高速公路预防性养护技术应用效果评估与分析

李金涛 郑德粮 高明亮 赵悦阳

(北京九通衢检测技术股份有限公司，北京 100070)

1 概述

公路养护的目的是保持公路的良好状态，防止其使用质量下降，并向公路使用者提供良好服务的作业。目前，我国公路已进入大规模养护阶段，根据官方统计，截至2018年年底，我国开展公路养护里程达到475.78万km，占公路总里程的98.2%。在现有路面养护体系中，主要有前期预防性养护和后期矫正性养护两种养护方式。预防性养护是近年来兴起的一种路面养护新理念，通俗的讲，预防性养护就是把养护工作提前，在路面尚未出现病害或者病害较轻时，通过提前养护来减少后期养护工作量，通过提前投入来减少后期投入。通过对路面预防性养护措施的研究，对旧路及新建路面及时进行预防性养护，可以很大程度上延缓路面的破坏，延长路面的使用寿命，并保持良好的服务水平[1]。本文依托某高速公路养护工程，对路面病害进行调查分析，并实施预防性养护措施，同时通过实测数据对养护效果进行评价分析，以期提出合理建议。

2 预防性养护技术

沥青路面预防性养护措施一般包括微表处、雾封层与还原剂封层、超薄罩面、裂缝修补和就地热再生等[2]。

2.1 微表处

微表处是目前应用最广的预防性养护技术之一，是把聚合物改性乳化沥青、水、粗细集料、填料以及添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料，再用专业机械设备摊铺到原有路面上，并能快速开放通车的沥青混合料薄层，具有良好抗滑和耐久性能[3]。

2.2 雾封层与还原剂封层

雾封层技术是将乳化沥青或改性后乳化沥青喷洒到路面上，封闭路面空隙并改善路面老化的一种沥青路面养护技术。还原剂封层与雾封层技术不同的是雾封层作用在路表面，而还原剂封层要作用到路面一定的深度[4,5]。

2.3 超薄罩面

超薄罩面是路面预防性养护的重要措施之一，在高等级沥青路面养护中具有广泛的应用，对于抑制路面轻微病害的发展，提升路面性能具有显著效果。相对于传统罩面其就是在厚度上大大减小，但薄到什么程度，并无明确学术界定。一般来说国内超薄罩面施工限制在2 cm以内。

2.4 裂缝修补

目前常用的裂缝修补方式主要有三类：第一类是灌缝，是采用机械设备进行开槽，然后再灌注填缝材料的一种预养护方式，在国外比较常用。第二类是填缝，并不对路面进行开槽，而是直接沿裂缝灌注修补材料，也有的对路面进行简单的清理，这也是国内常用的一种修补方式。第三类是近年兴起的密封胶处理新技术。

除前面介绍的沥青路面预防性养护技术，还有碎石封层、就地热再生和高性能冷补材料进行坑槽修复等其他预防性养护技术[6]。

3 路面病害调查

通过对该高速进行实地调查，总结出其主要病害为裂缝，车辙和麻面，其中车辙病害比较严重，对路面性能影响较大。

3.1 裂缝

根据规范裂缝宽度在3 mm以内的定为轻度裂缝，大于3 mm的定为重度裂缝，损坏按长度进行计算，检测结果按影响宽度(0.2 m)换算成面积，本文取裂缝比较严重的路段进行检测，检测结果显示路面裂缝主要为纵向裂缝和横向裂缝，其中横向裂缝中重度裂缝较多，纵向裂缝基本为轻度裂缝但裂缝面积较大。

3.2 车辙

在车辙病害调查时我们选取比较有代表性的路段进行检测，取每50 m一个测点，每千米测20个点取平均值。检测结果显示，行车道上行路面车辙较为严重，平均值一般在10 mm～25 mm之间，但有部分路段车辙超过25 mm，下行行车道路面状况较好，两侧超车道车辙平均值不超过15 mm，如图1为历年车辙深度平均值。

3.3 交通量调查

根据该高速各个收费站出入口交通量进行统计，得出2012年—2018年交通量增加状况如图2所示。

根据收集到的交通量数据我们可以看出每年的交通量平均以19.3%的速度递增，交通量越来越大。由图1和图2对比可知，路面车辙深度随交通量的增长逐年变大，可见车辙深度与交通量成正相关关系，在2017年集中处治后，路面车辙深度有明显下降。

4 路面预防性措施处治效果

对于该高速出现的病害，主要使用的预防性养护技术有微表处、溶剂型封层和裂缝修补三种。在进行预防性养护后，通常要对养护措施实施前和实施后的路面各种性能进行检测，结合本工程实际预防性养护措施实施情况，主要对路面行驶质量、路面抗车辙能力、路面抗滑性能和路面的封水效果进行检测。

4.1 路面行驶质量

公路行车舒适程度可以通过平整度指数进行表征。在路面管理系统的研究中，研究人员构建了道路平整度与行车舒适度的关系，提出路面行驶质量评价(RQI)模型。

溶剂封层和微表处检测结果分别见图3，图4。

由图3可以看出溶剂型封层对于路面行驶质量也有提升作用，但使用一段时间后，路面行驶质量指数出现一定程度的下降。比较而言，对于路面行驶质量的提升幅度微表处要大于溶剂型封层，使用一段时间后溶剂型封层行驶质量指数的下降幅度略高于微表处。由图4可以看出微表处对于路面行驶质量指数提升较大，而且使用一段时间后路面行驶质量指数下降较小，即微表处预防性养护措施对于车辆行驶舒适度有明显提升。

4.2 路面车辙

路面车辙状况可以通过路面车辙深度进行表征，规范中对路面车辙采用路面车辙深度指数(RDI)进行评价，微表处处理后检测数据如图5所示。

由图5可以看出使用1年后，路面车辙深度指数较施工前路面仍有较大提升，使用2年与第一年相比略有下降，但使用3年后，路面车辙深度指数有较大下降，部分路段下降幅度较大。可以得出结论微表处对于路面车辙处理在2年内对路面车辙具有明显改善。但由于受到北方气候环境因素和交通量不断增加的影响，使微表处使用寿命有所下降[7]。

4.3 路面抗滑性能

路面抗滑性能对行车安全性具有十分重要的意义，规范规定路面抗滑性能通过路面抗滑性能指数(SRI)进行评价，微表处和溶剂封层检测结果如图6，图7所示。

由图6，图7可以看出，微表处和溶剂型封层对于施工前原路面抗滑性能指数均有较大提升，但在使用一段时间后，微表处处理过的路面有小幅下降，而溶剂型封层处理过的路面下降幅度较大，可以看出溶剂型提升作用，随着开放交通，在车轮碾压下路面抗滑性能并没有质的改变。

5 结语

1)该高速病害成因与该地区交通量增长有十分重要的关系，路面车辙深度随交通量的增加而增加。

2)溶剂型封层对于路面行驶质量提升较小，比较而言，对于路面行驶质量的提升幅度微表处要大于溶剂型封层，使用一段时间后溶剂型封层行驶质量指数的下降幅度略高于微表处。

3)微表处对于处理压密型和磨耗性等比较稳定的车辙具有较好效果，使用年限2年～3年。

4)微表处对于路面抗滑性能的效果好于溶剂型封层。