山区高速公路沥青路面预防性养护措施研究

(重庆交通大学 重庆 400074)

一、山区高速公路路面常见路面病害

沥青路面常见的破损情况有：裂缝、坑槽、车辙、平整度变差等。其破坏的原因往往十分复杂，与沥青材料、施工工艺、地质条件、气候条件、水文地质情况等密切相关。从力学的角度看，沥青路面发生的变化主要有剪切弯拉应变、塑形变形积累以及弹性疲劳等。沥青路面的裂缝有很多种，按照裂缝外观的不同可分为横向裂缝、纵向裂缝、网裂。按照裂缝形成原因可以分为荷载性裂缝、非荷载性裂缝，非荷载型裂缝又常常包括面层温度收缩裂缝、温度疲劳裂缝、基层反射裂缝。沥青路面裂缝的产生主要与沥青及沥青混合料的性质、车辆荷载的大小及作用的频繁程度、温度升降的速率、地下及路表水作用有着密切的联系。一种裂缝往往是多种因素综合作用的结果。当路面产生裂缝后，如果不及时处治，在车辆荷载的频繁作用下裂缝会进一步加剧，进而有大量水分进入裂缝，水分会沿着路面进入路基，在水分的长期作用下会使路基的结构发生破坏。

坑槽是沥青路面常见的病害现象之一，它是指路面在车辆荷载的作用下局部集料脱落而致道路表面产生的坑洞的现象。水损坏是形成坑槽的主要原因，其形成过程是水进入沥青路面的空隙中，从而产生动水压力使沥青与沥青集料之间的黏附性降低，在行车荷载的反复作用之下沥青会从集料表面脱落，进而路面出现坑槽。

车辙是沥青路面的最主要病害形式，它是指在车辆荷载的频繁作用下，路面受到剪切应力作用，沥青路面基层的抗剪强度不足以抵抗剪切应力的大小而出现集料错动进而出现路面凹凸变形的现象。车辙的产生会给道路安全和路面结构的平稳性带来不利的影响，对行车安全造成极大的危害。在多雨地区，车辙内容易积水进而导致路面结构强度极大地下降。

二、预防性养护的特点与优势

(一)预养护理念介绍

预防性养护是在路面整体结构强度未出现较为明显的下降，仅仅是路表发生轻微病害、破损时，通过采取适当的处治措施抑制病害进一步发展，从而达到延长道路使用寿命、推迟大中修或重建时间的一种周期性保养措施。预养护可以在沥青路面仅仅出现轻微病害前对路面起到保护作用，但预养护不能对道路结构出现的问题起作用，也无法对路面较为严重的病害进行治理。路面预防性养护是一种新的路面维护理念，它的实质就是通过在路面未出现损坏前，采取相关的预防措施对路面进行保护，从而延长路面的正常使用周期。

(二)预养护技术在我国应用的前景

现阶段我国高速公路已经由大规模建设阶段转变到养护为主，建设为辅的阶段。目前我国道路维修养护任务越来越繁重，养护维修资金不充分的形势下，研究沥青路面预防性养护技术具有非常重要的意义。养护过程中应注重养护的主动性和系统性。

交通量超预期增长、车辆超载超限问题、极端恶劣天气等因素加大了公路养护维修的需求，开展预养护技术研究也是十分迫切的现实需求。西南云贵山区季节性温差大，夏季降雨频繁，恶劣的气候条件导致沥青路面病害情况更为复杂，病害恶化和加剧程度更迅速，所以要提早实施预防性养护手段。其次，交通量超预期增长、车辆超载超限运输普遍存在，过载问题极大地加速了路面使用状况的衰变。

在道路运营阶段早期实施恰当的预防性养护措施，可以使养护维修资金得到更加科学合理的使用，更好地保持道路良好运营状态。

(三)预养护技术的优势

确定适宜的预防性养护时机，根据道路的使用情况及剩余使用寿命确定适合于该道路的养护方法与养护技术是预养护决策的重要内容。预防性养护的优势主要体现在以下三个方面：(1)预养护技术可以通过先进的设备和技术对路面的健康程度进行检测以及使用寿命进行预测，进而对路面的全寿命周期有一个总体的把握；(2)预防性养护可以很大程度上降低路面维修的费用，延长道路使用期限；(3)预防性养护成本低、周期短，在道路的使用周期内预防性养护措施可以持续进行，克服了传统修复技术的局限，可以使高速公路的管理与维护向着现代化发展。

三、常用预防性养护措施

常用的预防性养护措施主要有雾封层、稀浆封层、微表处、超薄罩面、薄层罩面、热再生技术等。

(一)雾封层

雾封层是近年来在高等级路面中采用较多的养护手段。它是用合理配比的乳化沥青或改性乳化沥青材料添加金刚砂等填充材料，通过专用设备喷洒在沥青路面上。可以起到闭合路面裂缝、防止集料老化阻止路表水下渗。能在路面表面形成保护膜，延缓或修复沥青老化，延长路面使用寿命。当沥青路面尚处于检测指标基本良好，未有明显病害发生，只是出现了路面早期细小裂缝时，雾封层是这一时期比较简易且适用的预防性维修手段。

(二)微表处

微表处是近年来我国应用最广的预防性养护手段。微表处是指在沥青路面结构强度未出现下降，仅仅是路面出现轻微车辙或裂缝时为了保持路面的正常使用功能而采取的一种措施。将聚合物改性乳化沥青、细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌合成混合浆料，通过专用设备在原路面摊铺成 1cm 薄层。微表处可以起到耐滑、耐磨、防水、提高路表面平整度的作用。它相当于为原路面添加了一个新的磨耗层。由于其具有造价低廉、施工速度快，封水效果理想等优越性，在工程实践中受到广泛应用。

四、预养护需要注意的事项

(一)养护中的技术问题

预养护中首先要解决的就是在什么时间对路面进行养护的问题。在工程实际中，应采用相关的技术设备及综合评价方法对路面的抗滑性能、坑槽和裂缝情况进行检测评估，根据路面情况选择合适的时机进行预养护措施。还可以通过路面的老化情况进行更为科学的判断。路面老化常分为内部老化和外部氧化。第一次的养护时机应当在在 10～20hPAV 老化度前，即路面竣工后 4～8 年时。

对于不同地质气候条件下的路面，应根据路面使用情况、车流量大小情况采取不同的养护措施。同时采用综合性指标评价不同路段不同措施的经济效益。

(二)预防性养护必须建立科学的管理体系

预防性养护技术是一套完整的管理系统,必须建立相应的体系。

1.监测系统的建立。实施预防性养护措施之前,必须对原有路面使用状况进行检测评价。检测内容主要有路面损坏程度、平整度、车辙、抗滑程度和结构强度五项指标。通过检测得到的原始数据,运用数理统计方法进行回归分析，从而为制定科学合理的技术方案提供切实有效的资料。

2.专家系统的建立。由长期从事路面安全检测与养护的专家和熟悉养护路段的管理人员组成专家组,对检测得到资料进行分析总结。在进行预养护时，专家组应根据检测数据实时动态检测路面变化情况，对项目进行跟踪评估。