精表處在公路預防性養護中的應用研究

高彥芝

摘? 要：瀝青路面長期暴露在自然條件下，受外界因素的影響，經常出現各種各樣的病害，大部分病害都是逐漸形成的。因此，道路的預防性養護工作要得到足夠重視，在病害早期階段就加以控制。預防性養護就是在既有路面上加一個不超過4 cm的薄層，經過研究精表處可以提高瀝青路面的防水性能、抗滑性能，對路面的平整度和行車舒適性也會有明顯改善。該文以某省道為例，經過路況調查評價，使用精表處對預防性養護路段進行處理，精表處施工前后，滲水系數、摩擦系數、構造深度均有明顯改善。精表處施工無需加熱，對于資源節約、環境保護方面可以起到積極的作用，同時還具有養護成本低、質保時間長等優點。

關鍵詞：精表處；普通國省干線；改性環氧瀝青；預防性養護；路面結構

中圖分類號：U416.217? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）08-0162-04

Abstract： Asphalt pavement is exposed to natural conditions for a long time， under the influence of external factors， there are often a variety of diseases， and most of the diseases are formed gradually. Therefore， the pre-maintenance of the road should be paid enough attention to， so as to control the disease in the early stage. Preventive maintenance is to add a thin layer no more than 4 cm to the existing pavement， which can improve the waterproof performance and skid resistance of asphalt pavement， and obviously improve the smoothness and driving comfort of asphalt pavement. In this paper， taking a provincial highway as an example， after the investigation and evaluation of the road condition， the precise surface is used to deal with the preventive maintenance section， and the water seepage coefficient， friction coefficient and structural depth are obviously improved before and after the construction. Fine surface construction does not need heating， which can play a positive role in resource saving and environmental protection， and has the advantages of low maintenance cost and long quality assurance time.

Keywords： fine surface; general national-provincial trunk line; modified epoxy asphalt; preventive maintenance; pavement structure

目前，國內的公路已相繼進入養護期，以四川省為例，截至2021年底，普通公路總里程39.9萬km，比上年末增加0.5萬km，其中國道里程為2.3萬km，省道里程為2.5萬km。公路養護里程39.7萬km，占公路總里程99.5%[1]。在該省公路網中，低等級公路占比較大，早期建設的公路也相繼進入到大中修階段，每年面臨大量公路的路面改造，公路建設、養護和改造面臨著艱巨、繁重的任務。

道路養護的環節非常重要，其中最重要的是路面養護。路面直接跟汽車輪胎接觸，受車輛荷載的反復作用；并且道路的面層又長期暴露在水、溫度及紫外線等自然條件下，內、外界因素的持續影響，導致路面經常出現車轍、裂縫、坑槽等病害，裂縫、松散剝落等病害不及時處理，地表水會進入路基基層甚至路基，產生更嚴重的病害，因此預防性養護就顯得尤為重要。美國在20世紀90年代初提出了預防性養護的概念，預防性養護的理念跟傳統的道路養護有一定的區別。預防性養護的主要目的是：對于性能良好的路面盡可能地延長使用壽命；對于有輕微病害的路面選擇合適的時間用適當的方法去養護。

1? 原路面狀況調查與評價

1.1? 原路面狀況調查內容

某省道待養護段長度約60 km，路面寬度7 m，局部路段寬10.5 m，雙向兩車道，于2016年實施了大修工程。由于沿線路段較長，交通量不一，經過6年多的運營，各路段出現的病害情況也不一。以自動化采集設備為主，人工調查為輔，無損和有損相結合的檢測方法對原路面技術狀況進行調查檢測。

項目基本數據見表1，主要收集的項目有原設計施工資料、屬性信息、管養信息和交通狀況等。

路面技術狀況見表2，主要檢測項目包括路面破損狀況、平整度、車轍、彎沉及抗滑性能。

養護設計專項檢測數據見表3，檢測項目主要包括路面結構厚度、內部結構狀況及舊路材料性能等。

對各類基礎數據進行收集，采用自動彎沉儀及道路綜合檢測車對路面彎沉、破損、平整度、車轍、抗滑性能、路面跳車等進行檢測，檢測結果如圖1所示。

按照JTG H5210—2018《公路技術狀況評定標準》的要求路面主要采用路面性能指數PQI進行評定，路面性能指數PQI的計算模型包括路面損壞狀況指數（PCI）、路面行駛質量指數（RQI）、路面車轍（RDI）、抗滑性能（SRI）、結構強度（PSSI）、路面跳車指數（PBI）和路面磨耗指數（PWI）7項內容[2]。公路技術狀況的基本評定單位是1 km。

1.2? 調查數據的分析評價

對調查數據進行計算分析，結果表明：原路面結構強度總體狀況良好，承載能力未受明顯影響；道路平整度較好，除長大縱坡路段及急彎路段局部出現車轍病害以外，其余路段未出現明顯的車轍，路面技術狀況良好。路面存在的最大問題是下行路面損壞狀況嚴重，主要是原路面基層水泥用量大而引起的收縮開裂反射至面層的裂縫，而對裂縫沒有及時封閉，導致病害進一步發展成的龜裂、沉陷、唧漿等病害。

對收集的原路面技術狀況數據，應進行精準的整體排序，在有限養護資金的條件下，準確的排序能解決項目的“輕、重、緩、急”需求，充分利用養護資金對路面進行養護。結合路面技術狀況數據，由于原路面彎沉、平整度、車轍等指標均評價為優，因此確定本項目主要以路面破損（PCI）為主要的劃分依據，其余指標作為輔助劃分依據。同時，根據交通部的《普通國省干線“暢安舒美”示范公路創建實施標準（試行）》及JTG H10—2009《公路養護技術規范》[3]，將本項目分為預防性養護、中修及大修3種養護類型。其中預防性養護路段比例為70.3%，中修路段比例為23.5%，大修路段比例為6.2%（表4）。

1.3? 預防性養護措施確定

隨著國內外預防性養護技術的快速發展，預防性養護比較重要的幾個環節也隨之被一些學者專家所關注，如養護策略、養護時機以及路面性能使用指數等相關指標逐漸得到重視[4]。預防性養護的方法較多，比較傳統的做法是在路面表面加一個薄層，厚度一般小于4 cm。

預防性養護方案選擇應在充分調查和分段評估既有路面狀況[5]、分析病害原因的基礎上，選擇大量的方案進行比選，綜合考慮道路使用性能的恢復情況、施工的難易程度、施工工期要求、環境保護與資源節約、綠色公路建設理念、施工交通組織情況、施工技術水平等因素，選擇技術上最合理的養護方案[6]。預防性養護的方法較多，根據道路的具體情況選擇不同的養護措施見表5。

表5? 預防性養護措施

霧封層、微表處、碎石封層等均屬于傳統的預養護技術，近幾年新興的精表處預養護技術在傳統技術的基礎上進一步完善，不僅對于路面早期的病害有顯著的修復作用，并且在經濟、環保方面也有較強的優勢。

精表處是近幾年新興的一種薄層罩面結構，罩面對于瀝青路面的防水性能及抗滑性能有一定的提高，對路面的平整度和行車舒適性也會有明顯的改善。綜合經濟效益及養護效果等多方面因素，此路段采用精表處進行養護。

2? 精表處施工技術研究

2.1? 精表處的作用機理

現有道路狀況良好的情況下，無嚴重的裂縫、車轍、坑槽等病害，可使用精表處進行早中期預防性養護。精表處是采用專業的施工機械和設備，將改性環氧瀝青路面養護劑噴涂到原有瀝青路面上，同時在養護技上撒鋪特制的精制砂，經過碾壓，養護劑和精制砂就形成一層路面保護層[7]。精表處的適用條件是保證既有路面使用狀況良好，允許有輕微的松散及裂縫，改性環氧瀝青路面養護劑是將油性環氧、外摻劑、固化物、填充物等按照一定的比例混合而成，在養護劑固化反應發生前將其噴灑在舊路面時，通過一系列化學反應后，養護劑逐漸滲透入路面的微裂縫及縫隙中，同時可在表面撒布細集料，經過短時間的養護可形成一層超薄、抗滑、耐磨的保護層。

環氧樹脂是一種分子鏈帶有反應基團的高分子聚合物，經過噴灑，成型后自帶的反應基團作用促使分子鏈發生交聯，經過反應環氧樹脂就從線型結構變成體型結構，從而使其具有比較高的黏結性，并且性能上得到了更好的改善。因此，精表處技術在完善路面性能、修復路面早期病害、延長道路使用壽命方面具有顯著的效果[8]。

2.2? 精表處施工方案

2.2.1? 材料性能

精表處所用到的材料主要有改性環氧瀝青路面養護劑以及特制的精制砂。改性環氧瀝青的性能指標見表6。

表6? 改性環氧瀝青性能指標

精制砂采用玄武巖制砂，基本的物理指標應滿足規范要求，顆粒大小應有較嚴格的控制，其中通過篩分控制0.075 mm篩孔的通過百分率小于0.5%。

2.2.2? 施工工藝

精表處施工前要對路面中影響結構強度的病害加以處治，經過前期調查，本工程精表處養護路段有5處裂縫寬度超過3 mm，裂縫處用高分子抗裂貼進行預處理。3處車轍較嚴重處采用銑刨、拉毛，然后局部重新加鋪瀝青混合料的方法進行處理。表面病害處理完成后，用清水沖洗的方式進行清潔路面，等完全曬干后進行下一步施工。精表處的施工溫度不低于10 ℃。

精表處正式施工前先進行試驗段的鋪筑，試驗段可選取20～30 m，按照要求將各項指標都滿足要求的改性環氧瀝青養護劑和精制砂準備充分。首先噴灑養護劑，噴灑量0.5～0.7 kg/m2，噴灑過程要求均勻，然后撒布精制砂，精制砂的撒鋪量為2～4 kg/m2。保證養護劑和精制砂能完整覆蓋原路面，2種料撒布完成后，膠輪壓路機緊跟其后進行碾壓，根據現場實際情況，一般碾壓2～3遍。碾壓完成后再用養護劑進行薄層噴灑，灑布量約為0.3 kg/m2，待充分固結后，可采用壓路機再進行1～2遍的碾壓，最后清理表面浮砂。

試驗段鋪筑完成后，根據JTG 3450—2019《公路路基路面現場測試規程》，對試鋪路段的滲水系數、摩擦系數（BPN）、構造深度（TD）進行檢測[9]，精表處施工前后幾項測試指標均有明顯的變化，滲水系數、摩擦系數、構造深度均有明顯的改善。試驗段鋪裝前后指標對比見表7。

3? 結束語

1）目前常用的薄層罩面有微表處、含砂霧封層、復合封層等，精表處與以上幾種對比具有明顯的優勢：精表處可修復并改善美化路面，且具有良好的耐久性和高溫穩定性。

2）精表處與霧封層比有更好的防水性能，與微表處相比具有更好的抗滑性能，同時在防行車水霧及降低汽車噪聲方面與其他薄層罩面比也有更明顯的優勢。

3）精表處的施工方法更簡便，施工工藝較成熟，現場只需采用灑布車等常規機械，無需攪拌站、攤鋪機等大型機械設備。

4）與傳統的熱拌瀝青混合料相比，精表處常溫施工，全程不需要進行加熱，對于資源節約、環境保護方面可以起到積極的作用；還具有養護成本低，質保時間長等優點。

參考文獻：

[1] 2021年四川省交通運輸行業發展統計公報[Z].2021.

[2] 公路技術狀況評定標準：JTG H5210—2018[S].2018.

[3] 公路養護技術規范：JTG H10—2009[S].2009.

[4] 謝安，嚴智英，鄧志剛，等.精表處預養護瀝青路面耐磨耗性能研究[J].科技通報，2020（4）：99-104.

[5] 公路瀝青路面設計規范：JTG D50—2017[S].2017.

[6] 李濤，韓吉光，張鵬.某國道混凝土路面檢測分析及舊路利用方案[J].公路交通科技·應用技術版，2017，13（1）：25-28.

[7] 郭晶，張軍，靳明，等.精表處技術在公路瀝青路面預防性養護中的應用研究[J].公路工程，2019，44（4）：217-220.

[8] 胡星云，黃海兵，邱紹輝，等.精表處技術在新余市公路瀝青路面預養護中的應用研究[J].科技通報，2021，37（2）：102-105.

[9] 公路路基路面現場測試規程：JTG 3450—2019[S].2019.