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

摘要 隨著我國(guó)公路網(wǎng)的日益完善，公路工程項(xiàng)目由新建轉(zhuǎn)變至養(yǎng)護(hù)階段。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)能夠延長(zhǎng)瀝青路面服務(wù)使用年限，提高瀝青路面使用性能。以烏魯木齊某高速公路為調(diào)查對(duì)象，采用人工調(diào)查法調(diào)查該公路段路面存在的病害類(lèi)型及病害數(shù)量。根據(jù)病害調(diào)查結(jié)果，計(jì)算瀝青路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI≥85，判斷路面狀況為優(yōu)，可進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。通過(guò)對(duì)比分析法，確定該公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)采用超薄罩面法，研究了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在瀝青路面應(yīng)用的全過(guò)程。

關(guān)鍵詞 瀝青路面;預(yù)防性養(yǎng)護(hù);應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào) U416.217;U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）12-0150-03

收稿日期：2022-03-24

作者簡(jiǎn)介：馮好娟（1981—），女，本科，高級(jí)工程師，從事公路與城市道路設(shè)計(jì)工作。

0 引言

我國(guó)高速公路的新建工程已經(jīng)基本完成，按照高速公路全生命周期，公路工程已經(jīng)進(jìn)入運(yùn)營(yíng)使用階段。高速公路使用過(guò)程中，由于車(chē)輛荷載與環(huán)境因素的共同作用，瀝青路面耐久性降低，導(dǎo)致路面病害逐漸產(chǎn)生[1]。為了保證高速公路的正常運(yùn)行，需要對(duì)瀝青路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法為路面修補(bǔ)法，即路面病害完全出現(xiàn)后再對(duì)路面進(jìn)行修補(bǔ)，該方法養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)，成本高且效果較差[2]。瀝青路面的病害主要出現(xiàn)在路面使用早期，采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)瀝青路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，能夠有效阻止病害的發(fā)展，起到預(yù)防效果[3]。常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)包括稀漿封層、微表處、超薄罩面、同步碎石以及霧封層等[4]。但是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在我國(guó)的應(yīng)用還不全面。該文以烏魯木齊某高速公路為調(diào)查對(duì)象，根據(jù)該公路路面病害調(diào)查結(jié)果，確定高速公路路面技術(shù)狀況等級(jí)，對(duì)養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行比選，研究預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在瀝青路面中的應(yīng)用。

1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施及基本流程

1.1 微表處

微表處養(yǎng)護(hù)是指將改性乳化瀝青、集料填料、水以及添加劑進(jìn)行拌合，形成施工和易性良好的混合料，將混合料作為封層攤鋪在面層之上。微表處養(yǎng)護(hù)施工能夠在現(xiàn)場(chǎng)完成混合料的拌合及攤鋪，具有施工簡(jiǎn)便、施工效率高、節(jié)能環(huán)保以及施工造價(jià)低的特點(diǎn)，適用于瀝青路面病害較輕的路段。

1.2 霧封層

霧封層主要由乳化瀝青、改性乳化瀝青及養(yǎng)護(hù)劑構(gòu)成，在進(jìn)行霧封層施工時(shí)，采用專(zhuān)業(yè)設(shè)備進(jìn)行封層噴灑。霧封層技術(shù)能夠有效減小路面孔隙，對(duì)于瀝青路面出現(xiàn)的松散剝落病害，霧封層能夠穩(wěn)定松散材料，并且瀝青路面出現(xiàn)老化病害時(shí)，霧封層能夠修復(fù)瀝青路面老化。但是當(dāng)路面出現(xiàn)泛油、抗滑強(qiáng)度不足時(shí)，不能采用霧封層技術(shù)處置。該技術(shù)具有養(yǎng)護(hù)成本低，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，可立即開(kāi)放交通的特點(diǎn)。

1.3 薄層罩面

薄層罩面技術(shù)是瀝青路面最有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一。薄層罩面技術(shù)是在原瀝青路面上面層加鋪超薄磨耗層的技術(shù)。超薄磨耗層由改性瀝青、集料及填料按照級(jí)配設(shè)計(jì)進(jìn)行拌合而成的瀝青混合料構(gòu)成。薄層罩面技術(shù)能夠修補(bǔ)原路面病害，提高瀝青路面使用性能，增加路面平整度及抗滑性能。按照罩面材料結(jié)合料的不同，可以分為熱薄層罩面、冷薄層罩面以及溫薄層罩面，薄層罩面技術(shù)適用于原瀝青路面病害類(lèi)型較多且病害占比大的路面。

1.4 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的基本流程

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的基本流程如圖1所示。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)首先對(duì)原瀝青路面狀況進(jìn)行調(diào)查，得到原路面存在的病害類(lèi)型、病害數(shù)量以及病害程度。根據(jù)病害調(diào)查結(jié)果計(jì)算原路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI，當(dāng)路面技術(shù)狀況評(píng)價(jià)為良以上時(shí)，可以進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，若路面狀況等級(jí)低于良不適合進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

2 烏魯木齊某高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用

2.1 工程概況

烏魯木齊某高速公路段全長(zhǎng)24.763 km，設(shè)計(jì)速度120 km/h，雙向六車(chē)道。公路路面基層選用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，面層材料選用瀝青瑪蹄脂碎石。烏魯木齊屬于溫帶大陸性氣候，年平均氣溫11 ℃，年極端低溫?16 ℃，年極端高溫26 ℃，年平均降雨量249 mm，降雨集中于春季。該高速公路段通車(chē)6年以來(lái)，在環(huán)境因素和行車(chē)荷載共同作用下，瀝青路面結(jié)構(gòu)整體性良好，但出現(xiàn)較多表面病害，其中裂縫病害最為嚴(yán)重，需要對(duì)該公路路面進(jìn)行病害處治及預(yù)防養(yǎng)護(hù)。

2.2 瀝青路面病害調(diào)查分析

對(duì)烏魯木齊某高速公路段路面病害進(jìn)行調(diào)查，其主要的典型病害為橫向裂縫、縱向裂縫、車(chē)轍、龜裂以及病害修補(bǔ)。調(diào)查結(jié)果如表1所示。

2.3 烏魯木齊某高速公路路面病害分析

2.3.1 裂縫類(lèi)病害

裂縫類(lèi)病害為該高速公路段主要病害，其中橫向裂縫占比最高。并且該高速公路橫向裂縫病害分布均勻，上、下行段均出現(xiàn)大量橫向裂縫。該病害出現(xiàn)是由于重載交通與環(huán)境因素的影響造成瀝青路面產(chǎn)生疲勞損害，出現(xiàn)橫向裂縫，并且是由基層引起的反射裂縫。

2.3.2 車(chē)轍類(lèi)病害

車(chē)轍類(lèi)病害是高速公路最常見(jiàn)的病害之一。普遍存在于行車(chē)道車(chē)輛輪跡處，當(dāng)氣溫升高時(shí)，路面溫度可以達(dá)到70 ℃以上，瀝青由彈性向粘性轉(zhuǎn)變，在重載交通的作用下瀝青混合料發(fā)生永久性變形，產(chǎn)生了車(chē)轍病害，導(dǎo)致瀝青路面的抗剪切能力下降。

2.4 烏魯木齊某高速公路路面狀況等級(jí)評(píng)價(jià)

根據(jù)公路路面狀況技術(shù)評(píng)定規(guī)范對(duì)瀝青路面技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)級(jí)，對(duì)于路面使用性能評(píng)價(jià)選用路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)對(duì)路面技術(shù)狀況指數(shù)各分項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)及評(píng)定，按照公式（1）進(jìn)行路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI計(jì)算，得到瀝青路面的評(píng)價(jià)結(jié)果。

（1）

式中：PQI—路面技術(shù)狀況指數(shù);

PCI—路面損壞;

RQI—路面平整度;

RDI—路面車(chē)轍;

PBI—路面跳車(chē);

PWI—路面磨耗;

SRI—路面抗滑性能;

PSSI—路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;

w—各技術(shù)狀況在PQI中的權(quán)重。

根據(jù)烏魯木齊某高速公路路面病害調(diào)查結(jié)果，對(duì)該公路路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表2烏魯木齊某高速公路路面技術(shù)狀況明細(xì)表所示。

按照表中路面技術(shù)狀況分析指標(biāo)評(píng)定結(jié)果，進(jìn)行路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果≥85時(shí)，可以評(píng)價(jià)該路面使用性能為優(yōu)。根據(jù)計(jì)算該公路段路面計(jì)算狀況指數(shù)PQI=93，由此可以將該路面技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)價(jià)為優(yōu)。公路路面養(yǎng)護(hù)規(guī)范要求路面技術(shù)狀況等級(jí)為良以上可進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。所以，該高速公路路面采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行道路養(yǎng)護(hù)。

2.5 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

根據(jù)該高速公路路面病害調(diào)查結(jié)果，得出路面病害中裂縫類(lèi)病害占比最大，同時(shí)還存在車(chē)轍病害，但是原路面修補(bǔ)病害較多，達(dá)到50%，造成瀝青路面抗滑性能不足。因此，選用超薄罩面法對(duì)該瀝青路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

2.5.1 超薄罩面材料選擇

根據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案，選擇熱超薄罩面技術(shù)，超薄抗滑層材料選用間斷級(jí)配骨架空隙結(jié)構(gòu)瀝青混合料，瀝青采用改性瀝青，其技術(shù)指標(biāo)如表3所示，超薄罩面層厚度通常在10～25 mm之間，粗集料最大粒徑≤10 mm，應(yīng)選用表面粗糙、棱角分明且壓碎值符合要求的堿性集料。細(xì)集料選擇壓碎值與含泥量滿足規(guī)范要求的機(jī)制砂即可。礦粉作為瀝青混合料的填料，在堿性條件下集料與瀝青膠漿之間產(chǎn)生化學(xué)吸附提高材料強(qiáng)度，用量通常在3%左右。

2.5.2 混合料拌合運(yùn)輸

該公路段超薄照面施工過(guò)程中嚴(yán)格控制拌合及運(yùn)輸溫度。在進(jìn)行混合料拌合時(shí)，必須保證改性瀝青在穩(wěn)定期內(nèi)，并且改性瀝青具有一定的溫度敏感性，拌合溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)造成改性瀝青不穩(wěn)定，使瀝青失效。

2.5.3 撒布攤鋪

該公路段超薄罩面進(jìn)行撒布攤鋪時(shí)需要使用專(zhuān)用加鋪機(jī)械，采用雙層攤鋪法，即黏結(jié)層與超薄抗滑層同時(shí)鋪設(shè)。首先向面層噴灑黏結(jié)材料形成黏結(jié)層，黏結(jié)材料選用乳化瀝青。在噴灑黏結(jié)材料的同時(shí)，進(jìn)行混合料的攤鋪，完成超薄罩面的撒布攤鋪。

2.5.4 碾壓

混合料撒布攤鋪完成后，進(jìn)行碾壓施工。該公路段超薄罩面碾壓采用3段式碾壓，分為初壓、復(fù)壓以及終壓，壓實(shí)方法采用振動(dòng)壓實(shí)。初壓時(shí)壓路機(jī)碾壓速度控制在4～5 km/h，復(fù)壓時(shí)速度應(yīng)在5～6 km/h內(nèi)，進(jìn)行4遍碾壓。終壓時(shí)對(duì)路面進(jìn)行靜壓施工，靜壓次數(shù)在3次左右。

3 結(jié)論

綜上所述，以烏魯木齊某高速公路為調(diào)查對(duì)象，采用人工調(diào)查法，得到該公路段存在的病害主要為裂縫類(lèi)病害以及修補(bǔ)類(lèi)病害。根據(jù)病害調(diào)查結(jié)果，對(duì)該公路段路面技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)定，得到路面技術(shù)狀況等級(jí)為優(yōu)，適用于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。通過(guò)對(duì)比分析法，確定超薄罩面法為該路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，根據(jù)超薄罩面施工全過(guò)程，研究了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在瀝青路面中的應(yīng)用。

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