精表处技术在沥青面层养护维修中的应用

乔 杰

（山西省公路局 晋中分局，山西 晋中 030600）

0 引言

高速公路运营初期，沥青路面会出现轻微的开裂、磨光等病害，如不及时处理很容易进一步发展。精表处对沥青路面轻微病害的维修效果好，可有效控制病害的进一步发展，且可以有效防止新病害的产生[1]。某高速公路在运营通车一段时间后，相继出现了轻微裂缝、磨光、车辙等病害，路面使用状况产生了一定幅度的下降，拟采用精表处对路面病害进行处治。综合考虑气候、材料来源和交通荷载等因素的影响[2]，进行原材料选配和配合比设计，并在养护后对路面的抗滑性能和抗渗性能进行检测，以评价养护效果。

1 沥青路面使用状况调查与评价

1.1 项目简介

某高速公路设计全长83.904 km，路基设计宽度为26 m，设计最大车速为120 km/h，于2006年建成通车，2018年对路面结构进行了一次大修。在2020年路面调查过程中，发现局部路段产生了轻微裂缝、磨光病害，并有进一步发展的趋势。该高速公路位于山岭重丘区，自运营通车以来交通量增长幅度较大，且重型运煤货车较多。

1.2 路面使用状况调查与评价

高速公路路面使用状况调查方法主要采用人工徒步调查，对路面病害类型、所处桩号位置、数量长度等进行记录，并进行病害描述。根据调查结果，沥青路面整体使用状况良好，只有局部路段出现了轻微裂缝和磨光，主要集中在长下坡和急转弯路段。分析原因，裂缝是由于车辆荷载、温度变化等因素造成的，磨光是由于长下坡路段车辆频繁制动造成，应及时进行养护维修提高路面抗滑性能，保证行车安全。以1 km长度作为一个调查段，对路面使用状况开展评价，其中K215+000—K239+000段部分路段病害较集中，根据调查结果对各路段路面使用状况开展评价，评价结果如表1所示。

表1 K215+000—K239+000段部分路段路面使用状况评价结果

根据上述路段路面使用状况评价结果，可以看出所有路段PQI值均在90以上，评定等级均为优，K223+000—K224+000和K238+000—K239+000段PCI值小于90，评定等级为良[3]。

2 沥青路面精表处养护维修方案

结合路面使用状况调查和评价结果，K215+000—K239+000段只有部分路段出现了轻微裂缝和磨光现象，对路面结构基本不产生影响，拟采用精表处进行预防性养护，封闭裂缝、提高路面抗滑性能，还可以起到防止路面病害产生的效果。

施工前彻底清洁沥青路面，对宽度较大的裂缝进行处理，然后加铺精表处结构层。精表处结构层总厚度为5 mm，采用“三油两砂”施工，分为底层、中间层和面层3层[4]。底层施工同步洒布Ⅰ型高性能胶结料和细集料，胶结料可渗入路面结构内部，封闭路表孔隙，提高防水性能。中间层施工同步洒布Ⅱ型高性能胶结料和细集料，与底层材料相互嵌挤，形成密实稳定的结构层，提高路面行车舒适性。面层施工时洒布Ⅱ型高性能胶结料，对中间层松动、不牢固的材料进一步黏结加固，防止材料脱落，起到固定和保护作用。

3 精表处原材料技术要求

3.1 高性能胶结料

高性能胶结料选用油溶性液体环氧沥青类材料，高性能胶结料I型和Ⅱ型主要技术要求如表2和表3所示。

表2 高性能胶结料Ⅰ型主要技术要求

表3 高性能胶结料Ⅱ型主要技术要求

3.2 集料

集料选择干净、清洁、多棱角的碎石，主要技术指标及技术要求如表4所示。

表4 精表处集料主要技术指标及技术要求

3.3 集料级配

精表处集料的级配如表5所示。

表5 精表处集料的级配

4 精表处施工质量验收

4.1 路面渗水系数检测结果分析

按照设计要求，每1～3 km为一个评价路段，对精表处养护后路面渗水系数进行检测。按照设计要求，检测频率为3点/km，检测值不得大于10 mL/min。为了对比分析养护效果，在施工前后选取试验段进行渗水系数检测，检测位置为路面轮迹位置。每个测点采用渗水试验进行两次检测，前后检测点布置在不同的车道。取K225+000—K226+000段渗水试验检测结果作为研究对象，检测结果如表6所示，养护前后渗水系数对比分析如图1所示。

表6 K225+000—K226+000段养护前后渗水试验检测结果

图1 K225+000—K226+000段养护前后各测点渗水系数对比图

分析表6和图1可以得出，沥青路面养护后沥青路面渗水系数明显下降，降幅90%左右，且渗水系数均小于10 mL/min，达到了设计要求。养护前沥青路面渗水系数均高于10 mL/min，在运营通车一段时间后沥青路面表面的沥青膜脱落，渗水系数增加，路面抗渗性能下降，亟需进行维修。养护后沥青路面渗水系数下降了90%左右，各测点渗水系数均满足设计要求，路面抗渗性能明显提高。

4.2 路面抗滑性能试验检测结果分析

路面抗滑性能检测主要对摆值和构造深度进行检测，评定路段长度、检测频率与渗水系数相同。选取K238+000—K239+000段作为评定路段，摆值检测采用摆式仪，构造深度检测采用铺砂法，检测结果如表7和表8所示。

表7 精表处养护前后路面摆值检测结果

表8 精表处养护前后路面构造深度检测结果

分析表7数据，养护前路面摆值最小值为37 BPN，不满足《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）中摆值不得低于45 BPN的要求，养护后路面摆值明显提高，提高百分率最高达到47.14%，其中检测结果最小值为61 BPN，满足设计要求的不低于45 BPN的要求。

分析表8数据，养护后路面构造深度得到了一定幅度的提高，最大提高百分率达到42.11%，检测结果最小值为72 mm。虽然养护前路面构造深度也满足设计要求，但养护后构造深度得到了大幅提高。

总之，通过对比分析试验数据，养护后沥青路面的摆值和构造深度均得到了大幅提高，说明路面抗滑性能明显提高。

5 结语

结合某高速公路路面病害调查和使用状况评价结果，制定方案采用精表处进行养护维修，并进行预防性养护，提高路面使用性能，养护前后检测路面渗水系数和抗滑性能，分析试验结果得出以下结论：

a）养护后沥青路面渗水系数下降90%左右，满足不大于10 mL/min的设计要求，路面抗渗性能明显提高。

b）养护后沥青路面的摆值和构造深度进一步提升，其中摆值提高明显，满足不低于45 BPN的设计要求，路面抗滑性能明显提高，达到了预期的养护效果。