高速公路路面養護施工工藝及安全管理策略研究

摘要 隨著車流量的增大，公路路面磨耗越來越嚴重，因此，研究高速公路路面養護施工工藝及安全管理策略尤為重要。文章某實際高速公路工程為例，詳細介紹了基于稀漿封層技術的路面養護施工流程，包括封層混合料的制備、攤鋪和壓實等關鍵步驟。同時，針對養護施工過程中的安全管理問題，提出了切實可行的策略。實驗結果表明：經過養護處理后高速公路路面的摩阻系數在0.65～0.85范圍內，驗證了該次養護施工工藝的質量與效果。

關鍵詞 高速公路；路面養護；養護施工；安全管理；管理策略

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0083-03

0 引言

高速公路作為我國交通運輸體系的關鍵組成，其運行狀況直接關系到我國經濟發展與民生改善情況。但隨著運營時間的延長，交通量的增加，我國高等級公路的路面結構發生了一定程度的損傷，路面病害不僅影響道路的平整、美觀，還會降低道路的行駛安全，增加交通事故風險。因此，對高速公路路面進行及時有效的養護施工，成為當前亟待解決的問題。近年來，國內外學者對高速公路路面養護施工工藝進行了廣泛而深入的研究，在養護材料方面，常郗文[1]等人針對瀝青揮發性有機物釋放加劇污染環境等問題，開展各類減排技術與減排材料的研究，為未來瀝青VOCs全生命周期排放提供理論支撐；陳治君[2]等人通過對聚合物灌漿材料的性能進行比較，找出最優配合比，從而解決了瀝青路面早期損傷的難題，應國強[3]等人中通過聚氨酯路面的鋪筑施工工藝完成路面養護，能明顯地提高路面的品質。公路路面養護與養護技術的研究，直接關系到公路的服役年限與行車安全性，對于提高交通效率，降低維修費用，具有十分重要的意義。通過科學合理的養護施工工藝，可以有效修復路面的損壞，提高路面的平整度和耐久性，減少因路面損壞造成的交通事故和交通擁堵，為廣大市民提供安全舒適的出行環境。通過對其進行優化，可以減少維修費用，提高維修效益，為實現高速公路的可持續發展奠定堅實的基礎。因此，該文借鑒相關研究成果，深入探討高速公路路面養護施工工藝及安全管理策略，為提高高速公路路面的使用性能、降低養護成本作出積極貢獻。

1 工程概況

我國西北地區某重要高速公路長為1 820 km，設計時速130 km/h，是連接多個經濟中心的關鍵通道。該高速公路的路基頂寬32 m，路面寬24 m，為雙向4車道。公路全路段面層采用了18 cm厚的瀝青混凝土，經過長期高強度的車輛通行和環境因素的影響，該路段的路面逐漸暴露出多種損壞現象，這些病害主要表現為路面開裂、坑槽等，對行車安全、舒適有較大影響。為使道路表面恢復正常，提升行車質量，亟須進行路面養護施工。

2 高速公路路面養護施工工藝

稀漿封層技術是一種預防性養護施工方法，通過機械設備在原來的路面上攤鋪形成的薄層。該技術不僅能夠顯著提高路面的平整度，還能與原路面形成良好的黏附，而且成本較低，有助于延長公路的使用壽命。因此，結合實例工程的情況，該文引入稀漿封層技術進行實例高速公路路面的養護施工，下面將針對具體養護施工工藝展開探討。

2.1 制備封層混合料

制備封層混合料是稀漿封層技術中的核心環節，它直接關系到封層施工的質量以及路面的最終性能。首先，瀝青是封層混合料的基礎組成部分，為確保路面封層的抗車轍能力、抗磨耗能力等，該文自制一種復合改性乳化瀝青作為封層混合料的基質瀝青[4]，先在基體瀝青中摻入巖瀝青，然后再進行乳化處理，得到改性后的乳化瀝青。通過140℃的高溫加熱形式進行改性，與此同時將皂液倒入改性瀝青中進行乳化，最后通過剪切機的二次改性得到復合改性乳化瀝青，具體技術指標如表1所示。

其次，在封層混合料中占比較大的集料，其性質與級配對養護效果同樣具有較大影響[5]，為承受汽車荷載作用，該文選擇堅固耐磨的玄武巖作為粗集料，并選擇砂含量高達88%的人工砂作為細集料，在實際施工中，需要嚴格控制粗、細集料的形狀，應選擇棱角分明的集料。

最后，在封層混合料中，填料與水是必不可少的，為填充集料空隙，為了提高路面封層的耐久性，該文選用了一種既能填補集料間隙，又能提高密實層密度的石灰石礦粉。在根據上述內容完成封層混合料各原材料的選擇后，結合實例高速公路工程情況，確定最佳外加水量為7.0，且最佳水泥用量為1.0，按照最佳配合比將各原材料添加到稀漿封層機中進行攪拌[6]，即可得到稠度合適、流動性良好的稀漿混合料。

2.2 封層混合料攤鋪

稀漿封層機是該項目高速公路路面養護施工中的關鍵設備，其具有拌和、給料、攤鋪等功能，在根據2.1章節中的內容完成了封層混合料的制備后，提出一種新型的瀝青混合料攤鋪方法。先要做封層拌和料的鋪筑，需要工人將地面清掃干凈，確保無雜物、油污等殘留物，以免對封層質量造成影響，并調整好稀漿封層機的各項參數，保證其在最好的工作條件下。建造前的準備工作已經完成，控制裝好稀漿混合料的稀漿封層機入場，進行路面封層的給料與攤鋪。在稀漿封層機位置擺正后，將導向鏈和路面攤鋪控制線對齊，此時為確保混合料的均勻分布，避免出現厚度不均或遺漏的情況，需要合理調整灑布管和噴頭的布置高度與形式，示意圖如圖1所示。

如圖1所示，該文通過調整灑布管高度與噴頭間距，促使噴出的稀漿混合料達到三重疊的效果，以此保障路面混合料攤鋪質量。然后，啟動稀漿封層機，以2 km/h的速度，控制機器沿高速公路路面勻速前進，在封層機前進過程中，將稀漿混合料灑布到路面上，直至攤鋪箱內全部混合料灑布完成，停車，提升攤鋪箱，離開施工現場，裝入下一施工路段的稀漿混合料，以同樣的方式繼續下面攤鋪工作，直至全部路段的攤鋪結束。最后，采用橡膠刮板、鏟子等工具，對高速公路路面的接縫、對漏漿等部分進行修補，并清除剩余的廢品，以免影響后續施工。

2.3 封層混合料壓實

一般來說，當高速公路路面封層混合料成型后，封層內部混合料可能會存在一定空隙，為確保高速公路路面封層結構的密實度與強度，需對封層混合料進行碾壓施工。在實際工程中，該文采用膠輪壓路機進行碾壓，其設計減少對封層混合料的破壞，避免碎石和粉塵產生，保證封層質量。施工中，控制一臺20 t左右的膠輪壓路機從封層兩側向中間移動，以0.8 km/h的速度勻速碾壓，確保壓實效果均勻。完成2～3遍碾壓后，檢測壓實度，如不符合規范，增加碾壓次數直至滿足標準。清理現場后，此次基于稀漿封層技術的高速公路路面養護施工即告完成。

3 高速公路路面養護施工安全管理策略

在該項目高速公路路面養護施工中，針對性策略的安全管理策略是確保工程順利進行的關鍵環節。首先，新型稀漿材料的應用，無疑會提升施工效率和質量。然而，任何新材料在正式投入使用前，都必須經過嚴格的試驗和檢測，確保其性能穩定、安全可靠。原因在于新材料的特性可能與傳統材料、設備存在顯著差異，如果不經過充分試驗，就直接將其用于工程實踐，則有可能產生難以預料的安全隱患。因此，施工單位必須對新材料經過綜合評定，包括耐用性，強度，穩定性等，確保其在路面養護施工中能夠發揮出預期的效果。然后，由于實例高速公路施工路段交通繁忙、行駛車輛較多，所以為確保路面養護施工順利進行，有必要與地方交通法律執行機構磋商，制訂一項合理的交通控制計劃，示意圖如圖2所示。

如圖2所示，路面養護施工前在高速公路上擺放明顯的交通標志，控制原雙向4車道的交通流向的改變，為保證后續維修工作的順利進行，所有機動車、行人一律禁止駛入。綜上所述，該文從施工材料與現場交通管制這兩個方面入手，制定了相應的高速公路路面養護施工安全管理策略。

4 竣工驗收

根據上述內容完成了實例高速公路路面養護施工后，在竣工驗收階段，工作人員針對路面抗滑性能展開了測試，這不僅是對養護施工質量的檢驗，更是對行車安全的重要保障。鎖輪拖車法是一種常用的路面抗滑性能測試方法，通過對真實汽車運行時輪胎－路面相互作用的仿真研究，評價其抗滑性能。在進行鎖輪拖車法測試前，首先要把試驗路段清理干凈，以保證沒有垃圾、無積水；然后將鎖輪拖車設備安裝在測試路段上，調整輪胎氣壓和鎖輪裝置，確保設備能夠正常工作；最后啟動拖車設備，以設定的速度在測試路段上行駛，在行駛過程中，通過量測測試輪胎的牽引力與有效荷載，來計算摩阻系數作為高速公路路面抗滑能力的測試指標，具體計算公式如式（1）所示。

f= （1）

式中，f——測試輪與高速公路路面之間的摩阻系數，也就是路面的抗滑指數，其值越大表明路面抗滑能力越強；F——測試輪胎被完全鎖定時所需牽引力（N）；H——測試輪胎上的有效荷載（N）。為了防止試驗結果的偶然性，在該次高速公路路面抗滑性能試驗中，該文采用鎖輪拖車法在不同速度下對路面進行測試，并根據上式計算出各速度下的摩阻系數數據，如圖3所示。

從上圖3數據可以看出，隨著測試速度的增加，高速公路路面的摩阻系數呈現出逐漸下降的趨勢，原因在于當車輛速度增加時，由于輪胎和路面的接觸次數較少，所以摩擦也較少，進而造成車輛的滑動和側滑風險增加。雖然高速公路路面摩阻系數隨著行車速度的增加而減小，但整體來看，當測試速度從30 km/h提升到實例高速公路設計速度130 km/h時，路面的摩阻系數一直保持在0.65～0.85的范圍內，這說明實例高速公路路面的抗滑性能較好，可以達到公路設計需求。綜上所述，該次測試的實例高速公路路面表現出相對較好的抗滑性能，進一步驗證該文研究的路面養護施工工藝是可行且可靠的。

5 結束語

該研究圍繞高速公路路面養護施工工藝及安全管理策略進行了深入探討。文中提出一種基于稀漿封層技術的高速公路路面養護施工工藝，詳細分析了其在高速公路路面養護中的應用效果，并給出相應的施工安全管理策略。此類策略不僅有助于提高養護施工的質量，也為保障施工人員的安全提供了有力支持。后續研究中，將繼續關注新技術、新材料在養護施工中的應用，以期提高養護效率和質量。同時，也將加強對養護施工過程中的環境影響因素的研究，以推動高速公路養護施工的綠色化發展。

參考文獻

[1]常郗文，龍永雙，儀明偉，等.道路瀝青揮發性有機化合物減排材料的研究進展[J].材料導報，2023（20）：247-262.

[2]陳治君，張振興，王安書.道路工程用聚合物水泥復合乳化瀝青注漿材料研究[J].新型建筑材料，2022（7）：133-137.

[3]應國強，邱慶生，祝春華，等.聚氨酯路面施工工藝研究[J].公路，2022（6）：65-69.

[4]徐凌，王小兵，李先銳，等.水性乳液對聚合物改性瀝青封層性能的影響[J].同濟大學學報（自然科學版），2022（10）：1471-1481.

[5]熊子佳，龔明輝，鄧成，等.不同養護條件對半柔性路面材料性能的影響[J].公路交通科技，2023（9）：37-44.

[6]陳箏，程燕慶，郭淵飛，等.全再生骨料路面磚的制備及力學性能影響研究[J].非金屬礦，2022（2）：46-49.

收稿日期：2024-04-18

作者簡介：王旭堯（1988—），男，本科，工程師，研究方向：公路養護。