公路養護中的瀝青路面預防性養護技術

鄒海洋

（寧鄉市公路養護中心，湖南 寧鄉 410600）

0 引言

2020 年年初報告的國內公路里程總和為484 萬km，其中高速公路里程約為14 萬km，在全世界排名第一。在完成施工的公路項目中，瀝青路面占有一定比例。部分完工項目的路面狀態欠佳，表現出多種病害問題，對于后續交通運輸、養護工作形成壓力。為此，公路完工后及時開展養護工作，以此減少病害形成，維持路面通行質量，具有較高的研究價值。

1 路面病害表現

1.1 水平裂縫

水平裂縫是垂直于路面通行方向的裂縫，具體樣式見圖1。水平裂縫的形成，取決于環境溫度的不規律變化，致使路面發生溫度差距，引起路面物理屬性有所改變，演變成水平裂縫。另一個裂縫形成的原因：路面使用時間較長，在行車時形成反向裂縫。結合水平裂縫的類型、受損嚴重性，裂縫共有兩種：①裂縫寬度小于3mm，屬于一般損壞。②裂縫寬度大于3mm，屬于嚴重損壞。

圖1 水平裂縫

1.2 豎向裂縫

豎向裂縫一種與道路通行方向平行的裂縫，裂縫樣式見圖2。多數情況下豎向裂縫的形成條件：車輛接觸過多、車輛運輸質量較高等，使路面形成承載疲勞，致使路面開裂。此外，工藝操作不當會引起豎向裂縫的形成。如果在工藝設計中，工程發生沉降問題，則會演變成豎向裂縫。此種裂縫等級方式與水平裂縫一致[1]。

圖2 豎向裂縫

1.3 網狀裂縫

網狀裂縫具有裂縫的不規律性、裂縫位置的隨機性，具體見圖3。此種裂縫的形成條件：路面性能、瀝青用料質量。此種裂縫的形成原因：結構方案不準確、用料配置有錯漏、攪拌處理不到位等。在發生水平、豎向兩種裂縫問題，并未給予及時處理，在雨水滲入情況下，致使基層性能發生變化，加之車輛運輸的載荷作用，逐步演變成網狀裂縫。此外，在路面老化、車輛超載較為嚴重時，會引起基層疲勞問題，同樣是形成網狀裂縫的原因。

圖3 網狀裂縫

1.4 車轍

車轍是一種車輛通行在路面形成的痕跡，在路面承載能力不足以支撐車輛重量時會形成車轍。車轍位置具有路面下凹性，下凹寬度多數為10mm。車轍形成過程：基層強度較低，車輛通行時對路面形成擠壓作用，引起路面結構發生改變，在路面擠壓積累、形變積累時，逐步形成了車轍印；汽車行駛在公路表層，在車輛通行次數增加時，相同路段累計形成的荷載作用，車輪痕跡逐漸明顯，在多次通行中壓實了車轍痕跡，形成深淺不均的路害問題；瀝青面層整體結構的溫度應力對抗能力欠佳，高溫時瀝青用料的整體抗形變能力欠佳，在通行質量較高的車輛時，會引起路面形變現象，已經型變的路段在后續通車中會形成車轍。

1.5 坑槽

坑槽是指在路面形成的多個小坑。路面形成坑洞的原因：集料分布不集中。引起集料發生分布問題的原因有3 個：①水害。在車輛動態通行形成路面荷載作用后，瀝青路面表層積存的水分會被擠壓至空隙中，轉變成動水壓力，在此種水壓力多次循環情況下，引起水分滲入地層、集料各處，降低瀝青用料整體性能，形成坑槽。②工藝。路面施工活動中，用料溫度把控不到位，增加了坑槽形成的可能性。用料溫度不規范時，無法保障用料的壓實效果。如果層間存在污染問題，會引起受力結構發生改變，形成坑槽。③交通。交通車輛數量增加速度較快，形成了較高的公路路面的通行承載壓力，車輛有超載情況會引起路面形成坑槽現象。此外，當車輛發生漏油問題，會高速溶解路面表層的成分，使瀝青性能發生改變，逐步形成坑洼。在公路發生事故后，運行千斤頂運輸事故車輛，對于路面形成不均衡的荷載作用，增加了路面受損可能性，繼而形成小坑槽[2]。

2 預養護工藝

2.1 封縫工藝

預養護工藝的使用，可有效防止公路發生路害，增強瀝青路面的可用性。封縫工藝具有引入的常用性，包括填補縫隙、密封處理縫隙兩種方法。填補縫隙工藝的操作：挖出坑槽清除受損材料，待裂縫干燥時選用適宜填縫用料回填裂縫。填補縫隙工藝可用于活動類裂縫的修補流程。密封處理裂縫無須進行開槽操作，融合熱壓空氣法，有效清除裂縫雜物，繼而使用密封劑，有效進行封縫處理。封縫工藝的使用，可有效防控路面滲入水分，減少路面形成更嚴重的病害問題。此種工藝會引起路面平整性不足問題，降低公路可用時間，工藝處理完工時美觀性不足。

2.2 霧封層

霧封層工藝是一種使用專業機械在瀝青路面均勻添加用料的工藝，添加的用料包括路面保護劑、稀釋處理的瀝青用料。此種養護工藝具有路面保護的高效性，無須較長處理時間。在機械添加用料后3h 即可恢復路面的車輛通行，不會降低公路的交通性。霧封層工藝具有較強的預養護功能，可顯著增強公路防滲能力，減少路面滲水受損問題。封層用料的添加，可高效填補路面細小裂縫，改善瀝青路面的整體性能。此工藝可延長瀝青路面用時。

2.3 微表處理

微表處工藝在城區主干道、機場路線中使用較多，此工藝使用的瀝青材料為聚合物改性類型，將其與其他材料進行混合，運行專用機械進行路面攤鋪。此種預養護方法，能夠有效去除初期形成的車轍問題，降低瀝青路面繼續老化的可能性，維持路面材料的集中性，間接強化路面防滲能力，增加瀝青路面的可用時間。

2.4 薄層罩面

薄層罩面工藝主要使用礦粉、瀝青等用料，形成施工結合料，開展攤鋪施工。此種預養護工藝可顯著強化路面性能，強化路面防滲性、通行安全性。薄層罩面有3種用法：①冷薄層。罩面用料無須熱處理，可在常溫環境下進行施工。此種工藝具有一定環保性、操作便捷性。②溫薄層。此工藝須進行熱處理，合理控制加熱溫度。③熱薄層。此工藝溫度需大于溫薄層。薄層工藝的規范使用，可顯著改善路面病害，增強路面通行能力。然而，加熱形成薄層具有一定污染性，慎重使用[3]。

3 養護實例分析

3.1 工程情況

某工程全長2km，采取雙向通車設計方式，通車時速設計為40km/h。公路寬度為7.5m，路面用料以瀝青為主。由于通行路段存在較多數量的超載車輛，形成了多樣性的路面病害問題，提高路面養護難度，增加了路面養護成本。在實踐養護公路時，融合預養護工藝方法，使用稀釋用料進行裂縫封合處理。填充所用的稀釋用料，是在常溫環境中按照配比需求，以乳化瀝青為主，進行多種用料的混合生產，順應裂縫處理的各項要求。在瀝青路面中高效攤鋪成型，形成較薄模層，對路面給予有效防護。

3.2 瀝青用料選擇

3.2.1 骨料

骨料粒徑應保障選用規范性，級配等級設定為Ⅱ級，采取批量式用料生產方式，有效控制用料含水量。Ⅱ級骨料的性能參數如表1 所示。

表1 Ⅱ級骨料的性能參數

（1）粗骨料性能要求：①石料壓碎值不可大于26%。②材料磨損形成的材耗量需小于28%。③材料密度大于2.6t/m3。④材料吸水能力小于2%。⑤材料穩固性較強，硫酸鈉占比小于12%。⑥骨料粒徑大于0.075mm 的用料占比需占總量99%以上。⑦軟石占比小于3%。⑧針片用料占比小于15%。

（2）細骨料性能要求：①用料密度大于2.5t/m3。②硫酸鈉占比＞12%。③水泥含量小于3%。④含沙量＞60%。⑤亞甲藍質量小于25g/kg。⑥流動度大于30s。

3.2.2 乳化瀝青

在稀釋漿液密封處理使用瀝青用料選擇BRC 類型，合理控制用料中的石油比，使此比值介于55%與60%之間。瀝青用料的質量要求：①用料的破乳速度測定結果為“慢裂型”。②用料電荷為“+”。③使用1.18mm篩網過濾用料，材料不通過數量需小于0.1%。④用料恩格拉粘性處于3～30。⑤有效蒸出殘留成分，用料軟化點＞53℃，在5℃溫度時材料延展度＞20cm、用料溶解能力不小于97.5%。⑥用料存儲1d 的性能偏差小于1%，存儲5d 用料性能偏差小于5%。

多數情況下，路面病害處理時間為5d，待乳液制備完成、在次日即將用盡時，使用1d 存儲天數。在特殊工況下，如果瀝青存儲時間較長，經用料攪拌處理性能達標，可投入工程。此時，在存儲罐中添加用料，進行持續性攪拌處理，確保攪拌的充分性，攪拌后進行性能檢測。

3.3 工藝流程

（1）稀釋漿液封縫工藝的具體流程：暫停養護路段的通行，發布相關路段養護通知；在路段內無行人、通行車輛時，進行路面全面清掃處理；劃定施工標線，明確施工方位；測定封縫設備的性能；在設備中添加稀釋用料；進行用料攤鋪、人工輔助；養護路段，待用料充分融合路面；檢查路面可用性，檢測合格方可開放路段，恢復路段通車。

（2）封縫設備需提前達到施工起點，調整工程所需的攤鋪參數。比如案例工程中的路面寬度為7.5m，則攤鋪寬度不可超出此參數。

（3）依據用料規范進行配比檢測，保證養護質量。在實際攤鋪作業時，動態查看攤鋪用料的規范性，重點檢查攤鋪平整性、鋪料高度一致性。

（4）在攤鋪作業完成時，采取人工找平處理，保證攤鋪質量。用料找平處理時，處理重點包括：攤鋪起點、終末位置、豎向縫的填充情況、攤鋪厚度的均衡性。針對攤鋪形成的刮痕，給予填平處理。

（5）預養護工藝進行期間，不可有行人、車輛通行，保持路面整體的養護效果。養護完成測定封層面的真實粘結力為230N·cm，此參數大于200N·cm，符合養護標準，可開放路段恢復通行。

（6）工藝注意事項。封層機中添加用料后，整體設備應具有平穩的運行能力。在設備攤鋪作業中，結合實際工況合理調整用料的含水比例，保證用料黏稠性。

4 結語

綜上所述，公路通車的時速較快，路害會威脅公路通行的順暢性。為此，結合病害形成的原因，有效進行病害處理，把握瀝青用料的使用規范，給予合理預養護處理，以此保證路面質量，有效減少路面病害問題。