公路瀝青路面預防性養護技術應用研究

趙濤

（慈利縣公路建設養護中心， 湖南 張家界 427000）

1 引言

現階段，瀝青路面已經成為我國公路主要結構形式。公路建成通車后受到多種外界因素的影響，諸如降水、凍融循環、行車荷載等，極易導致瀝青路面出現裂縫、車轍、坑槽等病害，影響路用性能，導致路面結構破壞，維修資金投入較大，社會影響不良。對此，通過科學的、有針對性的、預防性的養護技術應用，可較好地維持公路使用品質，可節約長期養護費用，延長瀝青路面使用壽命，經濟、社會效益顯著。本文主要對此展開研究。

2 公路瀝青路面預防性養護概念的提出

根據交通運輸部統計，自2010 年以來我國公路里程持續增加，截至2019 年年末，全國公路里程已經達到了5.0125×106km，公路養護比例達98.8%。基于上述數據分析可得，隨著我國通車里程的增加、公路使用年限的增長，公路已經邁入養護管理階段，預防性養護概念在業內逐漸推廣開來[1]。

就預防性養護內涵來說，核心在于“預防”，即：在不增加結構承載力的前提下，延緩結構破壞，維持或提高系統功能。公路瀝青路面預防性養護前，需做好路況定期調查與評價、確定養護時間、選擇養護措施以及確定養護周期等工作，合理把握養護時間與養護技術的應用，方可將病害消滅在萌芽狀態，獲得預期養護效果，使得公路更長時間處于良好服務狀態。

3 幾種常見的公路瀝青路面預防性養護技術

本文主要以表面封層類和罩面類的預防性養護技術為例展開闡述。

3.1 表面封層類預防性養護技術

表面封層類技術主要包括霧封層、石屑封層、稀漿封層、微表處等技術，主要可解決瀝青路面老化、透水嚴重、抗滑性能降低等問題。具體技術方法如下：

1）霧封層：此種表面封層類技術，是稀釋、慢凝乳化瀝青的典型應用，主要是以瀝青噴灑車直接灑布乳化瀝青、無須集料覆蓋[2]。此種技術養護費用較低，可恢復路面瀝青黏附力、填補路面微小裂縫等，一般可使用1～2 a，同時霧封層可與石屑封層結合運用，增強石屑封層骨料間的黏結力，延長石屑封層使用壽命。然而，由于慢凝乳化瀝青破乳需要一定的時間，霧封層不建議運用于交通量大、行車速度快的路段，也不適用于密級配混合料瀝青路面。

2）HAP（石屑）封層：此技術以HAP 噴灑液按配比添加石屑、礦粉，形成防水、抗滑封層，將其運用于瀝青路面預防性養護，可有效封閉細微裂縫，延長路面使用壽命，一般可維持2～3 a。然而，結合工程實踐經驗分析，在瀝青路面裂縫大、車轍嚴重，或是存在擁包等問題的情況下，HAP（石屑）封層技術的應用效果不佳。

3）稀漿封層：稀漿混合料由乳化瀝青、細集料、礦物填料、水以及添加劑等常溫下拌制而成，具有和易性、密實性好等優勢，施工便捷、迅速，經濟性較好，施工厚度一般控制在3～12 mm，一般使用壽命維持在2～3 a，若是使用改性乳化瀝青可延長至3～5 a。稀漿封層處理完成后面，可在幾個小時內開放交通，不僅能改善路面抗滑性能，也可起到美化效果。然而此技術不得用于結構性病害路面，局部病害嚴重可提前處理后方可使用稀漿封層。

4）微表處：此技術以聚合物改性乳化瀝青為原材料，通過集料、填料（水泥）、水以及添加劑等拌和制成緩和料，并以專用灑布車攤鋪、碾壓成型，獲得薄層路面。此技術可運用于各種交通量道路，表面處理厚度達10～20 mm，可填充40 mm 的路面車轍，同時，可有效提高路面抗滑性能、解決路面松散問題，一般使用壽命約4～7 a。與其他預防性養護技術相同，微表處也無法運用于存在結構性病害的路面。

3.2 罩面類預防性養護技術

罩面類技術是指通過攤鋪密級配、開級配瀝青混合料，形成厚度40 mm 以內結構層。根據實際厚度，可分為普通罩面、薄層罩面以及超薄層罩面。

1）薄層罩面：以OGFC 材料為例，使用的是大空隙率瀝青面層，抗滑性能好，同時具有排水、降噪等優勢。根據國外相關研究認為，OGFC 薄層罩面使用壽命可達7～10 a。

2） 超薄磨耗層罩面：Novachip 超薄磨耗層分為2 個部分：改性乳化瀝青和改性熱拌瀝青混凝土。前者主要起到密封原路面、增強混合料黏結性的作用；后者可提供1 個耐久、抗滑的路面。此磨耗層罩面施工快、使用壽命長（超過10 a）、行車安全性高，但是無法運用于嚴重車轍、路面不平整病害的處理。

3.3 預防性養護技術適用情況

對上述各種預防性養護技術進行總結分析，具體適用情況歸納于表1 中。

表1 預防性養護技術適用時機

4 公路瀝青路面預防性養護技術的實際應用

4.1 工程概況

本項目為某高速公路工程，2007 年實施了路面大修作業，隨后多次進行局部路面病害處理與預防性養護，路面狀況長期處于良好水平。 本次預防性養護路段為K13+000 ～K28+500，路面病害以縱橫向裂縫、抗滑性能下降為主，為避免路面病害進一步發展，經綜合分析后決定采用薄層罩面技術進行預防性養護。

4.2 預防性養護方案

本項目對該路面進行現場踏勘、鉆芯取樣，經分析，路面裂縫的產生主要是自下而上的基層溫縮裂縫所致，路面結構承載力滿足使用要求，整體路面狀況良好，可開展預防性養護工作。為減少養護作業對交通的干擾，本項目決定采用瀝青薄層罩面技術，使用復合改性UTAC-10 瀝青混合料。具體特點是：（1）綜合性能良好，可適應大交通量荷載；（2）攤鋪厚度小，散熱較快，可快速成型并開放交通；（3）可處理輕微車轍，增強路面抗滑性能；（3）具有良好的防滑、減噪性能。

經綜合分析后，確定預防性養護技術方案：（1）下面層：舊路面病害處理；（2）黏結層：噴灑0.5 L/m2改性乳化瀝青（瀝青含量65%）；（3）上面層：厚度25 mm 的復合改性UTAC-10 薄層罩面。

4.3 預防性養護技術要點

4.3.1 施工流程

本項目預防性養護施工流程如圖1 所示。

圖1 預防性養護施工流程

4.3.2施工技術要點

1）舊路面處理

預防性養護施工時，首先對舊路面裂縫、網裂病害進行處理，保證舊路面承載力足夠。具體方法如下：

（1）反射裂縫、橫向裂縫：縫寬＜5 mm 的情況下，將縫隙清理干凈，以壓縮空氣吹凈塵土，并使用熱瀝青封堵；縫寬≥5 mm 的情況下，需清除縫口雜物，沿著裂縫開槽，并使用專門的灌縫設備進行處理。

（2）網裂與病害嚴重地段：取芯判斷病害原因，采用銑刨、重新鋪筑瀝青混合料等處理方法。

2）薄層罩面攤鋪

本項目采用一體式攤鋪機對復合改性UTAC-10 薄層罩面進行攤鋪，一次性完成乳化瀝青噴灑、瀝青混合料攤鋪工作。為減少對正常交通的干擾，項目采用夜間施工方法，分段分幅組織進行薄層罩面攤鋪，攤鋪前將舊路面清理干凈，確保無雜物后噴灑改性乳化瀝青黏層油；改性乳化瀝青噴灑時，溫度控制在60～80 ℃、噴灑量0.5 L/m2。經試驗段確定薄層罩面攤鋪參數，攤鋪速度6～8 m/min、松鋪系數1.2。

3）薄層罩面碾壓

本項目采用的UTAC-10 瀝青混合料屬于骨架密實型級配，較難壓實。為保證碾壓質量，最終選用3 臺HDO138V 雙鋼輪水平震蕩壓路機，具體碾壓方法如見表2。碾壓過程中，重疊寬度控制在200～300 mm，碾壓終了溫度必須在80 ℃以上。

表2 薄層罩面碾壓方法

4）接縫處理

本項目采用分車道、分幅施工方法，合理控制冷接縫質量是施工重難點所在。項目接縫施工前，以銑刨機在標線一側按道路線形對先期施工路面邊緣銑刨，清理干凈后，涂灑少量黏層乳化瀝青；攤鋪時重疊50～100 mm，并人工鏟走混合料，由邊向中碾壓留下100～150 mm，跨縫擠緊壓實。

4.4 預防性養護效果

本項目預防性養護施工完成后，對薄層罩面進行質量檢測與驗收[3]，結果見表3。路面構造深度、摩擦系數、滲水系數均滿足要求，社會、經濟、環境效益均較好。

表3 檢測結果

5 結語

綜上所述，預防性養護是我國公路養護事業未來發展的重要方向，在養護工作中占據著越來越重要的地位。在公路瀝青路面養護實踐中，需合理判斷路面病害類型、損壞程度，并評定路面技術狀況，據此判斷是否可采用預防性養護技術，并進一步綜合公路等級、交通量等因素，選擇預防性養護方法，規范落實各道施工工序，切實保證養護后路面質量達標，使公路可提供更高水平、更長時間的服務。