公路沥青路面不同预养护方式的绿色评价研究

摘要 高速公路瀝青路面的预养护措施选择依据主要以路面破损严重程度、破坏类型、交通量、公路等级等技术要素为主，着重于经济角度来开展公路运营指标的分析，对于绿色环境影响的考虑较少。基于此，文章结合山东省内某高速公路开展预养护方式的绿色评价，首先根据公路既有运行状况介绍预养护技术的适用性及选择依据，其次对就地热再生预防性养护的应用及实施进行了分析，以便为公路养护管理部门提供参考。

关键词 沥青路面;预养护;绿色评价;应用效果

中图分类号 U418.6 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0187-03

引言

常见的高速公路沥青路面预养护技术主要包括以下几类，表面封层类（微表处、稀浆封层、同步碎石封层、雾封层）、裂缝填封类（灌缝、封缝）、薄层罩面类（超薄磨耗层、沥青混合料薄层罩面）、沥青再生类（沥青再生处治、就地热再生）。随着路面使用复杂性的增强，如何科学合理地实现绿色预养护已经成为人们的关注焦点。预养护技术的选取不仅需要优化路面使用性能，提升使用周期，而且要以环保为主要原则，实现低耗、高效的养护目的。

1 工程概况

山东省内某高速公路于2015年实现全面通车，经过6年的运行，现场沥青混凝土路面产生了大量沉陷、车辙、龟裂、网裂等灾害，如图1所示，对车辆安全行驶和养护管理造成了极大的影响。为充分提高路面使用性能和运行年限，在路面结构强度满足基本运行条件的基础上，及时开展路面预养护措施。技术人员于2021年8月对该高速公路路段K1701+000～K1705+000、K1726+000～K1727

+000进行路面质量检测和线性测量，以便充分掌握路面运行质量情况。该公路设计为双向四车道，现场技术人员对上行超车道开展检测工作，并且依据不同车道的路面技术指标、路面损害严重程度、损害类型等合理确定预养护技术。根据技术规范要求，路面质量状况检查需要以1 km为基本路段开展，技术指标评价包含以下内容：路面行驶质量指数（RQI）、路面损坏指数（PCI）、路面抗滑指数（SRI）、路面车辙指数（RDI）、路面结构强度指数（PSSI）。K1701+000～K1705+000上行路段的超车道技术检测情况如表1所示[1]。

2 预养护技术方案分析

2.1 适用性

预防性养护措施实施之前需要对路面质量情况进行有效判断，主要控制指标为PSSI和PCI，且需要满足PCI>80、PSSI>80。通过表1所列数据，上行超车道K1701+000～K1705+000的路面结构强度较好，其中PSSI优良率占据了90%以上，且PCI为100%，路面破损程度较小。上行超车道K1726+000～K1727+000的PSSI、PCI都小于80，该路段的路面结构强度较低，难以开展预养护措施，需要对该路段进行路面修复以恢复强度。对于满足指标要求的路段K1701+000～K1705+000，还需要进行RDI、IRI、SFC、Ck指标的检查，以便分析是否需要开展预养护，根据相关技术要求，上述单值触发指标皆满足预养护措施开展条件，合理的预养护措施需要结合路面损害程度、类型及交通量、施工环境等因素而开展[2]。

2.2 预养护技术确定

针对预养护路段K1701+000～K1705+000，考虑到路面结构强度较好、行驶质量和抗滑性能一般，路面破损较少、平整度一般，但是现场检测的路面车辙深度在10～12 mm之间，路段局部存在数量较多的裂缝。路面病害不断加剧极易对整体行驶质量造成一定影响，路段病害统计如表2所示。为此，实施的预防性养护措施要满足抗滑、防水、抗车辙、稳定性的基本要求，可以选用就地热再生、薄层热拌沥青混凝土罩面、稀浆封层、复合封层四种类型[2]。

3 预养护绿色评价

贯彻绿色环保原则，采用间断级配、开级配或者密级配的沥青混合料在沥青面层上加铺小于30 mm厚的薄层，提高沥青路面的抗滑性、耐久性及高温稳定性，达到预防养护的目的。目前，应用较多混合料主要有SMA-10、AC-13C、SMA-13、OGFC-13等。其中AC类沥青混凝土一般用于抗滑要求和高温要求较低的路段，技术成熟，施工成本较低，应用广泛;OGFC类混合料则能够降低雨水天气的水雾影响，提高路面抗滑性和抗噪性，主要用于路面面层排水困难和抗滑性较差的路段;SMA混合料造价较高，但是其能有效提高路面的耐久性和抗车辙能力，因此在高温及抗车辙要求高的路段被广泛采用。综合考虑路段所处环境和路面结构，该文选取SMA混合料进行验证分析，该混合料采用第二烘干筒间歇式拌合工艺，RAP料掺配比例为50%，混合料出料温度为150℃，CO2燃烧排放量4.1 kg/kg;传统的厂拌热再生工艺骨料加热温度达到了250 ℃，燃油量达到了30 kg/t，CO2排放达到了14.2 kg。与传统的热拌再生工艺比较，该项目采取的第二烘干筒间歇式厂拌热再生拌合工艺，有效降低了集料出料温度、燃油需求量和CO2排放量，且节约新沥青12 kg/t、新集料520 kg/t。

绿色预养护需要有效控制施工阶段的环境影响程度，对于不同路段的绿色预养护技术实施，需要合理选取适用性较强的技术来开展。其中预养护路段K1701+000～K1705+000的技术应用类型可以采用就地热再生、薄层热拌沥青混凝土罩面、稀浆封层、复合封层。K1705+000～K1710+000路段经过调查得知，该路段路面结构强度良好，存在轻微网裂和纵向裂缝，龟裂较多，路面破损率小，通过分析，可采用就地热再生和热拌沥青混合料薄层罩面两种技术。结合路段K1701+000～K1705+00、K1705+000～K1710+000养护措施，项目最终采取就地热再生技术进行全范围的养护。就地热再生技术具有施工时间短、造价低、有效提高路面使用性能的优点，同时可以实现资源的绿色循环利用。除此之外，就地热再生施工中环境污染较小，可以采取半幅施工，降低施工工作面，且施工见效快，对交通流量的影响程度较小[3]。

4 就地热再生技术应用分析

4.1 质量控制

在就地热再生技术施工中，再生剂的喷洒量是影响路面路用性能的关键因素。如果喷洒量不足，旧沥青老化状况得不到有效改善，会导致再生混合料骨料黏结性变差、施工中难以压实、路面使用寿命降低等问题;如果喷洒量过多，会导致路面通车后出现泛油、高温车辙等病害。现场技术人员要根据室内配合比和生产配合比对现场再生料的油石比及级配进行动态调整，摊铺的沥青混合料的颜色既不能太浅，也不能够过于黑亮，整体以外观光泽为控制要点[4]，就地热再生工艺流程图见图2。

对于加热温度的控制也要引起重視，作为确保沥青路面就地热再生的关键因素，温度过高会导致沥青出现老化，沥青使用性能难以实现，和旧沥青的结合能力偏弱。铣刨过程中要注意混合料的级配变化及矿料的破碎程度，以便合理调整加热温度，再生混合料热量来源是依靠沥青膜结构对热量进行传导，沥青膜能够对混合料骨料实现充分包裹，由于混合料内冷外热，在摊铺工艺结束之后，整体散热化十分显著。摊铺过程中需要保持混合料的高温，一般其温度设定在110～150 ℃，施工速度的调整则主要结合施工实际环境（风速、温度、湿度），施工中需要在控制施工效率的基础上确保路面的加热温度。

严格控制路面再生层厚度，同一路段再生层厚度要保持一致。铣刨深度不一会导致再生层厚度不一致，从而影响路面平整度。分幅施工时要控制好纵缝质量，铣刨宽度一般比加热宽度小10～15 cm左右，保证纵缝搭接温度，有助于实现纵缝的密接;施工中再生沥青混合料的温度下降较快，碾压时选用20 t以上的轮胎压路机按照由低到高进行碾压，压路机碾压紧随复拌机进行，尽量避免温度下降造成的压实质量不佳情况[4]。

4.2 效果评价

全范围养护路段使用就地热再生技术具备比薄层热拌罩面技术更为经济的效果，项目以就地热再生技术中的沥青混合料比例控制为90%为例，面层再生厚度控制在5 cm，油石比为5%，根据试验段施工工艺确定松铺系数为1.2，沥青混合料体积密度为2.4 g/cm3。依据每日热再生处理面积为7 100 m2，计算出每日再生沥青混合料消耗量为830 t，所需就地热混合料为115 kg/m2，包含集料质量107 kg/m2，沥青质量为8 kg/m2。使用就地热再生技术对全路面进行预养护能够节约集料量达到98 kg/m2，新沥青节约量达到了3.8 kg/m2，使用设备的作业机组油耗平均值为0.8 kg/m2，燃油造成的CO2排放量为3.2 kg/kg，就地热再生造成的CO2排放量为2.3 kg/m2，生态环境效益十分明显。

5 总结

随着高速公路沥青路面受环境影响愈发严重，沥青路面预养护技术需要结合施工技术、路面破损程度及类型进行绿色化应用，且不同的预养护技术需要根据绿色化原则进行合理化选取。考虑到不同路段的病害类型往往不一致，需要现场技术人员进行适用性筛选，在确保绿色化施工及路面性能提升的基础上，达到降低材料应用成本、提升施工效率的目的。

参考文献

[1]董元帅， 周绪利， 侯芸， 等. 基于寿命周期的沥青路面预养护时机决策优化[J]. 公路， 2020（4）： 7-9.

[2]胡星云， 黄海兵， 邱绍辉， 等. 精表处技术在新余市公路沥青路面预养护中的应用研究[J]. 科技通报， 2021（2）： 51-53.

[3]张江斌. 微表处在沥青路面预养护中的应用研究[J]. 交通建设与管理， 2021（1）： 12-14.

[4]李雪连， 崔之靖， 吕新潮， 等. 就地热再生沥青混合料均匀性的细观评价指标[J]. 中国公路学报， 2020（10）： 11-13.

收稿日期：2022-03-14

作者简介：张璐璐（1987—），女，硕士研究生，高级工程师，研究方向：交通工程。