公路養(yǎng)護(hù)工程四新技術(shù)應(yīng)用分析
——以常州市普通國省公路養(yǎng)護(hù)工程為例

高懿

（常州市長潤工程咨詢有限公司，江蘇常州 213000）

0 引言

國省公路作為交通的重要表現(xiàn)形式，引起了各界重視。伴隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增加，公路運(yùn)營正面臨著嚴(yán)峻的養(yǎng)護(hù)問題，迫切需要優(yōu)化養(yǎng)護(hù)監(jiān)測方案，對路面性能與養(yǎng)護(hù)效果及時(shí)評價(jià)，根據(jù)路面結(jié)構(gòu)類型加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用。以往的養(yǎng)護(hù)會消耗大量人力與物力，新技術(shù)的應(yīng)用旨在強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)效果、提高養(yǎng)護(hù)施工效率，從而達(dá)到提升公路養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量效益的目的。

1 項(xiàng)目概況

“十三五”以來，常州市公路中心共對11 條折算里程為172.759km 的普通國省公路路面進(jìn)行了大中修養(yǎng)護(hù)，投入養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)約66048 萬元。截至2022 年7 月，全市普通國省公路路況綜合指數(shù)達(dá)92.4。工程嚴(yán)格按照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2017）、《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019）等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對四新技術(shù)的應(yīng)用。近5 年來，常州市公路中心共選取10 條普通國省公路的合適路段應(yīng)用11種四新技術(shù)，如S342 線路上應(yīng)用了水穩(wěn)就地冷再生技術(shù)，G104、G346 線路上應(yīng)用了半柔性灌漿復(fù)合路面技術(shù)，G233 金壇段采用了玄武巖纖維技術(shù)等。

常州市普通國省公路養(yǎng)護(hù)工程應(yīng)用四新技術(shù)的目的主要體現(xiàn)在以下方面：一是盡可能地優(yōu)化公路路面性能，保障車輛出行的安全性與舒適性。二是降低施工造價(jià)，提升施工效率，使施工組織更加靈活，促進(jìn)公路網(wǎng)的快速建設(shè)。三是縮短施工工期，避免養(yǎng)護(hù)施工對交通運(yùn)行帶來過大影響，減少道路安全隱患。四是綜合對比后選擇可行性較高的養(yǎng)護(hù)方案，加強(qiáng)對四新技術(shù)的推廣與應(yīng)用，優(yōu)化施工工藝，加強(qiáng)新設(shè)備的改造。五是推動(dòng)道路交通與社會、自然之間的和諧發(fā)展，從而達(dá)到國家建設(shè)綠色交通的發(fā)展目標(biāo)。

2 公路養(yǎng)護(hù)控制基本要求

普通國省公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)期間難免會遇到小范圍的道路破損問題，此時(shí)必須做好養(yǎng)護(hù)工作，防止破損面積擴(kuò)大，一旦養(yǎng)護(hù)工作不及時(shí)，后續(xù)路基質(zhì)量將會面臨嚴(yán)重的影響。所以，公路出現(xiàn)損害問題時(shí)必須及時(shí)修復(fù)，保障車輛行駛安全，提高公路經(jīng)濟(jì)效益。國省公路養(yǎng)護(hù)工程的施工目的在于規(guī)避道路病害問題，保障各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施合理應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)病害問題，最大程度地延長道路使用壽命，減少運(yùn)營管理成本，防止因基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)而引發(fā)的道路質(zhì)量問題。關(guān)于公路養(yǎng)護(hù)控制的基本要求，大致包含以下要點(diǎn)：

一是施工現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)安全管理，養(yǎng)護(hù)人員需經(jīng)過統(tǒng)一安全教育；并完善安全措施，避免施工對養(yǎng)護(hù)人員自身安全帶來威脅。

二是公路養(yǎng)護(hù)工程存在著點(diǎn)多線長的特點(diǎn)，所用設(shè)備較為復(fù)雜，需保障各類設(shè)備的使用性能，提高設(shè)備的應(yīng)用便捷性。

三是加強(qiáng)對材料溫度的合理控制，如公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)場的瀝青混合料拌和、攤鋪環(huán)節(jié)，其流程通常比較煩瑣，應(yīng)加強(qiáng)對瀝青混合料溫度的有效控制，做好各項(xiàng)協(xié)調(diào)工作。

四是公路養(yǎng)護(hù)需要用到稀漿封層機(jī)、銑刨機(jī)等養(yǎng)護(hù)設(shè)備，采取有效的聯(lián)合施工措施有利于提高路面攤鋪效率。

五是合理制定人才培訓(xùn)方案，強(qiáng)化人員綜合素質(zhì)，四新技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用對養(yǎng)護(hù)人員提出了尤為嚴(yán)格的要求，特別是在綜合素質(zhì)與專業(yè)技能方面，需要所有養(yǎng)護(hù)人員必須掌握四新技術(shù)的操作要點(diǎn)，根據(jù)施工工藝的優(yōu)化情況展開路面養(yǎng)護(hù)工作[1]。

3 公路養(yǎng)護(hù)工程四新技術(shù)的應(yīng)用

3.1 水穩(wěn)就地冷再生

在常州市普通國省公路的342 省道常州段鳳凰立交至常錫界段采用水穩(wěn)就地冷再生養(yǎng)護(hù)技術(shù)。該處路段的路面材料經(jīng)過長時(shí)間的疲勞服役，導(dǎo)致路面材料大面積受損，隨著交通荷載的加大，以及高低溫惡劣氣候條件影響和雨雪的不斷侵蝕，公路路面產(chǎn)生了裂縫、沉陷、車轍以及龜裂等病害問題，對車輛的安全通行形成了嚴(yán)重的威脅。2017 年，常州市公路中心在養(yǎng)護(hù)工程中對342 省道常州段鳳凰立交至常錫界段進(jìn)行道路基層強(qiáng)化、加固以及改善，遵循“快速施工、成本節(jié)約、降低排放”的原則，保障材料可循環(huán)利用，養(yǎng)護(hù)人員在K71+700—K72+400 段基層采用了水穩(wěn)就地冷再生施工工藝，銑刨該段老路瀝青面層后，對基層進(jìn)行約17cm 厚的水穩(wěn)就地冷再生施工，就地基層冷再生面積約為16000m2。

以往的道路養(yǎng)護(hù)會采取銑刨加鋪維修方案，不僅施工工期長，且成本較高，而水穩(wěn)就地冷再生工藝的應(yīng)用能夠更好地恢復(fù)公路路用性能，在節(jié)約材料資源、減少資金支出的同時(shí)，避免環(huán)境污染，符合國家對國省公路倡導(dǎo)的“節(jié)能、環(huán)保、低碳”的養(yǎng)護(hù)要求。就地再生工藝的應(yīng)用優(yōu)勢主要如下：廢舊物料利用率最高可以達(dá)到100%；可保障再生材料經(jīng)過銑刨之后的級配穩(wěn)定性與連續(xù)性；能夠避免再生物料場外運(yùn)輸，使所有養(yǎng)護(hù)工作都能在封閉式作業(yè)面完成；材料性價(jià)比較高，能夠節(jié)約大約40%的養(yǎng)護(hù)成本。

瀝青再生技術(shù)的應(yīng)用可以使普通國省公路養(yǎng)護(hù)效果顯著提升，通過重復(fù)利用以往的道路材料，強(qiáng)化路面養(yǎng)護(hù)效果，同時(shí)也能達(dá)到良好的節(jié)能減排目的，在降低材料消耗與節(jié)約投資方面意義重大。該技術(shù)可具體分為以下四類：

一是廠拌熱再生技術(shù)，是將舊路面銑刨的瀝青混凝土運(yùn)輸?shù)焦S，經(jīng)過破碎篩分后重新拌和瀝青混合料，再將拌和好的材料用于公路養(yǎng)護(hù)。

二是廠拌冷再生技術(shù)，是對舊路面進(jìn)行銑刨后，將材料統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)綌嚢璎F(xiàn)場進(jìn)行破碎處理，加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑與新料，經(jīng)攪拌加工成為穩(wěn)定土骨料。

三是現(xiàn)場熱再生技術(shù)，通過表層再生技術(shù)的應(yīng)用對材料進(jìn)行現(xiàn)場加熱處理，經(jīng)過翻耕、混拌以及碾壓等操作后實(shí)現(xiàn)對舊的混凝土材料的加工利用，節(jié)約養(yǎng)護(hù)能耗。

四是現(xiàn)場冷再生技術(shù)，一般需要用到專門的再生設(shè)備，對材料采取銑刨和破碎處理后，向材料內(nèi)加入一部分新料，隨后將混合料攤鋪在路面，進(jìn)行壓實(shí)處理[2]。

3.2 半柔性灌漿復(fù)合路面

國省公路的G104 與S239 交叉口、G346 與龍江路交叉口瀝青路面處存在著嚴(yán)重的車轍病害問題，不僅影響車輛通行的穩(wěn)定性與舒適性，同時(shí)也危及道路運(yùn)營安全，因此養(yǎng)護(hù)人員在交叉口的位置選擇了半柔性灌漿復(fù)合路面技術(shù)鋪筑道路，該技術(shù)在兼具瀝青路面美觀性與舒適性的同時(shí)，也具備剛性路面的安全性與穩(wěn)定性，對預(yù)防車轍有著良好的效果。G104 與S239交叉路口路段于2019 年7 月開始實(shí)施養(yǎng)護(hù)，灌漿路面的類型是10cm GRAC-13，工程施工面積共計(jì)4977m2。該處交叉口每日交通量較大，同時(shí)也會通行重載車輛，灌漿路面整體情況良好，沒有明顯的車轍與坑槽病害問題，但是在路口的150m 范圍之內(nèi)出現(xiàn)了大約15 條明顯的橫向裂縫，與其他路口相對而言，該處位置的病害問題十分明顯。此外，G104 與S239交叉路口路段灌漿路面與常規(guī)路面之間的搭接位置存在網(wǎng)裂病害問題，出現(xiàn)該問題的主要原因是灌漿施工采取了人工攪拌的方式，而施工人員對水灰比缺乏有效的控制，導(dǎo)致漿體強(qiáng)度不足而造成路面網(wǎng)裂問題。

G346 與龍江路交叉口路段于2020 年12 月份施工，路面灌漿類型為10cm GRAC-13，施工面積共計(jì)2245m2。該處路段不僅交通量較大，且重載車輛比例很高。施工之前，3 個(gè)車道中只有左轉(zhuǎn)車道可以正常使用，其路面沒有裂縫與車轍等病害發(fā)生，但車道最前端的輪跡位置出現(xiàn)了集料松散脫落的問題；其他2個(gè)車道則出現(xiàn)了較嚴(yán)重的車轍病害問題。對此，養(yǎng)護(hù)人員在G346 與龍江路交叉口路段采用了半柔性灌漿復(fù)合路面的鋪設(shè)方式，有效解決了車轍問題。但此種復(fù)合路面施工會造成反射裂縫的問題，且道路轉(zhuǎn)彎位置會出現(xiàn)集料松散的問題。從裂縫的實(shí)際情況分析，半柔性灌漿復(fù)合路面的施工質(zhì)量與道路基層質(zhì)量有著緊密的關(guān)系，其出現(xiàn)的橫向裂縫多與基層反射裂縫有關(guān)；如果基層質(zhì)量較高，那么半柔性灌漿復(fù)合路面基本不會存在病害問題。

柔性基層技術(shù)，即通過冷拌或熱拌材料，將材料灌入路面基層材料內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對公路的有效養(yǎng)護(hù)。通常路面破壞問題都與面層抗剪強(qiáng)度偏小有關(guān)，應(yīng)用柔性基層技術(shù)可以盡可能地提升路面抗剪強(qiáng)度，并且顆粒狀材料的使用可以保障路面結(jié)構(gòu)的空隙率合理，提升路面的排水能力，保持柔性基層與瀝青面層間的過渡效果，成功避免路面反射裂縫問題；并可以按照公路交通規(guī)模進(jìn)行瀝青層厚度的調(diào)整，盡可能地提升公路的耐久性[3]。

必要時(shí)需使用抗車轍劑，這是針對瀝青路面的一種新型材料，有著增強(qiáng)道路瀝青混合料穩(wěn)定性的特點(diǎn)，目前被廣泛用于普通國省公路養(yǎng)護(hù)中。抗車轍劑呈黑色顆粒狀，由多種精制聚合物復(fù)合構(gòu)成，對瀝青路面有著表面加筋和增黏的作用，不僅可以強(qiáng)化瀝青性能，還能擴(kuò)大瀝青的應(yīng)用范圍。

3.3 滲固磨耗層施工

滲固磨耗層是道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的一種，可以有效緩解病害問題。

針對常州市普通國省公路G312 國道K174+000—K181+000、K187+670—K191+660 段路面存在的瀝青老化、裂縫、車轍問題，決定在全線范圍內(nèi)鋪設(shè)厚度為1cm 的滲固磨耗層，具體工程量大約為26 萬m2，為保障重載交通條件下的道路使用性能，該道路養(yǎng)護(hù)工程決定在G312 K176+000—K177+000（上行第二車道）、K189+000—K190+000（下行第二車道）段采取養(yǎng)護(hù)性措施，其中G312 常州段的養(yǎng)護(hù)工程量為75000m2。

滲固磨耗層的施工方式有效提高了路面的滲透再生性能，當(dāng)滲固磨耗層完工之后的6 個(gè)月，選取路面表層4cm 左右的瀝青混合料，將其置于溫度為100℃的烘箱內(nèi)軟化，得知材料的軟化點(diǎn)處于68℃以上，針入度提升了76%，延度增加了126%，此時(shí)滲固磨耗層的滲固組分已經(jīng)滲入原路面2～4cm 的位置，并且對原路面老化瀝青產(chǎn)生了較好的再生效果。此外，該施工工藝強(qiáng)化了路面抗滑性能，通車后，滲固磨耗層的滲固組分能夠下滲到瀝青混凝土的4cm 深度處，同時(shí)對原路面的瀝青有著較好的還原與再生作用。

一旦路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化或松散的問題，可使用霧封層技術(shù)進(jìn)行處理，再聯(lián)合滲固磨耗層施工措施將原本松散的材料有效黏結(jié)在一起，達(dá)到強(qiáng)化路面外觀性能的目的。霧封層技術(shù)強(qiáng)調(diào)道路養(yǎng)護(hù)工程的節(jié)能減排作用，依靠噴灑設(shè)備，將流體性材料噴灑在瀝青路面上，再對路面進(jìn)行封閉處理，強(qiáng)化瀝青路面的穩(wěn)定性[4]。霧封層材料中包含一部分功能助推劑，依靠架橋?qū)⒎肿右欢松钊牖|(zhì)瀝青中，提升新瀝青材料與舊瀝青集料的黏結(jié)力，該技術(shù)適合用于裂縫小于3mm的路面。

3.4 CCA 抗裂磨耗層瀝青混合料

以S240 原儒林收費(fèi)站廣場為例，該處道路為水泥混凝土路面，寬度為3.8m，道路斷面共包含8 塊水泥混凝土板塊，經(jīng)過斷板與裂板置換、養(yǎng)生后，對水泥路面裂縫問題加以處理：向路面表面噴灑一層CCA 特種黏層油，攤鋪厚度為2.5mm 的CCA 高黏彈改性瀝青混合材料，整體工程量大約在5900m2；為提高CCA抗裂磨耗層的性能，可結(jié)合應(yīng)用薄層罩面技術(shù)，以提高路面的平整度與抗滑性能，使路面的最大間隙值達(dá)到≤5mm 的要求，盡可能地提升道路的行車舒適性；并結(jié)合應(yīng)用半開級配混合料以強(qiáng)化路面排水效果；CCA抗裂磨耗層的鋪裝厚度在10mm 以上，最高不超過25mm，能夠有效解決層間黏結(jié)與反射裂縫等道路病害問題，因此結(jié)合應(yīng)用三階反應(yīng)裂縫密封處理、灑布特種黏層油的薄層罩面技術(shù)，將路面攤鋪厚度控制在25mm 以內(nèi)，創(chuàng)建三位一體的養(yǎng)護(hù)體系，完善路面白加黑養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案。此種養(yǎng)護(hù)技術(shù)下的路面攤鋪方式類似于普通熱板料，25mmCCA 抗裂磨耗層有著更加明顯的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保特性，能夠降低至少80%的石料消耗與65%的瀝青消耗，可以有效降低碳排放，突出四新技術(shù)在道路養(yǎng)護(hù)中的節(jié)能環(huán)保效果。S239 的K32+200—K32-300 路段，G104 的K1241+872—K1243+830下行、K1244+430—K1246+100 下行路段的多個(gè)重要交叉口每日車流量較大，且重載車輛較多，對路面的抗車轍能力提出了尤為嚴(yán)格的要求，所以該路段最終采用了CCA 抗裂磨耗層結(jié)合EME-14 新型高模量瀝青混凝土下面層技術(shù)?！豆芳夹g(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210—2018)規(guī)定，車轍平均值不能超過10mm，應(yīng)用該技術(shù)能夠達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，有效提高道路的使用性能。

4 結(jié)語

總而言之，立足節(jié)能減排與綠色環(huán)保的發(fā)展思路，根據(jù)當(dāng)前常州市普通國省公路路面養(yǎng)護(hù)的實(shí)際情況，探究四新技術(shù)在工程中的應(yīng)用，以降低路面養(yǎng)護(hù)消耗。根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)控制基本要求，結(jié)合工程概況，加強(qiáng)水穩(wěn)就地冷再生、半柔性灌漿復(fù)合路面、滲固磨耗層施工以及CCA 抗裂磨耗層瀝青混合料等利用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的四新技術(shù)的應(yīng)用，強(qiáng)化路面養(yǎng)護(hù)效果，進(jìn)而提升我國公路養(yǎng)護(hù)水平，推動(dòng)公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。