高速公路沥青路面典型病害及预防性养护技术

摘要 沥青路面预防性养护养护是近年来新兴的路面养护技术，该技术能够降低路面产生病害的概率，减少公路的后期运营投资。文章以某高速公路预防性养护工程为依托，对沥青路面的典型病害以及不同预防性养护技术进行了分析，通过养护前后沥青路面性能指标的变化规律对雾封层技术的养护效果以及养护机理进行了研究。结果表明：雾封层能够改善沥青路面的排水能力，降低路面的透水性，减缓沥青路面病害的进一步发展。

关键词 沥青路面;病害;预防性养护

中图分类号 U416.217;U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）11-0061-03

引言

高速公路运营过程中，沥青路面性能不仅受车辆荷载的影响，在温度、日照等因素的作用下性能也会发生一定的变化。在上述因素的作用下，沥青路面会逐渐产生病害，路用性能也大大降低。若不及时对路面的早期病害进行处理，则会导致病害进一步恶化，降低行车安全性，提高道路后期运营成本。沥青路面的预防性养护技术是指通过一定的技术手段，在沥青路面尚未出现大规模病害之前对其进行处理的一种主动养护技术。高速公路沥青路面病害的类型及其产生机理较为复杂，且常用的沥青路面预防性养护技术类型繁多。因此，对沥青路面的典型病害及其成因进行分析，并对常用的预防性养护技术的类型及其机理进行研究，根据不同的病害类型选取预防性养护技术是十分重要的[1]。

1 高速公路沥青路面典型病害及其成因分析

在高速公路的运营过程中，沥青路面病害的类型及其成因都不尽相同。该文根据相关研究[2]，对以下高速公路沥青路面典型病害及其成因进行了分析。

1.1 路面裂缝

沥青路面裂缝是指在外界环境的作用下产生的开裂，受车辆荷载大小、沥青混合料的性质等因素的影响。沥青路面产生裂缝后，会加速外界水流向路面内部甚至道路基层的移动，进而导致沥青路面的损坏以及路基的软化破坏，影响道路的行车安全。根据路面裂缝成因的不同可将其划分为温度裂缝、荷载裂缝、基层反射裂缝。

1.2 车辙

车辙是指在车辆荷载作用下，由于沥青混凝土的蠕变特性而产生的带状坑槽。随着车辙深度的增加，路面积水的概率也逐渐升高，严重影响道路的行车安全。根据车辙的成因可以将其划分为流动性车辙、结构性车辙、压实性车辙。

1.3 坑槽

通过上文研究可知，沥青路面会在外界环境因素的影响下产生裂缝。路面裂缝产生后，路面积水会沿裂缝向路面内部渗透，在上部车辆荷载以及外部环境因素的作用下，沥青的黏结力会逐渐降低，造成骨料的剥离，进而导致路面形成坑槽。

1.4 泛油

沥青路面的泛油是在温度以及路面積水的作用下，沥青混合料中的沥青逐渐向道路表面移动的一种常见的路面病害。该类病害的产生不仅与外界环境相关，还受到沥青混合料配比的影响。沥青路面泛油会导致路面的抗滑性能逐渐衰减，进而影响行车安全。实际工程中常通过铣刨或加铺沥青层的方法对泛油沥青路面进行处理。

2 高速公路沥青路面预防性养护技术研究

2.1 预防性养护机理

沥青路面的预防性养护技术是指利用科学手段对沥青路面路用性能的相关指标进行分析评价，发现沥青路面路用性能的变化，并及时对路面进行修复处理的一种路面养护方法。与治疗性养护相比，预防性养护技术能够延长道路的使用年限，并可以减小高速公路大中修的次数，图1为预防性养护技术与治疗性养护技术的效果对比图[3]。

2.2 常用的预防性养护技术

通过上文可知，高速公路沥青路面的病害及其成因较为复杂，预防性养护技术的选择也会受沥青路面病害类型的影响。因此，根据沥青路面的病害类型选择预防性养护是十分重要的。根据沥青路面预防性养护技术适用性及其作用机理的不同，可将现阶段的预防性养护技术分为裂缝填补类、表面封层类、罩面层类等。该文对以下沥青路面预防性养护技术的类型及其适用性进行了研究[4-5]。

2.2.1 裂缝填补类

该类预防性养护技术通过对沥青路面裂缝进行填补，阻断了路面积水向路面内部渗透的通道，减小了沥青路面发生水损坏可能性。根据路面裂缝填补用料的不同可以将其划分为沥青灌缝处理、灌缝胶处理、抗裂贴片处等。其中，沥青灌缝处理是指将沥青加热至流动状态后对沥青路面裂缝进行灌注填补的一种预防性养护技术，该类养护技术的施工工艺较为简单、施工成本较低，但该类预防性养护技术的施工过程受环境温度的影响较大，其作业还具备一定的危险性。采用常温型改性沥青材料以及灌缝胶对路面裂缝进行处理，一定程度上弥补了上述工艺的不足，但施工成本较高。抗裂贴片处理是近几年来新兴的沥青路面预防性养护技术，该技术采用抗裂贴片对路面裂缝进行处理，能够很好地控制路面裂缝的发展，且其施工过程简单、施工成本适中、施工过程对道路交通的影响较小。

2.2.2 表面封层类

沥青路面的表面封层技术是指通过对病害路面表面喷洒一层功能性材料，从而达到阻水并增强沥青路面路用性能的一种预防性养护技术。根据封层材料的不同可以将其划分为雾封层技术以及还原剂封层技术。其中，雾封层技术采用乳化沥青、添加剂等作为封层材料，并通过表面喷洒工艺将其均匀喷洒于病害路面，能够增强沥青混凝土中骨料与沥青的黏结力。且该技术能够改善沥青路面的路用性能，并能够推迟道路大中修的年限，一般用于对沥青路面裂缝、坑槽等病害的处理。还原剂封层技术是指通过对沥青路面喷洒还原剂的方法来增强老化沥青的延展性，从而达到提高沥青路面路用性能的一种预防性养护技术。该技术能够一定程度上缓解沥青路面骨料剥离现象，一般用于病害严重程度较低的沥青路面预防性养护。

2.2.3 罩面层类

该技术是指在病害道路表面加铺一层或多层沥青混凝土的一种预防性养护技术，能够修复沥青路面中大部分病害，适用于病害程度较为严重的路面预防性养护。可以根据加铺沥青混合料的种类对其进行划分。其中，热薄层罩面选用普通热拌沥青混合料作为加铺层材料，具有施工工艺简单、施工成本低、承载能力强、耐久性高的优点，但热拌沥青混合料在生产和施工过程中都会产生有害气体，且其施工质量受环境温度的影响较大。采用乳化沥青混合料作为加铺层的材料的冷薄层罩面技术在沥青混合料生产和施工过程中无须对沥青混合料进行加热，克服了热薄层罩面技术的缺点，但施工成本较高。温薄层罩面选用温拌沥青混合料作为加铺层材料，兼具了施工成本低、对环境污染较小的优点，具有较好的经济效益以及社会效益。4868D69B-09A7-4409-ABE9-46B922DF95E6

3 工程实例分析

3.1 工程概况

该文依托某高速公路工程，道路建成通车后，在车辆荷载以及环境因素的影响下，该路段出现了不同程度的路面病害。为修复沥青路面的病害，提高该路段的路用性能，相关部门决定对该段路面进行预防性养护。该文针对该ZK97+110～ZK98+110路段进行相关实验并对其预防性养护效果进行了评价。

3.2 预防性养护措施的选取

该文对试验段沥青路面病害类型及占比进行了研究，得到表1。

根据调查可知，试验段沥青路面的病害类型中路面的裂缝与坑槽等病害的占比较大，说明该路段沥青路面裂缝问题严重，并已经导致路面产生坑槽。在车辆荷载的作用下路面的车辙病害也较为严重。综合考虑路面病害情况以及养护成本等因素，该工程采用雾封层技术对试验路段进行预防性养护，并以沥青路面的构造深度、透水系数以及摩擦系数为指标对试验段的养护效果进行了分析。

3.3 试验路段施工前后路用性能对比

3.3.1 沥青路面构造深度

沥青路面构造深度是指一定面积内道路表面开口孔隙的平均深度，常用来评价沥青路面在宏观上的粗糙程度以及排水能力。该文对雾封层施工前后沥青路面的构造深度进行了测定，得到图2。通过图2可知，雾封层施工前，沥青路面平均构造深度为0.874 mm，说明试验段沥青路面已经出现了较多的路面坑槽，道路积水的概率大大增加，并增加了路面病害在积水的影响下进一步发展的可能。雾封层施工后沥青路面的平均构造深度为0.649 mm，与施工前相比降低了25.74%，表明雾封层施工能够减小沥青路面的构造深度，并使路面更加平整，改善了沥青路面的排水能力。

3.3.2 沥青路面的透水系数

沥青路面的透水系数是用来评价沥青路面渗水能力的指标，透水系数过大会可能会引起水透过结构层进入路基，进而导致路基的破坏。该文对试验路段预防型养护处理前后不同测点处路面透水系数进行了测定，得到图3。根据圖3可知，与原路面相比，雾封层施工后路面的透水系数均出现了很大程度的降低，平均降低率可达91.34%。说明雾封层技术能够一定程度上阻塞沥青路面内部孔隙，阻断路面积水向道路内部移动，降低了沥青路面产生水损害的可能性，可以控制路面裂缝以及路面坑槽的进一步发展，延长其运营寿命。

3.3.3 沥青路面摩擦系数

沥青路面的摩擦系数影响行车的安全性，且道路的雾封层施工会对沥青路面的摩擦系数产生影响。因此，对施工前后沥青路面的摩擦系数进行了对比，得到图4。通过图4可知，雾封层施工前沥青路面平均摩擦系数为0.53，雾封层施工后沥青路面的摩擦系数有所降低，其平均降低率为9.57%。说明雾封层的施工会导致沥青路面摩擦系数的下降，但经过雾封层处理后的路面摩擦系数满足相关标准。

4 结语

该文对高速公路中典型路面的典型病害以及预防性养护技术进行了研究，并依托实际工程对雾封层技术的养护效果进行了分析，主要得出以下结论：

（1）在车辆荷载以及环境因素的影响下，高速公路沥青路面的病害及其成因都较为复杂。预防性养护技术的选取不仅会影响养护效果，还会影响道路后期的运营成本，因此应当根据沥青路面的病害类型选取预防性养护措施。

（2）雾封层施工后，试验段内沥青路面构造深度有很大程度的降低，沥青路面的平整度也一定程度的提高，改善了沥青路面的排水能力;沥青路面渗透系数大大降低，减少了路面积水向沥青路面内部的渗透，降低了沥青路面水损害可能性，延长了沥青路面的使用寿命。

（3）雾封层的施工会一定程度上降低沥青路面的摩擦系数，但是总体来说雾封层处理后的摩擦系数满足相关标准。

参考文献

[1]陈政伟. 市政公路养护中的沥青路面预防性养护技术应用探微[J]. 上海公路， 2022（1）： 36-38+142.

[2]石定开. 高速公路沥青路面典型病害及预防性养护技术[J]. 交通世界， 2021（32）： 83-84.

[3]孙洵， 王唯丞. 市政道路沥青路面CAPE封层预防性养护技术研究[J]. 城市道桥与防洪， 2021（8）： 104-106+16-17.

[4]白磊. 国省干线公路养护中预防性养护技术研究与应用[J]. 黑龙江交通科技， 2021（4）： 178-179.

[5]路进. 干线公路沥青路面裂缝类病害预防性养护技术分析[J]. 智能城市， 2021（10）： 101-102.

收稿日期：2022-04-07

作者简介：冯超（1991—），男，硕士研究生，工程师，从事公路设计工作。4868D69B-09A7-4409-ABE9-46B922DF95E6