高速公路路面養(yǎng)護施工工藝及安全管理策略研究

摘要 隨著車流量的增大，公路路面磨耗越來越嚴重，因此，研究高速公路路面養(yǎng)護施工工藝及安全管理策略尤為重要。文章某實際高速公路工程為例，詳細介紹了基于稀漿封層技術的路面養(yǎng)護施工流程，包括封層混合料的制備、攤鋪和壓實等關鍵步驟。同時，針對養(yǎng)護施工過程中的安全管理問題，提出了切實可行的策略。實驗結(jié)果表明：經(jīng)過養(yǎng)護處理后高速公路路面的摩阻系數(shù)在0.65～0.85范圍內(nèi)，驗證了該次養(yǎng)護施工工藝的質(zhì)量與效果。

關鍵詞 高速公路；路面養(yǎng)護；養(yǎng)護施工；安全管理；管理策略

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0083-03

0 引言

高速公路作為我國交通運輸體系的關鍵組成，其運行狀況直接關系到我國經(jīng)濟發(fā)展與民生改善情況。但隨著運營時間的延長，交通量的增加，我國高等級公路的路面結(jié)構發(fā)生了一定程度的損傷，路面病害不僅影響道路的平整、美觀，還會降低道路的行駛安全，增加交通事故風險。因此，對高速公路路面進行及時有效的養(yǎng)護施工，成為當前亟待解決的問題。近年來，國內(nèi)外學者對高速公路路面養(yǎng)護施工工藝進行了廣泛而深入的研究，在養(yǎng)護材料方面，常郗文[1]等人針對瀝青揮發(fā)性有機物釋放加劇污染環(huán)境等問題，開展各類減排技術與減排材料的研究，為未來瀝青VOCs全生命周期排放提供理論支撐；陳治君[2]等人通過對聚合物灌漿材料的性能進行比較，找出最優(yōu)配合比，從而解決了瀝青路面早期損傷的難題，應國強[3]等人中通過聚氨酯路面的鋪筑施工工藝完成路面養(yǎng)護，能明顯地提高路面的品質(zhì)。公路路面養(yǎng)護與養(yǎng)護技術的研究，直接關系到公路的服役年限與行車安全性，對于提高交通效率，降低維修費用，具有十分重要的意義。通過科學合理的養(yǎng)護施工工藝，可以有效修復路面的損壞，提高路面的平整度和耐久性，減少因路面損壞造成的交通事故和交通擁堵，為廣大市民提供安全舒適的出行環(huán)境。通過對其進行優(yōu)化，可以減少維修費用，提高維修效益，為實現(xiàn)高速公路的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。因此，該文借鑒相關研究成果，深入探討高速公路路面養(yǎng)護施工工藝及安全管理策略，為提高高速公路路面的使用性能、降低養(yǎng)護成本作出積極貢獻。

1 工程概況

我國西北地區(qū)某重要高速公路長為1 820 km，設計時速130 km/h，是連接多個經(jīng)濟中心的關鍵通道。該高速公路的路基頂寬32 m，路面寬24 m，為雙向4車道。公路全路段面層采用了18 cm厚的瀝青混凝土，經(jīng)過長期高強度的車輛通行和環(huán)境因素的影響，該路段的路面逐漸暴露出多種損壞現(xiàn)象，這些病害主要表現(xiàn)為路面開裂、坑槽等，對行車安全、舒適有較大影響。為使道路表面恢復正常，提升行車質(zhì)量，亟須進行路面養(yǎng)護施工。

2 高速公路路面養(yǎng)護施工工藝

稀漿封層技術是一種預防性養(yǎng)護施工方法，通過機械設備在原來的路面上攤鋪形成的薄層。該技術不僅能夠顯著提高路面的平整度，還能與原路面形成良好的黏附，而且成本較低，有助于延長公路的使用壽命。因此，結(jié)合實例工程的情況，該文引入稀漿封層技術進行實例高速公路路面的養(yǎng)護施工，下面將針對具體養(yǎng)護施工工藝展開探討。

2.1 制備封層混合料

制備封層混合料是稀漿封層技術中的核心環(huán)節(jié)，它直接關系到封層施工的質(zhì)量以及路面的最終性能。首先，瀝青是封層混合料的基礎組成部分，為確保路面封層的抗車轍能力、抗磨耗能力等，該文自制一種復合改性乳化瀝青作為封層混合料的基質(zhì)瀝青[4]，先在基體瀝青中摻入巖瀝青，然后再進行乳化處理，得到改性后的乳化瀝青。通過140℃的高溫加熱形式進行改性，與此同時將皂液倒入改性瀝青中進行乳化，最后通過剪切機的二次改性得到復合改性乳化瀝青，具體技術指標如表1所示。

其次，在封層混合料中占比較大的集料，其性質(zhì)與級配對養(yǎng)護效果同樣具有較大影響[5]，為承受汽車荷載作用，該文選擇堅固耐磨的玄武巖作為粗集料，并選擇砂含量高達88%的人工砂作為細集料，在實際施工中，需要嚴格控制粗、細集料的形狀，應選擇棱角分明的集料。

最后，在封層混合料中，填料與水是必不可少的，為填充集料空隙，為了提高路面封層的耐久性，該文選用了一種既能填補集料間隙，又能提高密實層密度的石灰石礦粉。在根據(jù)上述內(nèi)容完成封層混合料各原材料的選擇后，結(jié)合實例高速公路工程情況，確定最佳外加水量為7.0，且最佳水泥用量為1.0，按照最佳配合比將各原材料添加到稀漿封層機中進行攪拌[6]，即可得到稠度合適、流動性良好的稀漿混合料。

2.2 封層混合料攤鋪

稀漿封層機是該項目高速公路路面養(yǎng)護施工中的關鍵設備，其具有拌和、給料、攤鋪等功能，在根據(jù)2.1章節(jié)中的內(nèi)容完成了封層混合料的制備后，提出一種新型的瀝青混合料攤鋪方法。先要做封層拌和料的鋪筑，需要工人將地面清掃干凈，確保無雜物、油污等殘留物，以免對封層質(zhì)量造成影響，并調(diào)整好稀漿封層機的各項參數(shù)，保證其在最好的工作條件下。建造前的準備工作已經(jīng)完成，控制裝好稀漿混合料的稀漿封層機入場，進行路面封層的給料與攤鋪。在稀漿封層機位置擺正后，將導向鏈和路面攤鋪控制線對齊，此時為確?；旌狭系木鶆蚍植?，避免出現(xiàn)厚度不均或遺漏的情況，需要合理調(diào)整灑布管和噴頭的布置高度與形式，示意圖如圖1所示。

如圖1所示，該文通過調(diào)整灑布管高度與噴頭間距，促使噴出的稀漿混合料達到三重疊的效果，以此保障路面混合料攤鋪質(zhì)量。然后，啟動稀漿封層機，以2 km/h的速度，控制機器沿高速公路路面勻速前進，在封層機前進過程中，將稀漿混合料灑布到路面上，直至攤鋪箱內(nèi)全部混合料灑布完成，停車，提升攤鋪箱，離開施工現(xiàn)場，裝入下一施工路段的稀漿混合料，以同樣的方式繼續(xù)下面攤鋪工作，直至全部路段的攤鋪結(jié)束。最后，采用橡膠刮板、鏟子等工具，對高速公路路面的接縫、對漏漿等部分進行修補，并清除剩余的廢品，以免影響后續(xù)施工。

2.3 封層混合料壓實

一般來說，當高速公路路面封層混合料成型后，封層內(nèi)部混合料可能會存在一定空隙，為確保高速公路路面封層結(jié)構的密實度與強度，需對封層混合料進行碾壓施工。在實際工程中，該文采用膠輪壓路機進行碾壓，其設計減少對封層混合料的破壞，避免碎石和粉塵產(chǎn)生，保證封層質(zhì)量。施工中，控制一臺20 t左右的膠輪壓路機從封層兩側(cè)向中間移動，以0.8 km/h的速度勻速碾壓，確保壓實效果均勻。完成2～3遍碾壓后，檢測壓實度，如不符合規(guī)范，增加碾壓次數(shù)直至滿足標準。清理現(xiàn)場后，此次基于稀漿封層技術的高速公路路面養(yǎng)護施工即告完成。

3 高速公路路面養(yǎng)護施工安全管理策略

在該項目高速公路路面養(yǎng)護施工中，針對性策略的安全管理策略是確保工程順利進行的關鍵環(huán)節(jié)。首先，新型稀漿材料的應用，無疑會提升施工效率和質(zhì)量。然而，任何新材料在正式投入使用前，都必須經(jīng)過嚴格的試驗和檢測，確保其性能穩(wěn)定、安全可靠。原因在于新材料的特性可能與傳統(tǒng)材料、設備存在顯著差異，如果不經(jīng)過充分試驗，就直接將其用于工程實踐，則有可能產(chǎn)生難以預料的安全隱患。因此，施工單位必須對新材料經(jīng)過綜合評定，包括耐用性，強度，穩(wěn)定性等，確保其在路面養(yǎng)護施工中能夠發(fā)揮出預期的效果。然后，由于實例高速公路施工路段交通繁忙、行駛車輛較多，所以為確保路面養(yǎng)護施工順利進行，有必要與地方交通法律執(zhí)行機構磋商，制訂一項合理的交通控制計劃，示意圖如圖2所示。

如圖2所示，路面養(yǎng)護施工前在高速公路上擺放明顯的交通標志，控制原雙向4車道的交通流向的改變，為保證后續(xù)維修工作的順利進行，所有機動車、行人一律禁止駛?cè)搿＞C上所述，該文從施工材料與現(xiàn)場交通管制這兩個方面入手，制定了相應的高速公路路面養(yǎng)護施工安全管理策略。

4 竣工驗收

根據(jù)上述內(nèi)容完成了實例高速公路路面養(yǎng)護施工后，在竣工驗收階段，工作人員針對路面抗滑性能展開了測試，這不僅是對養(yǎng)護施工質(zhì)量的檢驗，更是對行車安全的重要保障。鎖輪拖車法是一種常用的路面抗滑性能測試方法，通過對真實汽車運行時輪胎－路面相互作用的仿真研究，評價其抗滑性能。在進行鎖輪拖車法測試前，首先要把試驗路段清理干凈，以保證沒有垃圾、無積水；然后將鎖輪拖車設備安裝在測試路段上，調(diào)整輪胎氣壓和鎖輪裝置，確保設備能夠正常工作；最后啟動拖車設備，以設定的速度在測試路段上行駛，在行駛過程中，通過量測測試輪胎的牽引力與有效荷載，來計算摩阻系數(shù)作為高速公路路面抗滑能力的測試指標，具體計算公式如式（1）所示。

f= （1）

式中，f——測試輪與高速公路路面之間的摩阻系數(shù)，也就是路面的抗滑指數(shù)，其值越大表明路面抗滑能力越強；F——測試輪胎被完全鎖定時所需牽引力（N）；H——測試輪胎上的有效荷載（N）。為了防止試驗結(jié)果的偶然性，在該次高速公路路面抗滑性能試驗中，該文采用鎖輪拖車法在不同速度下對路面進行測試，并根據(jù)上式計算出各速度下的摩阻系數(shù)數(shù)據(jù)，如圖3所示。

從上圖3數(shù)據(jù)可以看出，隨著測試速度的增加，高速公路路面的摩阻系數(shù)呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，原因在于當車輛速度增加時，由于輪胎和路面的接觸次數(shù)較少，所以摩擦也較少，進而造成車輛的滑動和側(cè)滑風險增加。雖然高速公路路面摩阻系數(shù)隨著行車速度的增加而減小，但整體來看，當測試速度從30 km/h提升到實例高速公路設計速度130 km/h時，路面的摩阻系數(shù)一直保持在0.65～0.85的范圍內(nèi)，這說明實例高速公路路面的抗滑性能較好，可以達到公路設計需求。綜上所述，該次測試的實例高速公路路面表現(xiàn)出相對較好的抗滑性能，進一步驗證該文研究的路面養(yǎng)護施工工藝是可行且可靠的。

5 結(jié)束語

該研究圍繞高速公路路面養(yǎng)護施工工藝及安全管理策略進行了深入探討。文中提出一種基于稀漿封層技術的高速公路路面養(yǎng)護施工工藝，詳細分析了其在高速公路路面養(yǎng)護中的應用效果，并給出相應的施工安全管理策略。此類策略不僅有助于提高養(yǎng)護施工的質(zhì)量，也為保障施工人員的安全提供了有力支持。后續(xù)研究中，將繼續(xù)關注新技術、新材料在養(yǎng)護施工中的應用，以期提高養(yǎng)護效率和質(zhì)量。同時，也將加強對養(yǎng)護施工過程中的環(huán)境影響因素的研究，以推動高速公路養(yǎng)護施工的綠色化發(fā)展。

參考文獻

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收稿日期：2024-04-18

作者簡介：王旭堯（1988—），男，本科，工程師，研究方向：公路養(yǎng)護。