瀝青路面預防性養護技術應用研究

摘要 隨著我國公路網的日益完善，公路工程項目由新建轉變至養護階段。預防性養護技術能夠延長瀝青路面服務使用年限，提高瀝青路面使用性能。以烏魯木齊某高速公路為調查對象，采用人工調查法調查該公路段路面存在的病害類型及病害數量。根據病害調查結果，計算瀝青路面技術狀況指數PQI≥85，判斷路面狀況為優，可進行預防性養護。通過對比分析法，確定該公路路面預防性養護采用超薄罩面法，研究了預防性養護技術在瀝青路面應用的全過程。

關鍵詞 瀝青路面;預防性養護;應用研究

中圖分類號 U416.217;U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0150-03

收稿日期：2022-03-24

作者簡介：馮好娟（1981—），女，本科，高級工程師，從事公路與城市道路設計工作。

0 引言

我國高速公路的新建工程已經基本完成，按照高速公路全生命周期，公路工程已經進入運營使用階段。高速公路使用過程中，由于車輛荷載與環境因素的共同作用，瀝青路面耐久性降低，導致路面病害逐漸產生[1]。為了保證高速公路的正常運行，需要對瀝青路面進行養護。傳統的養護方法為路面修補法，即路面病害完全出現后再對路面進行修補，該方法養護周期長，成本高且效果較差[2]。瀝青路面的病害主要出現在路面使用早期，采用預防性養護技術對瀝青路面進行養護，能夠有效阻止病害的發展，起到預防效果[3]。常用的預防性養護技術包括稀漿封層、微表處、超薄罩面、同步碎石以及霧封層等[4]。但是預防性養護在我國的應用還不全面。該文以烏魯木齊某高速公路為調查對象，根據該公路路面病害調查結果，確定高速公路路面技術狀況等級，對養護方案進行比選，研究預防性養護在瀝青路面中的應用。

1 預防性養護措施及基本流程

1.1 微表處

微表處養護是指將改性乳化瀝青、集料填料、水以及添加劑進行拌合，形成施工和易性良好的混合料，將混合料作為封層攤鋪在面層之上。微表處養護施工能夠在現場完成混合料的拌合及攤鋪，具有施工簡便、施工效率高、節能環保以及施工造價低的特點，適用于瀝青路面病害較輕的路段。

1.2 霧封層

霧封層主要由乳化瀝青、改性乳化瀝青及養護劑構成，在進行霧封層施工時，采用專業設備進行封層噴灑。霧封層技術能夠有效減小路面孔隙，對于瀝青路面出現的松散剝落病害，霧封層能夠穩定松散材料，并且瀝青路面出現老化病害時，霧封層能夠修復瀝青路面老化。但是當路面出現泛油、抗滑強度不足時，不能采用霧封層技術處置。該技術具有養護成本低，施工技術簡單，可立即開放交通的特點。

1.3 薄層罩面

薄層罩面技術是瀝青路面最有效的預防性養護技術之一。薄層罩面技術是在原瀝青路面上面層加鋪超薄磨耗層的技術。超薄磨耗層由改性瀝青、集料及填料按照級配設計進行拌合而成的瀝青混合料構成。薄層罩面技術能夠修補原路面病害，提高瀝青路面使用性能，增加路面平整度及抗滑性能。按照罩面材料結合料的不同，可以分為熱薄層罩面、冷薄層罩面以及溫薄層罩面，薄層罩面技術適用于原瀝青路面病害類型較多且病害占比大的路面。

1.4 預防性養護技術的基本流程

預防性養護技術的基本流程如圖1所示。預防性養護技術首先對原瀝青路面狀況進行調查，得到原路面存在的病害類型、病害數量以及病害程度。根據病害調查結果計算原路面技術狀況指數PQI，當路面技術狀況評價為良以上時，可以進行預防性養護，若路面狀況等級低于良不適合進行預防性養護。

2 烏魯木齊某高速公路預防性養護技術應用

2.1 工程概況

烏魯木齊某高速公路段全長24.763 km，設計速度120 km/h，雙向六車道。公路路面基層選用無機結合料穩定材料，面層材料選用瀝青瑪蹄脂碎石。烏魯木齊屬于溫帶大陸性氣候，年平均氣溫11 ℃，年極端低溫?16 ℃，年極端高溫26 ℃，年平均降雨量249 mm，降雨集中于春季。該高速公路段通車6年以來，在環境因素和行車荷載共同作用下，瀝青路面結構整體性良好，但出現較多表面病害，其中裂縫病害最為嚴重，需要對該公路路面進行病害處治及預防養護。

2.2 瀝青路面病害調查分析

對烏魯木齊某高速公路段路面病害進行調查，其主要的典型病害為橫向裂縫、縱向裂縫、車轍、龜裂以及病害修補。調查結果如表1所示。

2.3 烏魯木齊某高速公路路面病害分析

2.3.1 裂縫類病害

裂縫類病害為該高速公路段主要病害，其中橫向裂縫占比最高。并且該高速公路橫向裂縫病害分布均勻，上、下行段均出現大量橫向裂縫。該病害出現是由于重載交通與環境因素的影響造成瀝青路面產生疲勞損害，出現橫向裂縫，并且是由基層引起的反射裂縫。

2.3.2 車轍類病害

車轍類病害是高速公路最常見的病害之一。普遍存在于行車道車輛輪跡處，當氣溫升高時，路面溫度可以達到70 ℃以上，瀝青由彈性向粘性轉變，在重載交通的作用下瀝青混合料發生永久性變形，產生了車轍病害，導致瀝青路面的抗剪切能力下降。

2.4 烏魯木齊某高速公路路面狀況等級評價

根據公路路面狀況技術評定規范對瀝青路面技術狀況進行評級，對于路面使用性能評價選用路面技術狀況指數PQI作為評價指標，通過對路面技術狀況指數各分項指標檢測及評定，按照公式（1）進行路面技術狀況指數PQI計算，得到瀝青路面的評價結果。

（1）

式中：PQI—路面技術狀況指數;

PCI—路面損壞;

RQI—路面平整度;

RDI—路面車轍;

PBI—路面跳車;

PWI—路面磨耗;

SRI—路面抗滑性能;

PSSI—路面結構強度;

w—各技術狀況在PQI中的權重。

根據烏魯木齊某高速公路路面病害調查結果，對該公路路面技術狀況指數PQI進行計算，結果如表2烏魯木齊某高速公路路面技術狀況明細表所示。

按照表中路面技術狀況分析指標評定結果，進行路面技術狀況指數PQI的計算，計算結果≥85時，可以評價該路面使用性能為優。根據計算該公路段路面計算狀況指數PQI=93，由此可以將該路面技術狀況等級評價為優。公路路面養護規范要求路面技術狀況等級為良以上可進行預防性養護。所以，該高速公路路面采用預防性養護技術進行道路養護。

2.5 預防性養護

根據該高速公路路面病害調查結果，得出路面病害中裂縫類病害占比最大，同時還存在車轍病害，但是原路面修補病害較多，達到50%，造成瀝青路面抗滑性能不足。因此，選用超薄罩面法對該瀝青路面進行預防性養護。

2.5.1 超薄罩面材料選擇

根據預防性養護方案，選擇熱超薄罩面技術，超薄抗滑層材料選用間斷級配骨架空隙結構瀝青混合料，瀝青采用改性瀝青，其技術指標如表3所示，超薄罩面層厚度通常在10～25 mm之間，粗集料最大粒徑≤10 mm，應選用表面粗糙、棱角分明且壓碎值符合要求的堿性集料。細集料選擇壓碎值與含泥量滿足規范要求的機制砂即可。礦粉作為瀝青混合料的填料，在堿性條件下集料與瀝青膠漿之間產生化學吸附提高材料強度，用量通常在3%左右。

2.5.2 混合料拌合運輸

該公路段超薄照面施工過程中嚴格控制拌合及運輸溫度。在進行混合料拌合時，必須保證改性瀝青在穩定期內，并且改性瀝青具有一定的溫度敏感性，拌合溫度過高時，會造成改性瀝青不穩定，使瀝青失效。

2.5.3 撒布攤鋪

該公路段超薄罩面進行撒布攤鋪時需要使用專用加鋪機械，采用雙層攤鋪法，即黏結層與超薄抗滑層同時鋪設。首先向面層噴灑黏結材料形成黏結層，黏結材料選用乳化瀝青。在噴灑黏結材料的同時，進行混合料的攤鋪，完成超薄罩面的撒布攤鋪。

2.5.4 碾壓

混合料撒布攤鋪完成后，進行碾壓施工。該公路段超薄罩面碾壓采用3段式碾壓，分為初壓、復壓以及終壓，壓實方法采用振動壓實。初壓時壓路機碾壓速度控制在4～5 km/h，復壓時速度應在5～6 km/h內，進行4遍碾壓。終壓時對路面進行靜壓施工，靜壓次數在3次左右。

3 結論

綜上所述，以烏魯木齊某高速公路為調查對象，采用人工調查法，得到該公路段存在的病害主要為裂縫類病害以及修補類病害。根據病害調查結果，對該公路段路面技術狀況進行評定，得到路面技術狀況等級為優，適用于預防性養護技術。通過對比分析法，確定超薄罩面法為該路面預防性養護技術，根據超薄罩面施工全過程，研究了預防性養護技術在瀝青路面中的應用。

參考文獻

[1]常薺月. 瀝青路面預防性養護技術應用研究[J]. 黑龍江交通科技， 2021（11）： 41-42.

[2]孫仲謀. 高速公路路面預防性養護霧封層技術應用研究[J]. 交通建設與管理， 2021（3）： 116-117.

[3]陳文浩.? 蒙東地區瀝青路面預防性養護技術應用研究[D]. 西安：長安大學， 2020.

[4]張文忠.? 高速公路瀝青路面預養護技術應用研究[D]. 西安：長安大學， 2018.