沥青路面预防性养护技术方案分析

袁海军，王传峰

（济宁市公路管理局金乡公路局，山东 济宁 272200）

0 引言

近年来，随着我国公路交通的发展，公路覆盖面积越来越大，显著提升了人们的出行质量，但公路长时间运营不可避免会出现病害，若不及时处理将无法保障公路的安全性[1-2]。因此，为了防止轻微病害对公路正常运营造成风险，采取有效的预防性措施来提升公路质量具有重要意义[3-4]。如李丁[5]对某工程预防性养护技术的应用及效果进行了研究，发现预防性养护施工后公路的整体质量有明显提高，可有效保障工程的使用寿命，建议推广使用。宋政文[6]对高速公路沥青路面典型病害及其形成原因进行了分析，认为预防性养护技术的目的在于防止公路病害进一步扩大，保证沥青路面的安全性和可靠性，延长道路的使用寿命。李金涛等[7]为研究预防性养护技术在高速公路上的实际应用效果，结合沥青路面病害的种类对该高速公路路面病害进行调查，并对其分布特点和成因进行了分析。陈奠东[8]阐述了预防性养护技术的主要特征、应用要求、实施时机，并列举了部分路面病害类型及成因，分析了公路沥青路面预防性养护技术的应用情况。基于此，本文结合公路预防性养护实践经验，提出了同步碎石封层和雾封层两种养护方法，并结合实际工程验证了预防性养护技术方案的应用效果。

1 工程概况

1.1 路面预防性养护技术方案设计

某省道养护项目全长17.6km，路面宽度为11.5m，双向两车道，设计行驶速度为60km/h，路面结构为8cm沥青混凝土+防水层+10cmC50混凝土。近年来，随着交通量的增长，部分路段出现了轻微病害，其中：K06+300—K09+500段路面虽然平整，但部分路表出现轻微裂缝，路面存在渗水现象；K12+400—K15+200段路面病害相对严重，除了路表有轻微裂缝和渗水外，部分区域还存在路面松散及沉陷。为避免该路段轻微病害进一步扩大而影响公路运营安全性，通过综合考虑施工技术、经济性以及可行性，针对K06+300—K09+500段和K12+400—K15+200段轻微病害分别采用雾封层和同步碎石封层预防性养护技术进行处理。

1.2 病害类型及成因分析

根据现场勘查以及统计分析，可确定部分路段已出现轻微病害，主要表现为路面出现轻微龟裂、块状裂缝、横向裂缝、纵向裂缝及少量松散，局部路段存在路面沉陷、脱皮现象，且裂缝发展会随着时间的推移越来越严重。通过对路面病害特点进行分析，可确定沥青路面出现了不同类型的早期裂缝，且碎石路面面层空隙相对较大，存在早期病害隐患。特别是当雨水充足时，路表水会通过裂缝流入基层，导致公路路基遭到破坏，当水流量较大时，甚至会造成公路路基失稳、坍塌，再加上重载车辆的长期作用，路面沉降也会出现较大差异，不利于公路安全运营。因此，针对路面出现的轻微病害需及时采取预防性养护措施，以防止路面出现更为严重的损坏。路面病害发展如图1所示。

图1 路面病害发展示意图

2 同步碎石封层施工工艺及效果分析

为缩短沥青与石料的结合时间，针对K12+400—K15+200段病害采用同步碎石封层技术进行养护，施工时保证高温沥青喷洒与石料撒布具有均匀性、同步性，并严格控制喷洒高度、速度及覆盖面积等，以保证结合强度达标。

2.1 施工准备

施工准备工作主要包括路面处理、路面检查及施工设备和材料的检查3项，具体内容如下：

（1）路面处理：根据路面实地勘查情况，施工前对路面出现龟裂、坑槽及沉陷病害路段采取相应治理措施，并对路面杂物进行清理。

（2）路面检查：对初步处理过的路面进行检查，确保所有路面满足施工要求，若无法满足要求，需继续对施工路面进行处理。

（3）施工设备、材料检查：检查所有施工设备、工具能否正常使用，确保所有材料性能指标均满足设计要求。

2.2 施工要点

（1）温度控制：施工时间应选择高温干燥时期，施工最佳温度需超过35℃，最低温度不低于20℃，阴雨天气或低温天气应停止施工。

（2）设备参数控制：应定期对施工设备进行调试和保养，应根据施工需求灵活调整喷嘴高度、喷撒角度和喷嘴类型，应沿着车道轨迹合理喷撒黏结料，严格控制沥青膜厚度，以保证黏结料用量符合施工要求。

（3）材料控制：根据施工路面状况确定黏结料用量，部分路面喷洒改性沥青，应严格控制沥青膜厚度及喷洒均匀度，沥青喷洒温度控制在160～170℃。

（4）施工控制：施工过程中应保证施工车辆行驶速度稳定，同时适当增加胶轮压路机的数量，以保证路面碾压及时、到位。

2.3 养护效果

通过对同步碎石封层预防性养护施工前后的沥青路面进行性能跟踪检测，得出K12+400—K15+200段路面的渗水系数、摩擦系数及构造深度的均值，如表1所示。

表1 同步碎石封层预防性养护施工前后沥青路面的检测结果

从表1可以看出，K12+400—K15+200段沥青路面在同步碎石封层预防性养护前的渗水系数为29mL/min，而预防养护施工后30d降低至0.8mL/min；预防性养护前的摩擦系数为50BPN，而预防性养护施工后30d增至71BPN；构造深度则由预防性养护施工前的0.62mm增至施工后30d的1.05mm。由此可见，同步碎石封层预防性养护措施能够明显地提升沥青路面的抗滑性、密水性等性能。经同步碎石封层技术处治后，K12+400—K15+200段路面的轻微裂缝得到修复，部分区域路面松散、沉陷、渗水问题得到解决，路面石料与沥青结合状况良好，路面强度得到显著提升，表明同步碎石封层技术的应用效果良好。

3 雾封层施工工艺及效果分析

K06+300—K09+500段路面养护工艺相对简单，采用雾封层技术直接对沥青路面喷洒油剂型材料，材料直接渗透到路面裂缝及内部孔隙中形成保护膜，可阻止路面水流入路基内部，同时还能增强骨料间的黏结力，从而使沥青路面恢复活性。

3.1 施工准备

施工准备工作主要包括路面处理、路面检查及施工设备和材料检查3项，具体内容如下：

（1）路面处理：根据公路养护维修规范，针对路面沉陷、路表龟裂等轻微病害采取初步处治措施，并对施工路面杂物进行清理。

（2）路面检查：检查初步处治过的路面情况，确定是否存在更为严重的病害，如果存在，则需按照维修规范进行处治，使路面状态达到施工标准。

（3）设备、材料检查：为保证施工阶段设备的正常工作，施工过程中应定期对设备进行检查，同时保证施工材料参数满足规范要求，确定无误后方可投入使用。

3.2 施工要点

（1）现场保护：对施工车道进行封闭管理，采取保护措施，保证路面干燥、洁净，防止施工现场被污染、破坏。

（2）设备参数：根据施工需求设置喷洒系统参数，洒布量设定为0.35～0.45kg/m2，防止油量过多，避免安全隐患。若出现喷洒系统作业异常时，可在路面撒布厚度为0.4～0.6mm的细砂，沥青洒布量增至1kg/m2，以适应复杂的施工环境。

（3）施工控制：根据现场情况灵活设计施工方案，对于空隙较大的路段，可先采取人工洒布处理，达到养护条件后采用喷洒系统自动洒布，保证洒布均匀度。施工阶段应注意横向接头的衔接处理，禁止车辆和行人通行，同时标注好施工时间。

3.3 养护效果

通过对该省道K06+300—K09+500段沥青路面实施雾封层预防性养护，跟踪检测预防性养护前后沥青路面的渗水系数、摩擦系数与构造深度均值，结果如表2所示。

表2 雾封层预防性养护前后沥青路面的检测结果

由表2可以看出，K06+300—K09+500段沥青路面在雾封层预防性养护施工前的渗水系数、摩擦系数与构造深度分别为32mL/min,51BPN,0.66mm，而在实施雾封层预防性养护施工一月后的渗水系数、摩擦系数与构造深度分别为1.2mL/min,72BPN,1.12mm，说明经过预防性养护后沥青路面的抗滑性能、抗水损性能等都有一定程度的提升。此外，采用雾封层技术处治后的现场，路面油剂型材料洒布均匀，路面微小裂缝得到修复，部分区域较大空隙得到填充，解决了路面渗水问题，路表附着的轻质油层有效恢复了沥青路面活性，封水、防水效果优良，说明雾封层技术的应用效果良好。

4 结语

本文以某公路沥青路面预防性养护工程为例，通过对路面病害的实地勘察，分析了沥青路面病害类型及其成因，针对不同病害路段分别采用了同步碎石封层和雾封层预防性养护技术方案，并详细阐述了两种养护方案的施工工艺，最后对两种预防性养护方案的养护效果进行跟踪检测及评价。结果显示，这两种预防性养护方案均能有效提高沥青路面的抗滑、抗水损等性能，其中同步碎石封层技术可有效修复路面轻微裂缝，解决渗水问题，且石料与沥青结合状况良好，路面强度得到显著提升，而雾封层技术可恢复路面沥青活性，使路面恢复到初始无裂纹状态，从而增强路面防水效果。综合来看，同步碎石封层和雾封层预防性养护技术均可有效防止路面轻微病害的发展，有助于保证路面长期使用质量及安全性。