淺談高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用

王 洋

遼寧省高速公路運營管理有限責(zé)任公司 遼寧 沈陽 110000

2020年，我國高速公路總里程突破了17.7萬公里，位居全球第二。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對于高速公路的質(zhì)量要求越來越高，當(dāng)前，國內(nèi)高速公路路面主要以瀝青混凝土為主，因其具有造價低、應(yīng)用效果好等優(yōu)勢，應(yīng)用十分廣泛[1]。但同時，瀝青路面會受到混凝土內(nèi)部溫度以及負荷等因素的影響，容易出現(xiàn)斷裂、變形，影響高速公路的使用效果。有經(jīng)驗的施工單位都會通過預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)來提高瀝青路面的養(yǎng)護效果，從而延長公路的使用年限[2]。

1 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)應(yīng)用價值

1.1 降低公路破壞的可能性，延長公路壽命

高速公路瀝青路面的預(yù)防性維護技術(shù)一般在施工后5-6年內(nèi)開始應(yīng)用。在高速公路經(jīng)過一段時間運行后，容易受到雨雪等自然環(huán)境腐蝕，其磨損程度相對較大。在此時通過運用預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)進行處理，能有效地防止嚴重損害問題的發(fā)生，提高其整體性能。同時，在高速公路未發(fā)生病害的時候，也應(yīng)該使用預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，實現(xiàn)“未雨綢繆”，以免造成不可挽回的損失。因此，采取預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，能夠有效地防止高速公路路面破壞，延緩使用壽命[3]。

1.2 提高瀝青路面的力學(xué)性質(zhì)

高速公路瀝青路面的性能會對公路的質(zhì)量和安全系數(shù)造成一定影響，通過預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，既能恢復(fù)路面的力學(xué)性質(zhì)，降低斷裂、變形的發(fā)生率，又能提高高速公路的使用年限，適應(yīng)現(xiàn)代交通運營的需要，推動行業(yè)發(fā)展。

1.3 有效防止公路交通事故的發(fā)生

高速公路瀝青路面經(jīng)過一段時期的使用，往往會出現(xiàn)裂縫、變形、坑洞和腐蝕等病害。造成這種問題的原因有很多，例如：汽車駕駛不規(guī)范、超載、施工技術(shù)不達標、雨水沖刷等等。短時間內(nèi)，這些病害并不會對高速公路造成較大的損害，但可能會影響駕駛安全。因此，采用瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施，對容易出現(xiàn)病害的點做好預(yù)防和維護工作，第一時間將病害問題解決，能夠有效地提高高速公路的運營品質(zhì)和安全性[4]。

2 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)應(yīng)用

2.1 紅外輻射加熱技術(shù)

紅外輻射加熱技術(shù)是通過紅外線輻射來修補受損的瀝青路面，避免高速公路出現(xiàn)明顯的裂縫、變形。這種工藝的主要優(yōu)勢能夠廣泛應(yīng)用在高速公路預(yù)防養(yǎng)護工作中，具有較高的生產(chǎn)率和節(jié)約施工材料的特性。同時，還不會產(chǎn)生額外的廢舊料，環(huán)保性能突出[5]。然而，該技術(shù)在進行加熱的過程中，由于上下段加熱的均勻性不協(xié)調(diào)，可能造成瀝青路面出現(xiàn)氧化、燒焦等問題，在應(yīng)用的過程中，要根據(jù)實際情況來進行選擇。首先，如果外部自然氣溫在15-20℃，采用紅外線輻射加熱裝置對出現(xiàn)細微裂痕、凹面的路面加熱1-2min。用溫度計測試，當(dāng)瀝青路面的氣溫達到110℃時，立即使用小型壓路機碾壓、整平。等待冷卻后噴灑適量的瀝青，進行二次碾壓，能夠有效改變?yōu)r青路面的整體性能。其次，如果瀝青路面表面出現(xiàn)小坑槽、水滴點的話，首先，要將雜質(zhì)、水分清理干凈，然后再利用燃氣紅外輻射進行加熱，在路面達到150℃時，加入新的瀝青混合料，壓路機鋪平后再碾壓，即可恢復(fù)路面的光滑和平整。

2.2 瀝青路面微表處修復(fù)技術(shù)

瀝青路面微表處修復(fù)技術(shù)是一種高分子技術(shù)，是采用高分子膠凝材料作為黏結(jié)料，借助專用的攤鋪裝置，來實現(xiàn)冷拌瀝青混合料。該技術(shù)具有快速實現(xiàn)修復(fù)原有瀝青路面，提升道路防水、抗滑性能的優(yōu)勢。應(yīng)用過程中，需要遵守以下三點要求：

首先，瀝青路面微表處修復(fù)技術(shù)橫斷面通常是一條“凹”曲線，且填充層的厚度是可控的。因此，要求瀝青混合料中的集料顆粒大小必須按照轍槽的常數(shù)分配。如此高的施工要求只能通過微表面得以實現(xiàn)。由于稀漿封層機在微觀表面設(shè)置了一個“V”型的攤鋪口，攤鋪時，不同尺寸的骨料都會匯集到攤鋪口中。要根據(jù)骨料尺寸的大小均勻分布，可以在轍槽上方位置設(shè)置固定的弧度，方便荷載作用下，將集料壓進一步壓實。

其次，微表面還能實現(xiàn)25mm車轍深度修復(fù)。實踐證明，在車轍＜12mm時，一次微表面攤鋪即可修補。如果是在深度位于12mm＜車轍＜25mm區(qū)間，需要進行深層次的攤鋪。攤鋪過程中，不同分層之間的攤鋪時間間隔需要超過1天。等待最基礎(chǔ)層面的一層充分干燥和壓實后，才能進行上面的攤鋪。經(jīng)過微表面處理的車轍，通常以比路面攤鋪厚度稍高30-40mm為最佳，并保留一個合適的弧度。這樣一來，被修補的病害處經(jīng)過碾壓后，平整度能與原來的路面一樣。

最后，從實踐來看，該項技術(shù)在夏季天氣炎熱時，施工時間需要持續(xù)一周。在秋季和冬季氣溫較低的季節(jié)，工期需要2-3周。因此，采用微表面法進行車轍修補，不僅能夠節(jié)省高速公路的維修費用，還能縮減工期。

此外，經(jīng)過長時間的發(fā)展，微表面技術(shù)目前已經(jīng)出現(xiàn)彩色乳化材料，以彩色改性乳化瀝青為主，通過添加一定的化學(xué)制劑，使公路外表更加美觀。與傳統(tǒng)的黑色乳化瀝青，這種彩色微表面整體防水和耐磨性能更好。而且，還能夠?qū)崿F(xiàn)與景觀功能、環(huán)境工程協(xié)調(diào)發(fā)展，廣泛應(yīng)用在城市公交車道、停車場、城市公園、機場等地點，具有良好的應(yīng)用前景。

2.3 薄層罩面技術(shù)

在高速公路瀝青表面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)應(yīng)用過程中，薄層罩面也是比較常見的預(yù)防性措施。薄層罩面技術(shù)是在舊公路瀝青表面覆蓋一層≤2.5cm的高溫瀝青混合料。這種技術(shù)能有效阻止瀝青混合料的持續(xù)劣化，提高瀝青的平整度，賦予公路表面更好的抗滑性和張力，并起到增強瀝青混合料強度的效果。但相較于其他技術(shù)而言，這種方法的成本更高。因此，在一些級別較高的高速公路以及損壞較輕的瀝青路面矯正養(yǎng)護工作中，才會用到薄層罩面技術(shù)。首先，利用瀝青罩面車噴射改性乳化瀝青，再與高溫瀝青混合料進行攤鋪。然后，用壓路機碾壓，將破損的道路表面重新修整好。根據(jù)計算，一般普通的高速公路在使用薄層罩面技術(shù)進行預(yù)防性養(yǎng)護后，使用壽命可延長到8-10年。

2.4 裂縫密封技術(shù)

高速公路瀝青表明出現(xiàn)部分裂紋是一種比較普遍的情況，目前最廣泛使用的方法是通過裂紋封閉技術(shù)來填補、封閉裂紋。修補裂紋方法是一種局部預(yù)防性養(yǎng)護措施，一般對于尺寸較小，較為細小的裂縫進行填充。其應(yīng)用的步驟如下：首先，對裂紋區(qū)域進行清理，將灰塵、石渣、污水等雜質(zhì)清理干凈，使用壓縮空氣對裂紋吹風(fēng)，確保全部雜質(zhì)被徹底清理干凈，采用加壓封閉橡膠條對裂紋進行封閉。其次，對瀝青表面結(jié)構(gòu)進行裂縫封閉處理。最后，在裂縫處開一條2cm左右，7cm左右的溝壑，再用密封膠進行填充，起到良好的密封效果。

3 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)應(yīng)用案例

3.1 工程概況

本項目為長深高速公路康平至彰武段路面預(yù)防性養(yǎng)護工程。長深高速公路康平至彰武段全程約95.7km，于2008年通車，為雙向四車道高速公路。公路起點位于沈康樞紐立交，終點位于彰武境內(nèi)。路基形式為整體式，路基寬度為28.0m，路基標準橫斷面布置為：土路肩2×0.75m；硬路肩2×3.5m；行車道2×7.50m，路緣帶2×0.75m，中央分隔帶3.00m，路面橫坡均為2%，土路肩橫坡為4%。主線路面結(jié)構(gòu)為：上面層4cm瀝青混凝土抗滑層（SMA-13L型）；中面層6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20Ⅰ型）；下面層7cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25Ⅰ型）。長深高速公路康平至彰武段在2012～2014及2017進行了就地?zé)嵩偕S修，2013年和2017年局部路段進行了就地?zé)嵩偕豌娕偌愉伨S修，2015年采用微表處進行了預(yù)防性養(yǎng)護。隨著該條高速公路的交通運輸量不斷增加，為提高公路的使用壽命，避免瀝青路面出現(xiàn)開裂、變形、坑洼等問題，因此，需要做好預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)工作。

3.2 清理瀝青路面

首先，要根據(jù)該條高速公路的實際交通狀況，對瀝青表面合理的規(guī)劃與設(shè)計。其次，對其進行整體化的處理，徹底去除表面覆蓋的泥土、雜質(zhì)等，使用高壓水槍進行清洗，再鼓風(fēng)機吹風(fēng)，保證沒有雜質(zhì)存在，以免造成瀝青材料粘附性不達標的問題，影響施工的效果。

3.3 劃定攤鋪范圍

根據(jù)工程的需求，攤鋪寬度要滿足雙向4車道的需求，因此要根據(jù)工程項目確定攤鋪箱尺寸的調(diào)整，再決定適當(dāng)?shù)臄備伌螖?shù)。在攤鋪過程中，要保證安全區(qū)域的平直度能得到保證。

3.4 施工

首先，在攤鋪施工之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計方案及具體條件來決定攤鋪厚度，再根據(jù)配合比的要求開啟原料的控制器，進行攪拌。水泥漿要拌均勻，提高攤鋪施工品質(zhì)。結(jié)合具體的工程實際情況，決定采用軟管對瀝青路面表面進行潤濕處理。攤鋪過程中，要及時掌握稀漿混合料的施工狀況，針對目前的實際狀況，調(diào)整好水量參數(shù)，確保稠度滿足技術(shù)要求。水泥漿攪拌時，應(yīng)達到平緩行駛的要求。在攤鋪施工過程中，要對攪拌量嚴格控制，對各種因素綜合分析，最終確定攪拌速度控制在10～30m/min之間。

其次，應(yīng)確保攤鋪表面平整、均勻，達到規(guī)范要求。攤鋪車要安排專門人員監(jiān)控，當(dāng)某一種建筑材料用光時，應(yīng)及時關(guān)閉車輛所有的開關(guān)，待攤鋪槽中的混合料攪拌完成后，方可終止攤鋪。每次攤鋪結(jié)束后，要將槽提起，將車移至施工范圍的外側(cè)。在建筑外圍區(qū)域，加材后進行下一步的施工。攤鋪工程結(jié)束后，應(yīng)確保對攤鋪槽清洗。此外，在攤鋪施工過程中，要注意對環(huán)境的保護，不能將物料隨意排放到施工區(qū)域，以免造成環(huán)境污染。

最后，改性乳化瀝青干燥后，會出現(xiàn)殘料的問題，或是礦料中的水分沒有進行合理控制，超過了要求規(guī)范。此時，需要借助攤鋪車對瀝青路面進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使其達到設(shè)計規(guī)范后，才能進行下一步的攤鋪操作。攤鋪施工完畢后，必須對瀝青路面質(zhì)量檢驗。在一些特別的地方，如道路的兩端、拐角處，可以嘗試用人工方法來填補，如果出現(xiàn)了問題，要及時進行找平。若混合料的稠度不適合，或平整度無法達到標準，則應(yīng)立刻著手進行改正，提高混合料的施工品質(zhì)。在攤鋪過程中，縱向和橫向縫隙的接合應(yīng)以平整度為標準，將粒徑尺寸不符合規(guī)范的物料徹底清理掉。

3.5 壓路機碾壓

在預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的具體實現(xiàn)過程中，壓路機碾壓是非常關(guān)鍵的一步。漿液混合料攤鋪完畢，達到初凝后，就可以開始碾壓。一般來說，漿液混合料的初凝時間達到標準，并且，確保攪拌料的黏結(jié)力在12kg·cm。在整個施工過程中，應(yīng)選用重量12t的壓路機，對已破乳成形混合料進行碾壓。碾壓時，應(yīng)該嚴格控制碾壓的次數(shù)，不得低于2次，以免造成瀝青路面表面質(zhì)量不達標問題。而在碾壓過程中，車速也是非常關(guān)鍵的。本次壓路機碾壓速度設(shè)定在3-4.5km/h之間，以保證施工的質(zhì)量。

3.6 保障措施

（1）制訂一份高速公路瀝青路面質(zhì)量檢測方案。在瀝青表面破壞之前，借助預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，可以從根本上解決病害問題。所以，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)制定出一套切實可行的高速公路瀝青路面質(zhì)量檢測方案，并對路面使用情況進行常規(guī)性的檢測，一旦出現(xiàn)了任何病害的前兆，就要第一時間進行養(yǎng)護，確保瀝青路面質(zhì)量。

（2）制定高速公路瀝青路面的預(yù)防方案。采用預(yù)防性維修技術(shù)，能夠提高高速公路的整體性能，使其能夠適應(yīng)車輛通行要求。然而，許多時候，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)應(yīng)用效率并不高。因此，在養(yǎng)護施工前，要制定科學(xué)的施工方案，在符合質(zhì)量的標準的情況下，積極開展養(yǎng)護施工，既可以提高瀝青路面的整體質(zhì)量，又可以保證高速公路的運營安全性，避免造成重大的安全事故。

當(dāng)前，我國還沒有一個明確的高速公路預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的標準和決策依據(jù)，針對瀝青路面，需要保證路面的PQI指數(shù)的積極性，確保路面BPN、SFC指數(shù)良好。基于此，本文根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，設(shè)定了瀝青路面損壞評定標準。詳情見表1。

表1 瀝青路面損壞評定標準

在實施預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)過程中，需要對瀝青路面的質(zhì)量進行評定。并根據(jù)評定結(jié)果進行作業(yè)。養(yǎng)護的目標是應(yīng)當(dāng)盡可能地要求各項指標都能夠達到良好的標準，降低維護的可能性。例如：合理的高速公路路面狀態(tài)指數(shù)PCI應(yīng)≥80（良），路面強度系數(shù)SSI應(yīng)≥0.85（良），行駛質(zhì)量指數(shù)RQI應(yīng)≥8.0（良），路面抗滑系數(shù)SFC應(yīng)≥45（良）。

（3）最優(yōu)地選用瀝青混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)。根據(jù)以上的分析可以看出，瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的種類是比較多的，而不同的維修技術(shù)在其效果和使用價值方面存在著差別。例如，想要維護成本低，見效快，可以采用裂縫密封技術(shù)；想要良好的密封效果，可以采用薄層罩面技術(shù)。在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)過程中，正確地選擇養(yǎng)護工藝是非常重要的，只有采用科學(xué)、合理的養(yǎng)護工藝，瀝青路面才能減少出現(xiàn)病害的概率。此外，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)新技術(shù)、新工藝的推廣與高速公路瀝青路面的質(zhì)量保障密切相關(guān)，可以使用的預(yù)防性保養(yǎng)方法越來越多，開始發(fā)展出了一套較為系統(tǒng)、較為完整的預(yù)防性保養(yǎng)的綜合實施方案。因此，施工單位要積極引進和使用新技術(shù)、新理念，來提高瀝青路面的養(yǎng)護質(zhì)量。

4 結(jié)論

高速公路在使用過程中，要積極采取預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，來提高使用壽命。在養(yǎng)護過程中，一方面，施工單位要以養(yǎng)護條件為依據(jù)，選擇一種更加科學(xué)、更加合理的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)。另一方面，要持續(xù)地加大對預(yù)防性養(yǎng)護新技術(shù)的引入和推廣力度，制定良好的技術(shù)流程，構(gòu)建出一套科學(xué)的瀝青路面檢測系統(tǒng)，來降低瀝青路面開裂、變形的可能性，從而提高高速公路的整體品質(zhì)。