公路瀝青路面預防性養護措施分析

覃榮江

(廣西壯族自治區興賓公路管理局，廣西 來賓 546100)

隨著社會的發展和地區之間連接越發緊密，道路工程在我國經濟發展中起著至關重要的作用。為保證道路工程的質量，應重視道路工程在施工完畢后的養護工作，一般來說道路工程的養護措施分為反應性、應急性以及預防性養護措施。預防性養護措施是道路養護工作最常用也是最重要的養護方法，其不僅可以最大化減少人、材、機的投入，同時也可以將道路病害消滅在萌芽之中，從而保證道路工程的施工質量，具有十分重要的現實意義。

1 公路瀝青路面預防性養護概述

1.1 公路瀝青路面預防性養護的概念

瀝青路面預防性養護是指對已經施工完畢后的瀝青道路在其完好或有輕微破損時就進行有針對性的預防及養護，使其長期處于較好的使用狀態，并能降低其壽命期內的使用與維護成本，達到最佳的經濟效益。預防性養護措施的根本作用是在瀝青路面發生破壞之前就采取相應的預防措施，遏制瀝青道路內部結構發生破壞，減少不利因素的影響，改善道路的使用狀況和延長道路的使用壽命。

1.2 公路瀝青路面預防性養護的特點

公路瀝青路面預防性養護具有時機性、周期性、預防性以及機械化程度高等特點，具體內容如下：

(1)時機性

公路瀝青路面進行預防性養護的時機性是指在瀝青處于瀕臨出現病害階段，采取相應的措施對瀝青路面進行養護，防止其產生破壞，將病害消除于萌芽階段。在工程實際當中通常會采用時間確定、路況確定、全壽命周期成本分析、實時監測以及現場測定等方法對公路瀝青路面預防性養護的時機進行確定。

(2)周期性

公路瀝青路面會隨著使用時間的推移而逐漸產生破壞，為防止此類現象發生，應在一定的時間周期內采取相應的措施對瀝青路面進行周期性養護。在進行周期性養護時應定期對路面使用狀況進行數據采集、分析以及評價，當路面使用狀況達到臨界點或即將達到臨界點時，及時進行養護。一般來說公路瀝青路面的養護周期需根據其所在區段、氣候條件及車流量等因素進行確定。

(3)預防性

公路瀝青路面預防性養護措施的預防性通常是通過總結相似項目的評價數據，建立數據預測模型，并運用數據模型對路面的各項性能指標進行評價預測。根據預測結果及時對即將發生病害的路面進行預防性養護，延長路面使用壽命。

(4)機械化程度高

為保證公路瀝青路面預防性養護措施實施的實時性，通常需要使用機械設備對瀝青路面的使用情況進行檢測。通過建立路面信息監測、評價平臺，運用計算機技術對路面的使用性能進行分析，使用路面養護機械設備對需要處理的路面進行預防性養護。

1.3 公路瀝青路面預防性養護的原則

公路瀝青路面預防性養護措施的選用是在滿足當地公路管理部門對路面養護要求的前提下，結合公路等級、路面情況、車流量、氣候條件等因素，對比壽命周期內各個方案的成本經濟效益，選取最優方案。

不同的預防養護方式會帶來不同的效果，在預防養護方式的選擇過程中應根據公路瀝青路面預防性養護所要達到的目的和效果進行選擇，各措施的效果見表1。

表1 不同預防養護措施效果統計表

在公路瀝青路面抗滑性能進行處理時，通常不需要對路面狀況和質量等因素進行考慮，只需對路面結構進行處理，因此在選擇公路瀝青路面抗滑性能預防措施時只需將瀝青路面的平整度作為主要因素并對抗滑性能進行單獨處理。水是公路瀝青路面被破壞的主要因素，對公路瀝青路面進行預防性養護時要重點關注路面防水性能的完整情況，采取合理的預防養護措施增強瀝青路面的防水性能。在預防性養護的過程中應采用合理的方式、方法建立瀝青路面預防性養護成本-效果模型，通過模型分析選擇最佳的預防性養護措施。

2 公路瀝青路面病害種類及產生原因

由于內外部因素會對公路瀝青路面造成一定程度的影響，從而導致其經常發生破壞。其破壞的表現形式及產生原因如下：

2.1 裂縫

裂縫是公路瀝青路面常見病害之一，其通常分為橫向、縱向以及網狀裂縫，具體如下：

2.1.1 橫向裂縫

橫向裂縫指垂直于或趨近垂直于路中線的裂縫，橫向裂縫一般會伴有支縫的出現，其通常均勻分布在路面上，常見于路肩位置，并隨著時間的推移貫通整個路面。橫向裂縫的產生通常包括以下原因：

(1)材料收縮。由于道路所組成的材料為半剛性材料，其具有收縮性，在材料因水分流失或氣溫下降時會導致基層開裂，并逐漸蔓延。

(2)溫度收縮。公路瀝青路面主要材料是瀝青混合料，其對溫度的變化比較敏感，會隨著溫度的降低而收縮、脆化，當收縮應力大于其自身抗拉強度時則會導致其產生裂縫現象。

(3)沉降。公路瀝青路面基礎的不均勻沉降會導致路面產生橫向裂縫。

2.1.2 縱向裂縫

縱向裂縫是指與道路方向平行或接近于平行的寬度長度不一的裂縫，其產生會直接影響行車的舒適性。縱向裂縫的產生通常包括以下原因：

(1)荷載疲勞開裂。該類開裂產生的主要原因是反復性重荷載，其通常是由面層發展至基層。

(2)路基因素。路基的施工質量不好會直接導致基礎出現不均勻沉降，從而導致裂縫現象產生。

2.1.3 網狀裂縫

網狀裂縫是指相互交錯排布在路面上的不均勻裂縫。其產生原因通常包括以下原因：

(1)設計不合理。路面的設計不合理直接導致道路的抗壓強度達不到設計指標，從而產生破壞。

(2)橫、縱向裂縫沒有得到及時修補。橫、縱向裂縫產生后如不進行及時修補會導致路面上的水滲入道路內部，進而產生網狀裂縫。

2.2 坑槽

公路瀝青路面發生坑槽現象的原因分為以下幾個方面：

(1)水因素影響。瀝青路面在水因素作用下，經車輛反復碾壓，使水進入路面，從而使瀝青與集料的粘結力減弱，形成坑槽。

(2)施工因素影響。瀝青混合料溫度控制不當造成產生坑槽現象，一方面是指溫度過高時會導致瀝青老化，粘接力降低；另一方面是指溫度過低，達不到規定的粘結強度。各層材料間的接觸不當、面層厚度不符合施工要求以及混合料級配不滿足要求同樣也會導致坑槽現象的產生。

2.3 車轍

公路瀝青路面發生車轍現象的原因主要包括瀝青路面所使用的原材料配合比不合理，路面在反復的荷載下表面磨損嚴重，基層中包含不穩定夾層等因素。

2.4 泛油

公路瀝青路面發生泛油現象形成的主要原因包括瀝青混合料中瀝青的使用超過標準用量，混合料攪拌不充分以致局部油料過多以及攤鋪質量差等因素。

2.5 沉陷

公路瀝青路面發生沉陷現象的主要原因包括路面排水不暢，發生沉陷，交通車流量過大導致路面疲勞破壞以及道路基層強度不夠等因素。

3 公路瀝青路面預防性養護措施分析

公路瀝青路面預防性養護能夠改善路面的使用狀況，減少因病害造成的路面破壞，進而提高道路的使用年限，增加經濟效益。公路瀝青路面預防性養護措施通常包括以下幾種方法：

3.1 霧封層

霧封層預養護技術是通過在瀝青路面上噴灑稀釋的瀝青，產生嚴密的防水層，將路面與外界水分進行隔離，減少外部水分進入道路結構層。同時，霧封層預養護技術所運用的材料具有較好的流動性，能夠滲入到路面的各層結構當中，增強集料間的粘結力，進而達到減緩瀝青老化、改善道路使用性能的目的。霧封層預養護技術一般適用于路面因荷載出現的輕微龜裂現象、路面瀝青缺油現象等，不適用于摩擦系數較小的路面。運用霧封層預養護施工技術包括以下幾個方面的要求：

(1)路面產生的裂縫比較密集時，應選用G21或G22型乳液噴灑路面，增強路面的防水性。

(2)在乳液噴灑時應選用瀝青灑布車，噴灑層要保證與路面接觸均勻、緊密。

(3)應提前24 h將稀釋的乳化瀝青儲存在存儲罐之中，且噴灑量為0.23～0.45 L/m2。

3.2 封縫

封縫預防性養護技術是指利用具有一定強度和剛度的密封類或填充類材料對公路瀝青路面的橫、縱向裂縫進行填補，以增強路面的整體抗壓強度和減小外部水進入道路結構層的幾率。封縫預防性養護技術于裂縫寬度3～25 mm時運用，當裂縫寬度<3 mm時，施工難度過大，填縫材料無法填塞到縫隙之中；當裂縫寬度>25 mm時，則填縫之后達不到預防性養護技術要求。

3.3 稀漿封層

稀漿封層預養護技術是指將集料、乳化瀝青和水按照配合比要求進行攪拌，攤鋪在路面之上形成保護層。稀漿封層預養護技術利用乳化瀝青的流動性好和滲透能力強的特點，可以將已經被氧化的路面包裹在其中，提高路面的抗滑能力，減少噪聲，將比較細小的裂縫填補平整。其具有強度高、整體效果好，污染小、造價低、施工方便、封閉交通時間短等特點。

3.4 微表面處理

微表面處理預養護技術是將慢裂快凝型乳化瀝青、礦粉、集料、外加劑以及水按照一定的比例進行混合攪拌，攤鋪10～15 mm，對道路破損部位進行局部修補的一種方法。微表面處理預養護技術具有良好的防水抗滑性能，可以防止外部水滲入道路結構層當中。同時做表面處理預養護技術具有施工方便、成本低、交通開放快等特點，采用該技術對道路進行處理后一般只需1～2 h即完成硬化。

3.5 瀝青再生封層

瀝青再生封層預養護技術是將含有活化物的還原劑噴涂在瀝青路面之上，使其滲入到路面內部與原有瀝青道路進行反應，激活原有瀝青角質，使其恢復原有活性，進而形成一層保護膜，達到減少路面開裂、延長道路使用壽命的目的。瀝青再生封層預養護技術具有抗油、抗水、抗侵蝕、溫度適應性、耐腐蝕能力以及耐久性等特點。

3.6 薄層罩面

薄層罩面預養護技術是指在原路面上增鋪由集料、改性瀝青和外加劑按照一定配合比攪拌而成的材料，使原有的平整度、抗滑性、行車舒適性以及耐久性得到大幅提高。薄層罩面預養護技術通常可以分為冷薄層罩面預養護和熱薄層罩面預養護兩類，冷薄層罩面預養護是指在常溫狀態下將乳化瀝青或改性乳化瀝青與砂石材料均勻拌合、攤鋪、壓實。熱薄層罩面預養護是在原有路面上增鋪一層厚度<25 mm的熱瀝青混合料。薄層罩面預養護技術具有增加路面承載力、延長道路使用壽命以及施工速度快等特點。

3.7 微膠囊預養護技術

微膠囊法預養護技術是采用原位聚合法將MMF預聚合物結合使用苯乙烯馬來酸酐表面活性劑加工成再生劑的外殼形成微膠囊，鋪設在需要進行養護的瀝青路面之上。為保證微膠囊預養護技術可以發揮作用，微膠囊應具有高溫穩定性、較強的變形能力及界面穩定性。微膠囊在道路整個壽命周期內承受全部交通荷載，并隨著瀝青強度的不斷上升，其表面受力情況也會發生變化，進而導致其破裂，當其破裂后，其中所存儲的再生劑會自行排出，使已老化的瀝青路面得到修復。

4 公路瀝青路面預防性養護措施的確定

公路瀝青路面預防性養護措施的選用要根據道路的實際狀況、車流量情況、病害種類、養護費用、路面服務性能指標、道路使用壽命等因素進行確定。對瀝青路面預養護方法的選擇采用的是決策樹法。決策樹法是根據瀝青路面的技術指標逐層地選擇處理措施，其中決策樹的每個分支代表的是一種路面病害，病害的種類將直接決定著將采取何種預防養護措施。具體步驟包括以下幾個方面：(1)列舉出可能采用的措施；(2)對具體路段的病害進行具體分析并采取相應的處理措施；(3)預防性養護材料和施工方法的選擇。具體選擇流程如圖1所示。

圖1 瀝青路面預防性養護措施選擇流程圖

5 結語

本文首先介紹了公路瀝青路面預防性養護技術的概念、特點以及原則，然后對公路瀝青路面發生病害的種類及原因進行了詳細分析，最后對公路瀝青路

面預防性養護措施和選擇流程進行分析和介紹。合理運用瀝青路面預防性養護技術不但能夠提高道路的使用性能，而且能夠大幅提高道路使用的經濟效益，進而實現社會資源的合理利用。

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