沥青路面预防性养护技术的应用

邢晓凌

（甘肃省张掖公路局，甘肃张掖 734000）

0.引言

沥青路面的预防性养护是一种具有前瞻性思维的养护理念，指路面在使用状况良好的情况下，或者只是局部出现某些病害先兆时主动采取的一种措施，这种做法很好贯彻了“预防为主、防治结合”的公路养护原则。唐代医药学家孙思邈在《千金药方》中说“上医医未病，中医医欲病，下医医已病”，如果把公路养护当作医患关系来看，预防性养护就是“上医”或“中医”，是对沥青路面进行的“保健”行为。

1.预防性养护的主要做法

对沥青路面的养护，张掖公路局一直积极推行“治早治小、及时主动”“治小病防大病”的原则，将养护关口前移，防病于未发。从张掖公路局近年来养护实践看，因路施策的推行预防性养护是一种可行的做法，在改善公路路况、保持相对较高的公路服务水平方面取得了较好的效果。经过十多年的应用，目前已积累了一套很成熟的且效果较好的预防性养护经验。主要有：

1.1 微表处

微表处是用专业的摊铺车把乳化沥青、矿料、填料、水和添加剂等按照一定比例拌和成流动型混合料迅速摊铺到路面上，在原路面上形成一薄层。一般按配合比分MS-Ⅱ、MS-Ⅲ型两种，层厚为4mm～10mm。

对全路面进行微表处的铺筑，等于给路面增加了一防渗层，提高了原路抗磨耗性能，能有效改善路面的平整度。微表处也可用来进行车辙填充，由于不用碾压开放交通快，尤其适用于高速公路车辙槽处理。微表实施后，不仅可以延缓路面病害的发展，还可以有效防止路面老化、松散，且能恢复路面外观形象。该技术在沥青及水泥两种路面上均可运用，适用范围较广。

1.2 同步碎石封层

同步碎石封层是用封层车将碎石和胶结材料同步洒铺在路面上，要用轮胎压路机碾压2～3遍封闭交通成型，一般作为路面表层使用，所用碎石为单级配，所用碎石粒径（6mm～8mm、8mm～12mm、10mm～15mm）不同，厚度一般为6mm～15mm。

该工艺是施工方法简单、快速，能有效提高路面的防滑性能和阻止路表水下渗，柔性的力学特征还可增加路面抗裂性能，治愈路面龟网裂及裂缝效果很好。通过达到效果及性价比来看，在公路养护资金不足的情况下，是处治普通干线公路路面龟网裂病害最有效的手段之一，也是张掖公路局在预防性养护措施中采取的最广泛的方法。

为确保同步碎石封层的整体成型效果，施工前一定要对原路面病害进行彻底处治，最好是对原路面整体进行铣刨拉毛，这样可确保粘结料和石料之间的牢固结合，有效提高封层实施后路面的整体平整度。对于胶结材料，张掖公路局多次尝试，通过后期观测发现：普通热沥青碎石封层的封缝效果较好，但成型慢、通车后容易出现泛油；普通乳化沥青易渗透，容易流淌，不能很好裹覆石料，效果一般；改性沥青弹性恢复好，封缝效果较好，但施工对温度要达严，且价格高导致成本大；改性乳化沥青可常温喷洒，施工难度低，容易渗透，对封缝有较好效果，与石料的粘附性也很好，性价比较高，是一种较为理想的碎石封层胶结材料。目前，改性乳化沥青同步碎石封层在张掖公路局已得到大力推广应用。

1.3 开普封层

开普封层是在碎石封层之上再实施一层微表处的复合式路面，也就是：碎石封层+微表处=开普封层。它是利用碎石封层在下面形成了一个骨架支撑，微表处再填充碎石封层的骨架空隙，形成了完整的组合形式，这样，不仅发挥了柔性结构层抗裂及吸收应力的优势，同时又发挥了稀浆混合料封水耐久的特性，使其二者优势相得宜彰，达到了内实外美的处治效果。使路面整体抗滑性能和平整度有所提高，有效保护路面。它既可以用于高速公路也可以用于国省道等各种路面，运用范围较为广泛。

施工时，必须在碎石封层完成后经行车碾压一周以上，使表面碎石完全稳固后才能铺筑微表处。在铺筑微表处前一定要彻底清扫碎石封层表面脱落的石料、粉尘、石屑等杂物，使碎石封层与微表处有效结合。

1.4 薄层罩面

罩面技术是一种传统的工艺成熟的养护措施，是直接在原有路面上加铺一层热拌沥青混合料，厚度一般为30mm～45mm。薄层罩面以细粒式热拌沥青混合料为主，大多是在路面已出现轻微病害时实施。薄层罩面可充分发挥混合料的热稳定性和不透水性，可有效防止路面病害继续发展，改善路面平整度等性能，校正公路的轮廓，回复原路外观。

2.预防性养护的适用情况

沥青路面养护遵循“决策科学、预防为主、可靠耐久、节能环保”的原则。因此，养护的措施也要根据路况、环境、资金条件来进行选择，针对不同的病害采取不同的措施，对症下药、一病一方、科学定策，选择既经济又效果好的措施来进行养护。

2.1 微表处

做为一种表层预防性养护技术，主要用来提高路面抗滑性能、处置路面车辙、进行路表密封、改善原路外观等。不足之处是处治路面龟网裂病害效果不明显，实施后对路面反射裂缝、平整度、变形弥补不足。经济方面来说，造价相对较高。

2.2 碎石封层

可封闭路面细小的纵横向裂缝及轻中度的块状裂缝，阻止路表水下渗，同步碎石封层表面粗糙，可有效改善路面的抗滑性能。不足之处是同步碎石封层实施后路面行车噪音相对较大，也不具备修复车辙的能力。

2.3 开普封层

充分利用了复合层的优点，各结构层变形协调，可以有效防止地面水的渗透，抑制路面网裂的反射，缓解底层病害对面层的影响，有效地保护路面，提高路面抗滑性和耐久性，延长道路使用寿命。该工艺施工快捷，大大缩短了开放交通时间。施工受温度和气候的影响较小，只要温度不低于15℃都可以作业。在普通公路路面养护中显示出良好的路用性能，具有良好的推广应用价值。但造价偏高，一平方米开普封层造价可实施碎石封层至少2m2。几乎接近罩面的造价。

2.4 薄层罩面

等于给原路增加了一个表面结构层，可有效修复路面原有的坑洞、裂缝、车辙、坑槽等破损，提高路面的平整度等各项指标，增加了行车的舒适性，公路使用寿命明显延长。

从表1可以看出，预防性养护仅是出现沥青路面老化、路面破损、路面渗水以及路面的平整度出现问题、路表的抗滑性能不能满足、出现车辙等情况时才能选择使用，不适合于路基变形或强度不足的路段。

表1 各工艺的路面适用性（√表示可以采用 ×表示不适合）

3.预防性养护的时机选择

沥青路面通车运营后，由于交通荷载、气候、日照等因素，路表面会随着时间的延长逐渐出现损坏，路面使用性能也会逐步下降。因此，当路面出现轻微的病害时就要进行及时养护，遏制病害的扩展趋势和速度。

预防性养护措施采取过早，经济效益不明显，但如果等路面已出现较大面积病害或出现结构问题，再采取措施，则不能突出预防性的目的和效果。在路面尚处于良好状态或刚刚出现病害时采取养护措施是最佳时机，对路面病害防患于未然，不能头痛医头、脚痛医脚。

公路养护中，一般将路面技术状况评定结果作为预防性养护时机选择的依据。根据路面技术状况评定结果值将路面技术等级分为优、良、中、次、差5个等级，表示路面技术状况从好到差的状态。

“优”表示路面平整，没有或只有少量裂缝；“良”表示路面基本平整，有一定数量的损坏；“中、次、差”表示路面平整度不良，路面损坏逐渐增加。路面评定为“优”的通常不需要做任何修复，当评定为“良”时就需要进行养护修复，以延长公路使用寿命。

公路养护部门一般在每年3月份，组织对管养公路进行全面路况调查，并结合上一年度路况检测评定情况，根据路况现状及年度养护资金预算情况，研究制定切实可行的预防性养护技术方案。

4.预防性养护效果

通过对实施预防性养护的路段进行指标对比分析，发现实施后具有明显的作用和效果。

4.1 减缓路面破损速度

通过采用微表处、同步碎石封层、开普封层、薄层罩面等预防性养护措施后，防止和减少了沥青路面水损害，减缓路面的破损速度，有效改善和维持了现有路面的通行条件，延迟了对原路面进行大修和重建工作，延长了公路使用寿命。

4.2 改善路面通行条件

通过实施预防性养护，实施路段的路况质量明显提高，公路通行能力、安全性和舒适性得到改善。拿张掖公路局管养的G227张掖至扁都口为例：自1999年建成通车至2008年间没有进行过大的维修工程，于2008年开始逐年分段进行稀浆封层、同步碎石、微表处等预防性养护，截至2020年该公路都一直保持了良好的路况水平，被沿线政府和有关媒体誉为“最美国道”。

4.3 降低路面养护成本

通过实施预防性养护，有效避免和减少了路面各种病害的发生和扩大，遏制了病害发展，延缓了路面大中修时间。例如二级公路设计寿命一般为12年，但在交工使用3～5年后，路面就开始出现轻微裂缝等病害，若等到7～9年后实施大修工程（以重铺计算），每公里投资将高达400多万元，是实施一次同步碎石封层、一次薄层罩面资金的4倍还多。若在3年后就开始实施预防性养护，路面养护成本会明显下降。尤其对于高速公路，如果等到路面完全破损无法使用时才修复，一方面严重影响通车，且工程规模庞大，耗时较长，与采取预防性养护措施相比，不仅投入修复资金量大，还会损失运营收益。因此，及时主动采取预防性养护措施，可有效降低养护成本。

5.结语

从张掖公路局近年来养护实践看，在公路养护服务中牢固树立全寿命周期成本理念，因地制宜、因路施策的推行预防性养护是一种可行的做法，值得大力推广应用。把预防性养护作为制度化、常态化来抓，可以有效避免路面病害的扩大，降低养护综合成本，延长公路的使用寿命，以较少的资金投入实现较大规模的良好路况，使公路路况长时间处于良性循环状态，树立公路养护部门良好的社会形象。