宜，玄武巖磨耗性能強(qiáng)。選擇上述兩種材料搭配所制備的微表處封層耐磨性能和抗滑性能均維持在較高的水平。

1.5.3 填料

類似于稀漿封層，填料可以改善乳化瀝青的破乳時(shí)間，并可填充級(jí)配中的空隙，提高拌和效果。

1.5.4 水

微表處封層中的水主要是起到預(yù)濕集料的作用，其應(yīng)該潔凈，達(dá)到動(dòng)物飲用的要求。通常情況下，針對(duì)上述所有材料的混合都需要在室內(nèi)完成，并確保周圍環(huán)境的溫度在10°C 以下，混合的時(shí)間應(yīng)當(dāng)超過(guò)2min。在完成對(duì)上述各項(xiàng)材料的配比與混合后，還需要對(duì)其進(jìn)行持續(xù)25min 的粘聚力測(cè)試，只有測(cè)試結(jié)果達(dá)到12N·m 的混合材料才能夠應(yīng)用得到養(yǎng)護(hù)施工當(dāng)中。

1.6 公路瀝青路面攤鋪施工與壓實(shí)處理

在施工中，應(yīng)做好下述三個(gè)方面的質(zhì)量控制措施。

其一，對(duì)應(yīng)的施工集料應(yīng)當(dāng)分配為三檔，分別為通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算確定配合比、通過(guò)施工試驗(yàn)進(jìn)行配合比例合理性的檢驗(yàn)、通過(guò)試使用的方式進(jìn)行材料配合比例的優(yōu)化，確保施工中的攤鋪材料可以在使用中達(dá)到最優(yōu)比例。

其二，在輔助機(jī)械設(shè)備完成對(duì)路面的攤鋪施工后，需要由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行鋪設(shè)路面的人工找平處理，應(yīng)在此過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注起點(diǎn)與重點(diǎn)之間的接縫距離，不可出現(xiàn)厚度過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題（圖1）。

圖1 同步碎石封層施工圖

其三，針對(duì)道路施工中出現(xiàn)的接縫問(wèn)題，可采用對(duì)施工流程進(jìn)行優(yōu)化的方式控制，為了解決橫向施工出現(xiàn)的接縫，可在施工中將道路鐵皮的搭接量控制在最低，在此基礎(chǔ)上，將不可避免的搭接鐵皮放置在結(jié)尾部位，完成施工后，對(duì)鐵皮進(jìn)行表層清潔處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)攤鋪完成后路面平整度的提升[6]。

1.7 確定壓實(shí)過(guò)程中對(duì)施工質(zhì)量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

本文根據(jù)規(guī)范中對(duì)成型路面平整度的要求，將平整度標(biāo)準(zhǔn)差轉(zhuǎn)換成最大間隙，見表1，以便于在碾壓過(guò)程中，采用3m 直尺定期對(duì)碾壓表面進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)改變碾壓工藝或碾壓遍數(shù)進(jìn)行補(bǔ)救。

表1 平整度最大間隙要求

本文建議在施工過(guò)程中，安排人員采用無(wú)核密度儀，定期對(duì)碾壓表面進(jìn)行無(wú)損動(dòng)態(tài)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度不足問(wèn)題時(shí)，及時(shí)增加碾壓遍數(shù)進(jìn)行補(bǔ)救。壓實(shí)度指標(biāo)參考規(guī)范要求，見表2。

表2 壓實(shí)度指標(biāo)要求

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證該方法在真實(shí)公路瀝青路面上施工后的施工效果，選擇以某瀝青公路作為研究對(duì)象。已知該瀝青公路全長(zhǎng)路段標(biāo)號(hào)為K23+120～K75+150，在5 年前已經(jīng)投入使用。在投入使用的過(guò)程中，該瀝青公路在使用初期很短的時(shí)間內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了行車道表面磨光、超車空隙大的問(wèn)題，并在后續(xù)使用中出現(xiàn)了顯著的病害問(wèn)題。盡管施工方已針對(duì)此方面問(wèn)題，提出了針對(duì)性的解決對(duì)策或優(yōu)化措施，但大部分措施在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法達(dá)到既定的使用效果，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)損害問(wèn)題影響程度的抑制。針對(duì)這一問(wèn)題，引入本文上述設(shè)計(jì)的養(yǎng)護(hù)方法，并嚴(yán)格按照本文上述論述內(nèi)容，在引入微表處技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成對(duì)原路面的處理；對(duì)養(yǎng)護(hù)材料的選擇；對(duì)瀝青路面的攤鋪施工與壓實(shí)處理。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的客觀性，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，礦料砂當(dāng)量與級(jí)配采用與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法相同的參數(shù)，如表3 所示。

表3 養(yǎng)護(hù)過(guò)程中礦料砂當(dāng)量與級(jí)配表

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光路面平整度測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)了與路面無(wú)接觸的檢測(cè)。該儀器通過(guò)激光的發(fā)射與接收，計(jì)算出差值，完成對(duì)路面的平整度測(cè)試。路面平整度測(cè)量?jī)x如圖2 所示。

圖2 路面平整度測(cè)量?jī)x

結(jié)合表1 中的數(shù)據(jù)，完成對(duì)礦料砂當(dāng)量與級(jí)配的設(shè)定，并在此基礎(chǔ)上完成上述養(yǎng)護(hù)內(nèi)容。為了驗(yàn)證本文提出的基于微表處技術(shù)的養(yǎng)護(hù)方法在實(shí)際應(yīng)用中的效果，選擇將養(yǎng)護(hù)前后的平整度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以此對(duì)養(yǎng)護(hù)方法的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。平整度的計(jì)算公式為：

公式（1）中，Y 表示為公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)前或后的平整度；n 表示為在公路瀝青路面上每一步長(zhǎng)內(nèi)包含的高程值數(shù)目；Yi表示為在公路瀝青路面上每一步長(zhǎng)當(dāng)中所包含的第i 的高程值，單位為mm。根據(jù)上述公式，計(jì)算得出養(yǎng)護(hù)前后該公路瀝青路面的平整度，并將結(jié)果記錄如表4 所示。

表4 公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)前后平整度記錄表

從計(jì)算公式（1）可知，養(yǎng)護(hù)路面的平整度取值在0～1之間，若養(yǎng)護(hù)路面的平整度越接近1，則說(shuō)明瀝青路面上高程值越小，平整度越好；反之，若養(yǎng)護(hù)路面的平整度越緊急0，則說(shuō)明瀝青路面上高程值越大，平整度越差。通過(guò)公式（1）計(jì)算，及表2 中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析得出，養(yǎng)護(hù)前路面的平整度明顯低于養(yǎng)護(hù)后路面的平整度。因此，通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)證明，在引入本文提出的基于微表處技術(shù)的養(yǎng)護(hù)方法后，公路瀝青路面的平整性得到有效提升，路面更加光滑，運(yùn)行質(zhì)量更高。

圖3 路面抗滑性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

在通車12 個(gè)月后對(duì)路面抗滑性能再次檢測(cè)，如圖2所示發(fā)現(xiàn)路表面的還原劑材料已滲入瀝青中與原路面有效結(jié)合在一起，平整度良好，有效改善了瀝青的路用性能。

結(jié)束語(yǔ)

綜合本文論述，針對(duì)現(xiàn)有公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)方法在實(shí)際施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，引入一種全新的微表處技術(shù)并提出一種新的養(yǎng)護(hù)方法。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)應(yīng)用本文養(yǎng)護(hù)方法前后的公路瀝青路面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文養(yǎng)護(hù)方法的可行性和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用本文上述提出的養(yǎng)護(hù)方法時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，由于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使得養(yǎng)護(hù)方法中的原材料選擇、材料拌和以及攤鋪都需要在施工現(xiàn)場(chǎng)完成，因此施工操作對(duì)于養(yǎng)護(hù)結(jié)果的影響程度較大?；谶@一問(wèn)題，在養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中需要密切觀察施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，并針對(duì)各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作在開展過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行更高精度控制，從而確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，促進(jìn)公路瀝青路面的使用年限進(jìn)一步增加。