在役沥青混凝土路面预防性养护措施探析

2020-12-27俞振发安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230031

安徽建筑 2020年9期

俞振发（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥 230031）

随着我国经济的快速发展以及人民生活水平的不断提高，人们对道路行车的舒适性、安全性有了更高的要求，提出了更高的标准。因此，如何提高路面的耐久性、安全性，使道路更好地服务于社会，预防性养护措施的提出至关重要。

道路沥青混凝土路面直接承受车辆荷载及自然环境影响，随着时间的推移，表面会出现不同程度的损坏，如车辙、龟裂、纵横向裂缝、跳车等病害，如果养护不及时，一方面使道路存在安全隐患，另一方面病害不断加剧，增加大量维修成本，因此，如何科学地进行预防性养护显得尤为重要。

1 沥青路面预防性养护概述

1.1 预防性养护概念

预防性养护，指在不增加路面结构承载力的前提下，对结构完好的路面或附属设施有计划地采取某种具有经济效益的措施，以达到保养路面系统、延缓损坏、保持或改进路面功能状况的目的。

1.2 预防性养护特点

①具有超前性、科学性、合理性及周期性，能有效防止病害继续发展；

②可修复一些特定病害，提高路面技术状况指数（PQI），如改善路面行驶质量（RQI）、抗滑性能指数（SRI）及修复路面损坏状况（PCI）等；

③降低养护成本，节约资源。

1.3 预防性养护的重要性

目前养护工作主要是在道路发生严重病害时，无法满足道路使用功能后采取矫正性养护方法，投入人力、物力及财力较大，同时存在较大安全风险。因此，提倡预防性养护大大延长道路大修或中修的时间，节约成本。预防性养护作用主要体现在：①及时修复路面损坏情况，消除质量及安全隐患；②保持路面技术状况等级长期处于优/良状态；③有效控制路面养护成本，延长路面使用寿命。

我国目前开展预防性养护工作，一般先进行路面技术状况调查与评定，主要采用日常巡查与定期检测两种方式。日常巡查多采用人工进行，记录路段病害信息，根据相关标准进行评定；定期检测主要依靠多功能检测车，如CICS、横向力系数检测车等，通过采集病害信息及图片，采用特定系统软件对路段病害定量分析以及评定道路路面技术状况等级。养护部门根据病害信息、评定结果制定合理养护方案及成本预算，有针对性地开展养护工作。

2 沥青混凝土路面早期病害成因与评价

沥青混凝土路面具有高温稳定性、低温抗裂性及耐疲劳性能等特点，广泛应用于道路面层。由于设计、原材料、施工工艺及自然环境的影响等因素，导致沥青面层耐久性存在较大差异，均有不同程度的损坏，其中病害及成因大致分为以下几种。

①表面裂缝。表面裂缝是道路面层常见病害，分为横向裂缝、纵向裂缝、龟裂及块状裂缝等。横向裂缝较为多见，主要是沥青面层温缩、基层开裂后反射、施工工艺不当、车辆超载等原因造成；纵向裂缝主要是路基不均匀沉降导致；龟裂及块状裂缝主要是路面设计不合理、条状裂缝未及时处理、沥青老化等原因造成。裂缝如果不及时有效的处理，水分下渗至基层与路基，导致路面承载能力下降，加快路面损坏。

②路面车辙。车辙的形成分为内因与外因，内因主要是由于沥青与矿料选材不当或混合料级配不合理，导致沥青混合料高温稳定性差；外因主要是施工质量未达标、交通荷载反复作用、气候条件等。车辙修复不及时，道路易积水，影响行车舒适性，高速行车或变道过程中安全隐患较大。

③路面松散。造成松散病害的原因主要包括沥青混合料配合比设计不当，集料含泥量超标导致粘附性变差，水损坏等。

④路面坑槽。主要是由于路面裂缝、松散，未及时修复以及车辆超载等情况导致路面出现坑槽。

路面病害种类较多，据不完全统计，表面裂缝及路面车辙是沥青路面早期主要的病害类型，占病害的80%以上。因此预防性养护前期主要是针对裂缝及车辙病害做出科学评价，及早发现，主动处理。

3 预防性养护类型、特点及应用

预防性养护需根据不同地区、不同环境、不同路况以及日常巡查与定期检测等结果，采用不同的预养护技术。常见的预防性养护技术类型：雾封层技术、微表处技术、灌缝技术及同步碎石封层技术等。

3.1 雾封层技术

雾封层技术即采用专用的设备将（改性）乳化沥青、道路乳化剂等雾封材料直接喷洒在道路表面的一种预防性养护技术。

该技术主要有以下特点：①能较好地渗透和填缝路面空隙及微小裂缝，有效防止水分渗入；②防止粒料松散，加强与沥青的粘结力；③补偿原沥青路面的沥青损失，改善表面色泽；④施工机具简单，成本低，施工速度快，是一种经济和有效的措施。

雾封层技术是在路段结构强度满足要求下，应用于沥青面层出现细集料轻微松散、表面轻微疲劳龟裂等情况，对于道路严重病害不适用该养护技术。

3.2 微表处技术

微表处技术即采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水、添加剂等按照设计配合比在常温下拌合成流动型混合料摊铺到原路面上形成一层薄层罩面技术。

该技术主要有以下特点：①有效防止表面水分渗入，延缓沥青路面老化；②提高路面宏观构造深度，改善因路面老化、磨损引起的抗滑性能不足；③改善路面平整度、车辙；④提高胶结料与集料粘附力、路面的磨耗能力；⑤施工速度快，养生时间短，能很快满足开放交通条件；⑥常温施工，节能降耗，真正做到节能减排。

微表处技术是一种适用于重载交通及车流量较大路段的预防性养护技术，在确保路段结构强度满足要求下，对路段表面功能降低，轻微车辙及不平整有较好的处理效果。目前广泛应用于高速公路、城镇主干道，能有限延长沥青路面寿命长达3～8年。

3.3 灌缝技术

灌缝技术即通过切割裂缝后，采用专门的灌缝设备，将专用的沥青路面灌缝材料灌入裂缝部位，起到预防裂缝扩张，防止雨水渗入的一种预防性养护技术。

该技术主要有以下特点：①开槽灌缝技术，处理裂缝宽度宜为3mm～20mm；②采用专用灌缝材料，具有良好的粘附性、耐久性；③施工难度小，成本低。

灌缝技术应用已很成熟，采用专业灌缝相对传统灌缝工艺防水效果较好，灌缝材料性能良好，对路面污染较少，稳定性较好，具有一定的耐久性，节约综合成本。该技术优先使用于出现轻度纵、横向裂缝发展较为缓慢的路段，且暂无其他病害情况下，修复效果较为明显，使用寿命约2～8年。

3.4 同步碎石封层技术

同步碎石封层技术主要采用专业设备将单一粒径集料与沥青粘结料同步洒在路面上，通过碾压使粘结料与集料充分接触，从而形成防水、应力吸收、抗滑的封层技术。该技术主要有以下特点：①提高路面抗滑能力，一定程度恢复路面平整度；②封水效果较好，从而更好的保护路面；③施工工序简单，速度快。

同步碎石封层技术采用同步碎石封层车施工，确保集料与沥青的充分粘结，可处治路面老化、光滑、轻微龟裂等病害，研究表明，该技术可延长路面使用寿命10年以上。

预防性养护技术除以上类型外，还有其他类型，如精细抗滑磨耗层、稀浆封层、就地热再生等，无论采用哪种技术，需要根据当地环境及路段情况作出科学评价，定期对道路进行检查，一旦发现道路出现病害，应进行详细分析，观察病害的发展速度，提早作出预防方案，从而有效达到养护目的，节约成本。

4 预防性养护的控制措施

4.1 配备专业检测设备，把握最佳养护时机

在役沥青混凝土路面目前检测指标包括平整度、车辙、破损、横向力系数及结构强度，各项指标检测均应采用多功能检测车进行，确保检测数据的准确性、快速性，目前高速公路、国省道养护已广泛应用。然而市政道路养护未普及，大多采用人工调查，该方法检测范围比较局限，检测效率较低，不能全面反映道路运营状况。因此，为了提早发现病害、掌握目前道路状况，应不断学习、引进先进的技术力量，选择合理的养护方法，把握最佳养护时机。

4.2 采用专用施工设备，严格控制施工过程

预防性养护施工均应采用专用设备，施工前应全面调试设备，确保机械性能运转良好。养护用材料应在施工前进行取样检测，严格控制材料的质量，切实做到不合格材料坚决清场。施工前应对病害做必要处理，确保表面干燥、清洁，如有杂质混入，将影响整体施工质量，缩短使用寿命。施工过程中应开展技术交底，安排经验丰富、责任心较强的人员进行施工管理，专人监控，确保操作人员完全按照施工方案开展工作。