公路沥青混凝土路面预防性养护技术分析

2020-09-23朱伟金燕云

运输经理世界 2020年12期

文/朱伟、金燕云

1 意义

从沥青混凝土路面预防性养护方面展开试验和分析，选择有着一定针对性、高效性的路面病害防治处理，并进行必要的养护，能够避免出现病害恶化的问题以及路面出现性能下降的情况，促进行驶舒适性的要求，满足交通运行标准。沥青混凝土预防性的早期阶段，主要是通过预防性养护措施来进行的。通常来说，预防性养护仅仅是针对一些微小病害问题来进行养护的，并未发现有明显的损坏、严重损坏的沥青道路形式或者有些公路路面出现了病害的前兆现象[1]。

2 预防性养护技术的特点

沥青路面在使用过程中会经过如下几个阶段的发展：第一阶段，投入使用初期，沥青路面逐步氧化与损耗；第二阶段，沥青路面存有比较小的裂缝、坑槽等问题；第三阶段，沥青路面发生严重裂缝问题，进而逐步贯通龟裂，导致结构性能下降。预防性养护是沥青路面提升性能的主要措施，可以实现周期性的强制保养，提高路面的使用性能。最佳的应用时期，可以使路面处于比较好的运行条件下，能够实施预防性养护，将可能产生的病害问题消除在萌芽阶段，保证其服务效果比较好，综合效益比较高。

3 高速公路沥青路面破坏原因

3.1 功能性破坏

3.1.1 局部裂缝很多都是在路面使用的初期阶段就会发生的，其表面有细状形式，导致该问题的主要原因就是基层与路基部位的压实度性能不合格、质量控制不佳或者材料质量不合格等。

3.1.2 车辙为道路横断面中因为车轮的重复碾压，导致表面发生沉陷问题。具体就是沿着行车带内存有横向高差的情况，也就是沥青混合料的级配设计缺乏合理性、稳定性严重不足或者因为基层与表面结构部分的压实度性能较差，导致轮迹部位和基层材料在车辆碾压下出现变形或者剪切位移等变化。此外，重载与超载车辆运行数量比较多也会出现车辙危害。

3.1.3 桥头跳车问题是存在于桥与涵洞之下的结构物和路面连接位置上，因为各个结构部位的施工材料不均匀而导致结构物存在高差的问题。

3.1.4 波浪发生的原因就是材料设计缺乏合理性、施工质量不达标，进而导致材料性能难以抵抗车轮水平力的影响；纵坡的位置上，因为高温而导致其病害问题存在。

3.1.5 沉陷是因为路基压实度性能较差而产生的，尤其是很多高填方与压实度难度比较高的半填半挖路段内，一般会出现在构造物的两侧[2]。

3.1.6 松散和剥落松散存在于损坏严重的路面结构中，如果沥青材料在配制中选择使用的是中性或者酸性的石料，则会导致其集料的形成中黏性比较差，并在车辆载荷的持续碾压作用下，导致其从路面上剥落，进而使路面成为麻面的形式，出现坑槽、松散等问题。施工中如果发生了混合料的离析问题，也会导致剥落问题出现。

3.2 水破坏

水损害是目前我国高速公路沥青路面内发生早期损坏的主要原因之一，主要特点如下所示：沥青表层泛油且还有推移变形、车辙变形等问题，在中、下面层中出现潮湿的情况，存在油石分离与松散的情况，且其一般出现在交通通行量比较大的车道内。水破坏问题的数量和速度与公路项目所处地点内的降雨量高低有着直接的关系。在其他条件完全一致的条件下，上海的降雨量比较大，所以该地区内沥青路面的水破坏要比半干旱地带内的沥青路面出现的水破坏问题还要较为严重，且发生的速度也会比较快。网裂、形变的全面发展形成坑洞的情况也与上述因素有着直接的关系，一般都是在一两个雨季内逐步形成坑洞。

4 高速公路沥青路面预防性养护

4.1 雾封层和还原剂封层

这种封层的形式主要是把雾状形式的乳化沥青或者专门的再生剂直接喷射到已经老化的沥青路面中，其主要的作用就是进行表面氧化沥青路面的更新与还原。雾封层与还原剂封层有着一定的共同性，在施工后的较长时间内才能开放交通；同时，还要严格控制单位面积内的喷洒量，如果喷洒量超出标准，则会导致表面形成薄膜而出现摩阻力不足的情况，如有必要，可以通过铺砂的方式提升抗滑阻力。因此，该技术一般都是使用到交通量比较低、速度比较低的路段中。

4.2 稀浆封层

4.2.1 稀浆密封技术最早是德国研发出来的，我国在20 世纪20年代引入应用，其主要是根据相应级配的要求将骨料、乳化剂、沥青、水、添加剂等根据要求制作成为稀浆混合物的形式，在经历几十年的应用，这已经是比较好的养护施工方式。该技术应用中，可以进行沥青路面早期磨损的修复处理，尤其是老化、裂缝、坑等病害问题，能够使路面有着较强的防水性、抗滑性与耐磨性，并且施工相对简单，成本也比较低[3]。

4.2.2 在稀浆封层技术应用的过程中，主要是按照密封点厚度的类型进行施工的，一般来说其可分成细封层、中封层以及粗封层几个层面。细封层通常都要进行密封填充以及空白填充等；而对于中封层施工来说，其主要是采用预防性养护技术的应用后，达到沥青面层松散、开裂以及老化的控制效果，大大提升路面抗滑性能的效果，并在相应的范围内可以进行沥青路面或者水泥路面密封层或者磨耗层等方面的处理；粗封层就是进行多层密封施工，可以应用到表面层结构进行处理，有着非常高的抗滑性能。

4.2.3 温度测量与控制。相关人员应按照施工的要求明确具体的浆体密封配合比的要求，然后考虑到路面的具体状态，通过稀浆封层的方式，提升施工的效果，并结合密封性结构与耐磨骨料的类型与质量，选择最为合适的改性剂、乳化剂的材料，再按照现场的标准明确具体的填料种类与数量。确定配合比参数时，应首先在室内开展试验，然后初步配合比确定，并根据该标准要求展开试验，综合考虑到气温、材料、湿度等多个因素，选择最佳的配比参数，明确合适的技术标准，最终有效提升养护施工效果。

4.3 微表处理预防技术分析

微表处理技术就是通过应用矿物填料、聚合物改性乳化沥青以及水等方面的材料，根据相应比例标准制作符合要求的混合料进行沥青路面的摊铺施工，从而确保路面的平整性符合要求，避免在后期的防护施工中造成比较严重的不平整问题。此外，还要结合路面的损坏程度选择合适的平铺次数，按照要求实现多次平铺施工。对于这种微处理技术的应用，很多国外工程企业都会进行高速公路的预防性处理，但是我国并未完全使用，因此高速公路的修补中还会存在较高的频率。经事实分析发现，高速公路采取必要的预防性养护措施不仅可以降低养护成本，还可以在施工中进行封水处理和轻微公路病害养护处理，然后实现该技术的合理应用，所以微表处技术使用范围比较大。

4.4 灌缝

通过人工方式进行灌缝与施工，虽然其施工工具很简单，但它避免雨水直接进入结构内部。由于加热温度的控制难度较高，灌缝深度无法满足要求，均匀性严重不足，灌缝材料的抛撒会出现路面表面质量不合格的情况，所以很多情况下施工方会选择使用压力式灌缝机进行施工。灌缝施工开始前，通常要进行缝内的清理工作，符合要求后才能开始施工，超出3mm宽度的裂缝要实施开槽处理，且使用配备有压力系统的灌缝机进行施工。通过该灌缝机进行灌缝施工，能够使灌缝材料与裂缝有着非常好的粘附性，符合灌缝施工的技术标准和要求[4]。

4.5 路面热再生修补

为了有效节约路面施工材料，避免旧料的存在给环境带来严重的污染问题，我国很多地区都选择使用旧料再利用的方式，其沥青就地热再生技术与冷铣-厂拌再生工艺对比分析，发现其能够节约材料的运输与厂拌设备的应用。沥青路面的施工阶段，受到车辆行驶、自然条件等多个方面的影响，导致其存在脆硬老化问题，也就是旧路面材料的沥青结合料的形式出现了严重的老化问题。主要的外部表现就是针入度减小、软化点提升以及延度下降等方面。沥青材料的种类很多，其材料试样也不同，常见的为混合型。沥青材料在应用的过程中，材料之间通过配比拌和后会出现化学变化，这就增加了沥青材料自身硬度，而粘性下降就会导致龟裂问题存在，发生松散病害问题。厂拌热再生技术通过加入必要的再生剂的材料，然后通过加热拌和的处理进行多次反应，提升了沥青材料的性能，在符合技术标准之后进行施工，从而达到了再生利用的效果[5]。