高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果評估與分析

李金濤 鄭德糧 高明亮 趙悅陽

(北京九通衢檢測技術(shù)股份有限公司，北京 100070)

1 概述

公路養(yǎng)護(hù)的目的是保持公路的良好狀態(tài)，防止其使用質(zhì)量下降，并向公路使用者提供良好服務(wù)的作業(yè)。目前，我國公路已進(jìn)入大規(guī)模養(yǎng)護(hù)階段，根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，截至2018年年底，我國開展公路養(yǎng)護(hù)里程達(dá)到475.78萬km，占公路總里程的98.2%。在現(xiàn)有路面養(yǎng)護(hù)體系中，主要有前期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和后期矯正性養(yǎng)護(hù)兩種養(yǎng)護(hù)方式。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是近年來興起的一種路面養(yǎng)護(hù)新理念，通俗的講，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是把養(yǎng)護(hù)工作提前，在路面尚未出現(xiàn)病害或者病害較輕時(shí)，通過提前養(yǎng)護(hù)來減少后期養(yǎng)護(hù)工作量，通過提前投入來減少后期投入。通過對路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的研究，對舊路及新建路面及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可以很大程度上延緩路面的破壞，延長路面的使用壽命，并保持良好的服務(wù)水平[1]。本文依托某高速公路養(yǎng)護(hù)工程，對路面病害進(jìn)行調(diào)查分析，并實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，同時(shí)通過實(shí)測數(shù)據(jù)對養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行評價(jià)分析，以期提出合理建議。

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施一般包括微表處、霧封層與還原劑封層、超薄罩面、裂縫修補(bǔ)和就地?zé)嵩偕萚2]。

2.1 微表處

微表處是目前應(yīng)用最廣的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一，是把聚合物改性乳化瀝青、水、粗細(xì)集料、填料以及添加劑等按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料，再用專業(yè)機(jī)械設(shè)備攤鋪到原有路面上，并能快速開放通車的瀝青混合料薄層，具有良好抗滑和耐久性能[3]。

2.2 霧封層與還原劑封層

霧封層技術(shù)是將乳化瀝青或改性后乳化瀝青噴灑到路面上，封閉路面空隙并改善路面老化的一種瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)。還原劑封層與霧封層技術(shù)不同的是霧封層作用在路表面，而還原劑封層要作用到路面一定的深度[4,5]。

2.3 超薄罩面

超薄罩面是路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要措施之一，在高等級瀝青路面養(yǎng)護(hù)中具有廣泛的應(yīng)用，對于抑制路面輕微病害的發(fā)展，提升路面性能具有顯著效果。相對于傳統(tǒng)罩面其就是在厚度上大大減小，但薄到什么程度，并無明確學(xué)術(shù)界定。一般來說國內(nèi)超薄罩面施工限制在2 cm以內(nèi)。

2.4 裂縫修補(bǔ)

目前常用的裂縫修補(bǔ)方式主要有三類：第一類是灌縫，是采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開槽，然后再灌注填縫材料的一種預(yù)養(yǎng)護(hù)方式，在國外比較常用。第二類是填縫，并不對路面進(jìn)行開槽，而是直接沿裂縫灌注修補(bǔ)材料，也有的對路面進(jìn)行簡單的清理，這也是國內(nèi)常用的一種修補(bǔ)方式。第三類是近年興起的密封膠處理新技術(shù)。

除前面介紹的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，還有碎石封層、就地?zé)嵩偕透咝阅芾溲a(bǔ)材料進(jìn)行坑槽修復(fù)等其他預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)[6]。

3 路面病害調(diào)查

通過對該高速進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，總結(jié)出其主要病害為裂縫，車轍和麻面，其中車轍病害比較嚴(yán)重，對路面性能影響較大。

3.1 裂縫

根據(jù)規(guī)范裂縫寬度在3 mm以內(nèi)的定為輕度裂縫，大于3 mm的定為重度裂縫，損壞按長度進(jìn)行計(jì)算，檢測結(jié)果按影響寬度(0.2 m)換算成面積，本文取裂縫比較嚴(yán)重的路段進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示路面裂縫主要為縱向裂縫和橫向裂縫，其中橫向裂縫中重度裂縫較多，縱向裂縫基本為輕度裂縫但裂縫面積較大。

3.2 車轍

在車轍病害調(diào)查時(shí)我們選取比較有代表性的路段進(jìn)行檢測，取每50 m一個(gè)測點(diǎn)，每千米測20個(gè)點(diǎn)取平均值。檢測結(jié)果顯示，行車道上行路面車轍較為嚴(yán)重，平均值一般在10 mm～25 mm之間，但有部分路段車轍超過25 mm，下行行車道路面狀況較好，兩側(cè)超車道車轍平均值不超過15 mm，如圖1為歷年車轍深度平均值。

3.3 交通量調(diào)查

根據(jù)該高速各個(gè)收費(fèi)站出入口交通量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出2012年—2018年交通量增加狀況如圖2所示。

根據(jù)收集到的交通量數(shù)據(jù)我們可以看出每年的交通量平均以19.3%的速度遞增，交通量越來越大。由圖1和圖2對比可知，路面車轍深度隨交通量的增長逐年變大，可見車轍深度與交通量成正相關(guān)關(guān)系，在2017年集中處治后，路面車轍深度有明顯下降。

4 路面預(yù)防性措施處治效果

對于該高速出現(xiàn)的病害，主要使用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)有微表處、溶劑型封層和裂縫修補(bǔ)三種。在進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)后，通常要對養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施前和實(shí)施后的路面各種性能進(jìn)行檢測，結(jié)合本工程實(shí)際預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施情況，主要對路面行駛質(zhì)量、路面抗車轍能力、路面抗滑性能和路面的封水效果進(jìn)行檢測。

4.1 路面行駛質(zhì)量

公路行車舒適程度可以通過平整度指數(shù)進(jìn)行表征。在路面管理系統(tǒng)的研究中，研究人員構(gòu)建了道路平整度與行車舒適度的關(guān)系，提出路面行駛質(zhì)量評價(jià)(RQI)模型。

溶劑封層和微表處檢測結(jié)果分別見圖3，圖4。

由圖3可以看出溶劑型封層對于路面行駛質(zhì)量也有提升作用，但使用一段時(shí)間后，路面行駛質(zhì)量指數(shù)出現(xiàn)一定程度的下降。比較而言，對于路面行駛質(zhì)量的提升幅度微表處要大于溶劑型封層，使用一段時(shí)間后溶劑型封層行駛質(zhì)量指數(shù)的下降幅度略高于微表處。由圖4可以看出微表處對于路面行駛質(zhì)量指數(shù)提升較大，而且使用一段時(shí)間后路面行駛質(zhì)量指數(shù)下降較小，即微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施對于車輛行駛舒適度有明顯提升。

4.2 路面車轍

路面車轍狀況可以通過路面車轍深度進(jìn)行表征，規(guī)范中對路面車轍采用路面車轍深度指數(shù)(RDI)進(jìn)行評價(jià)，微表處處理后檢測數(shù)據(jù)如圖5所示。

由圖5可以看出使用1年后，路面車轍深度指數(shù)較施工前路面仍有較大提升，使用2年與第一年相比略有下降，但使用3年后，路面車轍深度指數(shù)有較大下降，部分路段下降幅度較大。可以得出結(jié)論微表處對于路面車轍處理在2年內(nèi)對路面車轍具有明顯改善。但由于受到北方氣候環(huán)境因素和交通量不斷增加的影響，使微表處使用壽命有所下降[7]。

4.3 路面抗滑性能

路面抗滑性能對行車安全性具有十分重要的意義，規(guī)范規(guī)定路面抗滑性能通過路面抗滑性能指數(shù)(SRI)進(jìn)行評價(jià)，微表處和溶劑封層檢測結(jié)果如圖6，圖7所示。

由圖6，圖7可以看出，微表處和溶劑型封層對于施工前原路面抗滑性能指數(shù)均有較大提升，但在使用一段時(shí)間后，微表處處理過的路面有小幅下降，而溶劑型封層處理過的路面下降幅度較大，可以看出溶劑型提升作用，隨著開放交通，在車輪碾壓下路面抗滑性能并沒有質(zhì)的改變。

5 結(jié)語

1)該高速病害成因與該地區(qū)交通量增長有十分重要的關(guān)系，路面車轍深度隨交通量的增加而增加。

2)溶劑型封層對于路面行駛質(zhì)量提升較小，比較而言，對于路面行駛質(zhì)量的提升幅度微表處要大于溶劑型封層，使用一段時(shí)間后溶劑型封層行駛質(zhì)量指數(shù)的下降幅度略高于微表處。

3)微表處對于處理壓密型和磨耗性等比較穩(wěn)定的車轍具有較好效果，使用年限2年～3年。

4)微表處對于路面抗滑性能的效果好于溶劑型封層。