沥青路面预防性养护技术在公路养护中的应用

0 引言

在经济蓬勃发展中，交通运输日趋完善，公路网规模日益扩大，地区经济在很大程度上依赖于公路建设工程。路面的长期使用，由于磨损和外部自然因素，沥青路面老化会导致各种病害。随着道路现代化建设，相关部门越来越重视路面养护。预防性养护是沥青路面养护的关键技术。有关单位要从道路的养护入手，确保工作的有效开展。

1 沥青路面预防性养护的重要性

公路是重要的交通系统，承受着一定的运输压力。在使用中，如果管理不当，会导致质量损坏。为了提高路面保持其适当的状态，应定期进行养护。在道路使用阶段，如果出现问题，得不到解决，就会影响路面的平整度。如果问题恶化，路面将发生严重的破坏，不利于进一步应用。沥青路面的预防性养护需要有效的措施来解决问题，问题的类型很多，包括裂缝、渗水和平整度问题。随着沥青的老化，会发生变形，并在温差下出现裂缝。部分地区天气较差，容易出现裂缝。为避免路面出现问题，需要对路面进行有效养护，采用标准化方案，使用高效的养护技术，保证道路使用性能良好。

2 沥青病害的常见形式

沥青路面作为广泛使用的形式，由于自然因素和车辆影响非常普遍，裂缝是沥青路面的常见病害。由于施工时路面的阻力不均匀，投入使用后，受到车辆荷载，出现大小不一的裂缝。由于雨水的冲刷，路面也面临结构问题，导致裂缝加剧。块状开裂也是路面的常见病害问题，主要是材料因素引起。路面使用的是沥青材料，而沥青在低温度条件下收缩使路面难以保持稳定状态，导致砌块发生开裂。纵向裂纹是裂纹的主要形式，这种裂缝是由于土壤分布和应力不均匀而形成的。施工中地面覆盖不均匀施工会导致路基下沉。与纵向裂缝相比，横向裂纹发生频率更高。差异沉降裂纹、荷载裂纹和半刚性反射裂纹是横向裂纹的主要表现形式。

3 沥青路面常见病害的成因

沥青路面上的坑槽属于土层的病害。如果表层裂纹和外力因素造成的损坏不及时修复，长期使用后会加重损坏程度，最终会导致表层孔洞的出现。沥青路面问题对路面结构造成很大的破坏。此类病害是沥青与路面的附着力不足，混凝土材料陈旧，路面强度不均造成的。在施工中出现这些问题，沥青松散的概率就比较高。在道路工程中，部分路段面临下沉风险，部分路段土壤特殊，容易老化。在外力的影响下，损坏是不可避免的。当荷载超过最大剪切极限时，将会伴随着下沉。因此，路面用力不均是主要原因，使路面产生凹陷和变形，导致各种裂缝。沥青混凝土的特殊性是造成车辙的直接原因。沥青的物理性能比较特殊，在高温下，稳定性很难保持。在车辆连续通过时，对路面有一定的影响，沥青的稳定性难以保持，容易变形。一旦沥青在压力下变得粘稠，病害将不可避免。无论车辙问题的类型如何，都对道路的耐久性有很大影响。

4 沥青路面预防性养护在公路养护中的应用

4.1 沥青材料再生技术

路面在使用中，会被多辆车辆碾压，同时也受到环境的影响，导致路面出现裂缝、老化问题，导致结构变形等。沥青路面主要由橡胶、沥青等组成，使用沥青时粘度会降低，容易发生病害。沥青摊铺再生技术可以解决上述问题。该技术是在沥青混合料中加入一定的再生剂，在加热后，使混合料发生化学变化，提高混合物的性能。如果路面病害程度很严重，还可以添加新沥青，以及结合沥青路面再生技术。

4.2 补强技术

在预防沥青路面病害时，需要采取一定的措施，降低对路面的破坏。对于一些裂缝较宽的路面，使用密封缝，进行路面清洁。将原料准备好，放入搅拌容器中混合。混合用于铺装路面，确保混合物均匀铺在路面上。采取紧急措施，避免路面修补中的缺陷，保证沥青路面质量。摊铺时，必须监控原材料的使用，检查沥青和骨料情况。在施工完成前，可在二次施工前恢复铺装，并在施工前及时清理混合料。必须用油毡覆盖施工道路，长度应在1m以上。纵向地板的搭接必须控制，不得小于80cm，为确保沥青路面行车安全，纵向搭接高度必须小于6mm。

4.3 裂缝灌封

我国大部分路面都采用半刚性基层路面，路面容易因收缩而断裂，更容易出现反光裂纹，长时间使用后，如不及时采取措施，就会威胁到路面结构。因此，将填缝应用于道路结构，以确保行车安全。工程中的裂缝超过5mm，当天气变暖时，裂缝会增加。可以在气候温暖的季节填充。在高温季节，裂缝愈合时间会更短。清理缝隙后，将加热后的沥青灌入缝隙中。改性沥青不需要加热。浇注应缓慢，并控制好总量，将沥青覆盖在接缝处并保持水平即可。当温度降至正常时，车辆可以通过。这种方法特点是操作简单方便，不需花费大量的物力。对于沥青路面，如果裂纹宽度超过10mm，且边缘无变形，可将裂纹清理干净，直接填封。如果宽度小于10mm，进行开槽处理，清理后将灰尘和碎屑封装。一般情况下，填料冷却10～20分钟，即可正常通行，具体要根据气候来定。灌缝后，还应及时检查灌缝表面，确保路面平整，表面无颗粒结块。

4.4 表面封层技术

表面密封是非常有效的预防性技术。根据该技术，修补层铺设在原有路面上，原有沥青由养护层保护。如果在路面养护中使用压实技术，则使用密封剂、骨料等的混合物。表面压实技术可以封闭沥青路面裂缝，防止裂缝的进一步扩大，增加路面的防滑性。铺设聚合层减少了沥青氧化，在一定程度上增加路面的透水性，防止雨水渗入。由于表面压实在路面养护中的应用，预防性养护可以减少路面骨料的崩解。密封层包括石屑密封、悬浮密封和磨砂密封层。石屑封层技术是根据碎石，当乳化沥青达到标准时，喷洒乳化沥青，涂上一定的骨料和沙子，最后涂上层压板。这种预防性维护比较简单，总投资也很低。采用该技术对路面进行养护后，其使用时间相对较短。如果超过时间，路面会面临各种病害。砂浆压实技术也是表面压实技术，这种预防性养护使用优质配料、乳化沥青和外加剂。预防性维护流程是用密封胶将材料充分混合，使材料混合均匀，形成混合物，将混合物均匀分布。这种预防性养护形成的养护层具有耐磨性，与原有的沥青涂层形成结合。[1]

4.5 就地冷再生技术

根据所用冷加工设备运行特点，制定了不同的施工速度和转子，并根据工程对旧路面进行了铣刨。物料取样后送实验室进行检测，得到最佳级配。制定路面预防性养护方案，按照拟定的方案和施工进行旧路铣刨和新路施工。根据要求，将新料铺好再研磨，粉碎后的物料筛选。若筛分试验不符合要求，需重新设置转速、再生深度、转子转速等，重复上述试验，直至参数完全满足要求。对破损严重的应降低处理速度，先用振动压路机静，对准矫直机，达到压实后再次振动。转到振动压路机，继续振动。完成后，检查区域和结构的压实和湿度，以达到致密性所需的层压。考虑到施工水平及其他施工因素的影响，实际施工中的最佳滚动应在施工计划确定的最佳速度基础上增加1倍。在施工中，材料混合中应根据最佳含水量增加0.5%-2%，施工前的含水量最接近最佳含水量。考虑到环境和气候的变化，需要测定含水量和水泥用量。根据结果，水泥量为5%时，试验特性完全满足项目相关技术要求。采用注水泥机进行加铺，处理后的混合物最佳含水量控制在-1.0%～-0.5%。根据道路程度调节速度，但不应超过6～10m/min，以免磨料级配波动过大。在冷加工铣刨后，根据水平控制桩检查工作深度。如果深度超过设计值±1cm，应查明原因，调整运行参数[2]。

4.6 微表技术

随着相关管理部门对工作的重视，对于沥青路面的预防性养护也日趋成熟和多样化。在进行预防性养护时，可以监测养护需求，选择最合适的技术。在优质公路上养护路面时，表面微处理也是关键的技术。这种预防性技术是在煤泥固结的基础上发展的，其技术使用原理相似。微表面处理原理是加入一定的聚合物改性乳化沥青、外加剂，加入一定的石屑、砂子、填料，按特定比例将材料混合。形成良好流动性的混合物。养护路面时，均匀分布在路面上。这种处理路面的方法采用表面微处理后，提高了沥青路面的平整度和防滑性。尽管表面微加工发挥着重要作用，但该技术也存在问题。对沥青面层进行了微处理技术的预防保养后，对车辆的行驶会有影响。尤其是车辆的速度，沥青路面在车辆行驶中会有一定的噪音[3]。

4.7 薄层罩面

薄层罩面在沥青养护方面也能有良好的效果，使该技术在养护技术中得到广泛应用。作为有效的沥青涂层技术，用于技术的材料是热沥青混合料。这种材料维修路面时，现场人员必须加强厚度管理。根据路面应用确保技术效果，其厚度保持在1.5-2cm，这个范围下，养护效果非常好。现阶段，在公路项目中，人们倾向于薄层罩面对路面进行养护。这种预防性维护技术，在沥青路面上形成了薄表层。与其他预防性养护不同的是，不需要层压处理，使得密实度不达标水平，并可能伴随对养护产生影响。因此，鉴于薄层技术的不足，在发展过程中，技术还需要一些改进和创新[4]。

5 预防性养护技术在二级公路日常养护中的应用

5.1 路面预养护适用性判断

根据预养护的技术理念，即“在最佳的时间对合适的路面采取有效的措施”，必须在进行预养护对策选择之前，判断原路面状况是否适合预养护。下文以G312线K2763+173-K2783+173段公路沥青路面的预养护策略为例进行分析。

宏观路况标准如表1所示。其微观路况标准（即适合预养护的路面损坏类型和严重程度）分为：轻微的横向裂缝或纵向裂缝、轻微的不规则裂缝、轻微的龟裂轻微车辙、波浪拥包和泛油6种。根据2019年12月路况调查和检测结果，G312线K2763+170-K2783+173基本情况见表2。

表1 普工干线二级公路沥青路面预养护适用的路况水平

表2 G312线K2763+173-K2783+173段的基本情况

路面预养护适用性可根据以下两点进行判断：根据表1中的PCI=85.65＞82、RQI=89.24＞82可知，原路面状况满足预养护的宏观路况标准。

由表2可知，路面损坏的主要原因是龟裂、纵横向裂缝、波浪拥包和轻微车辙。

从上述分析可知，G312线K2763+170-K2783+173段原路面状况符合预养护路况标准，适合同步碎石封层预防性养护。

5.2 预防性养护实施路段情况分析

5.2.1 实施背景

随着公路使用年限增长，沥青路面逐步老化，重型车辆急剧增多等原因，路面沉陷、龟网裂等病害显著增多，路况质量明显降低，为了封闭地表水下渗，延长路面使用寿命，我段在G312线K2765+400-K2766+520、K2767+320-K2768+000、K2771+300-K2771+500、K2772+700-K2772+800、K2774+000-K2778+000等路段实施了改性乳化沥青同步碎石封层。

5.2.2 主要技术指标

在实际施工过程中，改性乳化沥青同步碎石封层采用PCR型，向底层表面均匀喷洒改性乳化沥青，为保证雾状喷洒形成均匀、等厚度的沥青膜，沥青含量不小于60%，碎石规格为8-12mm，改性乳化沥青洒布量为1.8-2.0kg/m，碎石用量为8-10m3/1000m2，碎石采用反击（锤式）破碎加工而成，严格控制粉尘含量，并采用乳化沥青对碎石进行预裹覆处理（表3）。

表3 高黏度快裂型改性乳化沥青技术指标

5.2.3 改性乳化沥青同步碎石封层的优越性

同步碎石封层具有良好的抗滑性能和防渗水性能，同一地点的乳化沥青和碎石落地时间间隔不超过1秒钟，大大提高了它们的粘结度，实施过程全自动电脑控制，前进式的工作方向，增加了施工安全性，降低了对环境的影响，在公路建设资金不足的情况下，采用造价低廉的同步碎石封层作为低等级公路路面是提高路网铺装率的行之有效的措施。

5.2.4 同步碎石封层局限性

同步碎石封层工艺在气温太低时不宜施工，阴雨天气不宜施工，有风天气不宜施工；原路面必须有充足的结构强度，和较好的路面平整度。原路面病害较严重，进行碎石封层后效果不太明显，病害仍然有反射到路面的可能。经后续观测，碎石粘结牢固，镶嵌密实，表面平整，无裂缝、龟网裂反射现象，封水效果较好。

5.3 总结

通过对实施预防性养护后的路段进行跟踪观察和路面调查分析，采用同步碎石封层处治的路段，路面病害的发展得到了有效的控制，路面的使用功能得到了恢复和改善，特别是对防止路面地表水的下渗具有非常好的效果，从而有效地延长了路面的使用寿命。同步碎石封层在普通干线公路上的应用是比较成功的，是一种可以推广的预防性养护技术。总之，进行预防性养护是降低养护成本的有效途径，选择合适的时机进行预防性养护，做到防患于未然，能有效降低养护费用，并使路面始终保持良好的服务状态。通过预防性养护，可以提高路面服务功能，延长路面大中修周期，降低道路养护费用。

6 结束语

在使用沥青路面时，外界因素及车辆通行会对路面造成损害，影响行车安全性，因此应采取预防措施，避免路面病害的出现，延长公路路面的使用寿命。需要根据沥青路面破坏类型，进行针对性的防治，提高沥青路面防治效果，达到提高公路整体通行质量的目的。在道路现代化和发展中，相关部门越来越重视沥青路面病害的防治。尽管预防性养护已经成熟，但在路面不同条件下，需要采用特定养护技术，达到最理想的效果，提高路面的使用效率，注意预防措施的选择，进一步改善路面养护技术。