公路瀝青路面預防性養護措施及現場應用分析

0 引言

隨著我國交通運輸行業的發展，高速公路里程逐年遞增，既有高速公路瀝青路面如裂縫、變形、磨光等病害問題也隨之增加。在此背景下，人們公路預防性養護越來越引起重視，許多研究人員針對公路預防性養護措施及應用效果評價進行了研究。

牛艷和高軍利[依托公路加寬預防性養護工程項目，采用泡沫輕質土技術對拓寬公路進行預防性養護，并對施工效果進行了驗證。李海蓮等[基于云模型改進證據理論，建立了瀝青路面預防性養護評價指標體系。石澤雄[3]以某國道實驗路段為例，將滲固磨耗層技術應用于高速公路預防性養護中，并檢測了養護后公路的滲水系數、摩擦系數和構造深度系數，驗證了該技術的有效性。李夢林等[4采用鋼渣和玄武巖兩種集料類型制備了兩種級配類型的薄層罩面，并開展了一系列試驗，探究了不同集料種類、不同級配類型對薄層罩面水穩定性、抗滑性能、層間剪切性能和抗彎拉性能的影響規律。李海蓮等[5]基于瀝青路面預防性養護指標及規范標準，建立了基于判斷性指標、綜合性指標和控制性指標的三級預防性養護判斷標準，并開展了實例分析驗證。王靖等[6]依托G7511部分路段開展現場監測，研究了采用CAP再生瀝青抗滑封層技術進行預防性養護后道路的抗滑性能和抗車轍性能。

本文以某高速公路項目為例，對公路病害類型進行了調查，在此技術上，采用改進瀝青罩面技術對瀝青路面進行了預防性養護，并開展了現場監測，對預防性養護的路用性能進行了分析和評價。

1工程概況

本文依托某高速公路項目，該公路采用了半剛性基層路面結構，結構形式如表1所示。目前，該高速公路已運營10年，路面整體狀況出現一定下降趨勢，出現不同程度的病害，影響公路行車安全。

表1路面結構形式

2病害調查類型

針對該高速公路項目，對路面病害進行了相應的調查，并采取了一些養護措施。但由于受到雨季以及凍融期等原因的影響，仍存在一定的路面損壞，主要包含裂縫類、變形類、表面損害和其他損害5種類型。

2.1 裂縫類

裂縫類主要包含橫向裂縫和縱向裂縫2種損壞形式。根據產生原因進行劃分，橫向裂縫可分為半剛性基層反射裂縫和溫度裂縫，縱向裂縫可分為沉降裂縫和荷載裂縫。受到交通荷載的作用，路面易發生縱向開裂，同時伴有其他不良反應。除此之外，在反復荷載作用下，路面易出現疲勞破壞，出現龜裂現象。

2.2 變形類

變形類主要包含路面沉陷和車轍2種損壞形式。其中，當路面壓實不足或出現裂縫不及時修補，在外部荷載的作用下，易發生路面沉陷。車轍是路面受到交通荷載反復作用下變形累計的現象，其受高溫和重載影響較大。

2.3 表面損壞

表面損壞主要包含路面磨光和坑槽2種類型。磨光是指路面集料在多次行車作用下路面出現非常光滑的現象，出現磨光現象后路面摩擦系數降低，從而出現交通安全隱患。其主要是由于骨料耐磨性差、硬度小導致的?？硬壑饕霈F在面層，是指路面瀝青混合料被行車或雨水帶離后的坑洞。其主要是由于路面松散或裂縫處理不當所導致的。

2.4路面泛油

路面泛油是指面層受熱后游離狀態的瀝青發生膨脹，填滿空氣后從而溢出的現象。泛油現象主要是由于瀝青含量過高或孔隙率太低，同時受高溫影響較為嚴重，此外，泛油現象不可逆。

3瀝青薄層罩面改進方案

根據路面病害類型，采用瀝青薄層罩面的方式進行預防性養護，瀝青薄層罩面主要通過集料填料、瀝青膠結料和層間黏結劑構成，在傳統瀝青薄層罩面技術的基礎上，本工程對該技術進行一定的改進，從而提升路用性能。

3.1集料選取

集料主要為玄武巖，細集料采用粒徑 0～3mm 的機制砂，粗集料選擇粒徑 3～5mm 碎石和 5～10mm 碎石。

3.2瀝青膠結料選取

瀝青膠結料方面，本工程采用了一種改性超黏韌瀝青，表2給出了與市面上SBS改性瀝青和高黏瀝青基礎性能試驗結果的對比情況。從表1中可以看出，改性超黏韌瀝青基礎性能試驗結果表現較佳，高溫性能優于SBS改性瀝青，延度優于高黏瀝青和SBS改性瀝青，且軟化點差為 1.3^°C ，小于規范規定的 2.5^°C 限值。彈性恢復方面，改性超黏韌瀝青在3種材料里面表現最好，因此將改性超黏韌瀝青作為瀝青膠結料的性能最佳。

表23種材料基礎性能試驗結果對比

3.3層間黏結劑選取

層間黏結劑方面，本工程采用了超黏乳化瀝青作為層間黏結劑，并與市面上傳統的層間黏結劑材料進行對比。3種層間黏結劑抗拔試驗結果見表3。從表3中可以看出，相比之下，超黏乳化瀝青的抗拔強度高于改性乳化瀝青和特殊黏層油，將超黏乳化瀝青作為層間黏結劑其黏結效果最好。

表33種層間黏結劑抗拔強度試驗結果對比單位：kPa

4路用性能現場分析

在采用改進瀝青薄層罩面對路面進行預防性養護之前，需對原有路面進行一定的預處理，包括路面清掃和標志、標線清除。為確保養護層與原有路面之間的平滑過渡，避免這兩出現較大的不均勻沉降，應在預防性養護路段和未養護路段之間設置過渡段，并對過渡段進行銑刨。

4.1 路面擺值

圖1給出了各行車道原路面與養護后路面的路面擺值對比情況。從圖1可以看出，采用改進瀝青薄層罩面養護后的路面擺值明顯大于原有路面。在開展預防性養護之前，原有路面的平均路面擺值僅為52.22BPN，與規范要求的最低擺值50BPN較為接近，若不采取預防性養護，該公路難以在后續的使用過程中滿足抗滑需求。采用改進瀝青薄層罩面養護后，5條車道路面擺值均出現明顯的增加，最小擺值為60.7BPN，平均擺值為70.22BPN，較養護前增加了 33.6% ，增強效果較為明顯。

上述結果表明，采用改進瀝青薄層罩面對公路進行預防性養護后，由于罩面采用了半開級配，使得車輛與路面間的摩擦力增大，從而顯著提高了路面的抗滑性能。

圖1原路面與養護后路面的路面擺值對比

4.2平整度

路面平整度是反映行車舒適性的關鍵指標，圖2給出了各行車道原路面與養護后路面的平整度對比情況。

圖2原路面與養護后路面的平整度對比

從圖2可以看出，未開展預防性養護前，由于施工過程中壓實不足或重載車輛較為頻繁碾壓等原因，路面平均平整度僅為 0.68mm ，整體平整度較低。采用改進瀝青薄層罩面對路面進行養護后，路面平整度出現了較為明顯的改善，平均平整度達到了 1.93mm ，提升幅度接近2倍。

分析認為，養護后瀝青薄層罩面提供了一層具有彈性和較強黏結力的保護層，能夠對路面表面凹陷和細微裂縫進行有效填補，并改善了路面結構均勻性和密實度，使得路面抗變形性能提高，從而提高了路面平整度。

4.3滲水系數

在原有路面結構中，由于結構較為緊實，基本不具備滲水能力，其滲水系數幾乎為0。圖3給出了養護后路面各測點滲水系數的測試結果。從圖3可以看出，采用改進瀝青薄層罩面對路面進行養護后3個測點路面平均滲水系數約為681mL/min，滲水系數達到了830mL/min，最小滲水系數為 552mL /min，從而使路面具備了一定的滲水性能。

圖3養護后路面各測點滲水系數測試結果

良好的滲水性能可以有效提高路面抗滑能力，同時雨天能夠更為快捷的排出雨水，降低了車輛打滑風險，提高行車安全性能。因此采取改進瀝青薄層罩面對路面進行養護，能夠較好的提升路面排水性能。

綜上所述，采用改進瀝青薄層罩面對路面進行預防性養護后，路面擺值、平整度和排水性能均出現了明顯的提高，從多個方面改善了公路瀝青路面的性能，降低了路面病害出現的概率，提升了道路行車安全性。

5結論

本文依托某高速公路工程項目，對傳統的瀝青薄層罩面進行改進，并開展了一系列室內試驗，評價了改進后瀝青薄層罩面的性能。得出主要結論如下：

1）改性超黏韌瀝青基礎性能試驗結果表現較佳，高溫性能優于SBS改性瀝青，延度優于高黏瀝青和SBS改性瀝青，且軟化點差為 1.3^°C ，小于規范規定的 2.5^°C 限值。彈性恢復方面，改性超黏韌瀝青在3種材料里面表現最好。

2）采用改進瀝青薄層罩面養護后，5條車道路面擺值均出現了明顯的增加，最小擺值為60.7BPN，平均擺值為70.22BPN，較養護前增加了 33.6% ，增強效果較為明顯。3）養護后瀝青薄層罩面提供了一層具有彈性和較強黏結力的保護層，使得路面抗變形性能得到提高，從而提高路面平整度，平均平整度達到了 1.93mm ，較養護前提升幅度接近2倍。4）采用改進瀝青薄層罩面對路面進行預防性養護后，路面擺值、平整度和排水性能均出現了明顯的提高，整體路用性能良好。

參考文獻

[1]牛艷，高軍利.基于泡沫輕質土技術的公路加寬預防性養護工程施工研究[J].交通科技與管理，2024，5（24）：85-87.

[2]李海蓮，江晶晶，李清華，等.基于云模型-改進證據理論的瀝青路面預防性養護評價[J].蘭州大學學報（自然科學版），2024，60（6）：773-781.

[3]石澤雄.滲固磨耗層技術在高速公路預防性養護中的應用：以某國道試驗路段為例[J].工程技術研究，2024，9（20）：84-86.

[4]李夢林，吳少鵬，謝君，等.用于預養護的鋼渣超薄磨耗層瀝青混合料組成設計與性能研究[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2024，48（5）：964-968.

[5]李海蓮，司金忠，賈衛東，等.基于三級養護標準的瀝青路面預養護方案多目標加權灰靶決策[J].北京工業大學學報，2024，50（5）：591-599.

[6]王靖，蘭姣艷，曾慶華，等.CAP在欽東高速公路預防性養護中的應用研究[J].西部交通科技，2024（4）：37-39+66.