沥青路面预防性养护技术应用研究

摘要 随着我国公路网的日益完善，公路工程项目由新建转变至养护阶段。预防性养护技术能够延长沥青路面服务使用年限，提高沥青路面使用性能。以乌鲁木齐某高速公路为调查对象，采用人工调查法调查该公路段路面存在的病害类型及病害数量。根据病害调查结果，计算沥青路面技术状况指数PQI≥85，判断路面状况为优，可进行预防性养护。通过对比分析法，确定该公路路面预防性养护采用超薄罩面法，研究了预防性养护技术在沥青路面应用的全过程。

关键词 沥青路面;预防性养护;应用研究

中图分类号 U416.217;U418.6 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）12-0150-03

收稿日期：2022-03-24

作者简介：冯好娟（1981—），女，本科，高级工程师，从事公路与城市道路设计工作。

0 引言

我国高速公路的新建工程已经基本完成，按照高速公路全生命周期，公路工程已经进入运营使用阶段。高速公路使用过程中，由于车辆荷载与环境因素的共同作用，沥青路面耐久性降低，导致路面病害逐渐产生[1]。为了保证高速公路的正常运行，需要对沥青路面进行养护。传统的养护方法为路面修补法，即路面病害完全出现后再对路面进行修补，该方法养护周期长，成本高且效果较差[2]。沥青路面的病害主要出现在路面使用早期，采用预防性养护技术对沥青路面进行养护，能够有效阻止病害的发展，起到预防效果[3]。常用的预防性养护技术包括稀浆封层、微表处、超薄罩面、同步碎石以及雾封层等[4]。但是预防性养护在我国的应用还不全面。该文以乌鲁木齐某高速公路为调查对象，根据该公路路面病害调查结果，确定高速公路路面技术状况等级，对养护方案进行比选，研究预防性养护在沥青路面中的应用。

1 预防性养护措施及基本流程

1.1 微表处

微表处养护是指将改性乳化沥青、集料填料、水以及添加剂进行拌合，形成施工和易性良好的混合料，將混合料作为封层摊铺在面层之上。微表处养护施工能够在现场完成混合料的拌合及摊铺，具有施工简便、施工效率高、节能环保以及施工造价低的特点，适用于沥青路面病害较轻的路段。

1.2 雾封层

雾封层主要由乳化沥青、改性乳化沥青及养护剂构成，在进行雾封层施工时，采用专业设备进行封层喷洒。雾封层技术能够有效减小路面孔隙，对于沥青路面出现的松散剥落病害，雾封层能够稳定松散材料，并且沥青路面出现老化病害时，雾封层能够修复沥青路面老化。但是当路面出现泛油、抗滑强度不足时，不能采用雾封层技术处置。该技术具有养护成本低，施工技术简单，可立即开放交通的特点。

1.3 薄层罩面

薄层罩面技术是沥青路面最有效的预防性养护技术之一。薄层罩面技术是在原沥青路面上面层加铺超薄磨耗层的技术。超薄磨耗层由改性沥青、集料及填料按照级配设计进行拌合而成的沥青混合料构成。薄层罩面技术能够修补原路面病害，提高沥青路面使用性能，增加路面平整度及抗滑性能。按照罩面材料结合料的不同，可以分为热薄层罩面、冷薄层罩面以及温薄层罩面，薄层罩面技术适用于原沥青路面病害类型较多且病害占比大的路面。

1.4 预防性养护技术的基本流程

预防性养护技术的基本流程如图1所示。预防性养护技术首先对原沥青路面状况进行调查，得到原路面存在的病害类型、病害数量以及病害程度。根据病害调查结果计算原路面技术状况指数PQI，当路面技术状况评价为良以上时，可以进行预防性养护，若路面状况等级低于良不适合进行预防性养护。

2 乌鲁木齐某高速公路预防性养护技术应用

2.1 工程概况

乌鲁木齐某高速公路段全长24.763 km，设计速度120 km/h，双向六车道。公路路面基层选用无机结合料稳定材料，面层材料选用沥青玛蹄脂碎石。乌鲁木齐属于温带大陆性气候，年平均气温11 ℃，年极端低温−16 ℃，年极端高温26 ℃，年平均降雨量249 mm，降雨集中于春季。该高速公路段通车6年以来，在环境因素和行车荷载共同作用下，沥青路面结构整体性良好，但出现较多表面病害，其中裂缝病害最为严重，需要对该公路路面进行病害处治及预防养护。

2.2 沥青路面病害调查分析

对乌鲁木齐某高速公路段路面病害进行调查，其主要的典型病害为横向裂缝、纵向裂缝、车辙、龟裂以及病害修补。调查结果如表1所示。

2.3 乌鲁木齐某高速公路路面病害分析

2.3.1 裂缝类病害

裂缝类病害为该高速公路段主要病害，其中横向裂缝占比最高。并且该高速公路横向裂缝病害分布均匀，上、下行段均出现大量横向裂缝。该病害出现是由于重载交通与环境因素的影响造成沥青路面产生疲劳损害，出现横向裂缝，并且是由基层引起的反射裂缝。

2.3.2 车辙类病害

车辙类病害是高速公路最常见的病害之一。普遍存在于行车道车辆轮迹处，当气温升高时，路面温度可以达到70 ℃以上，沥青由弹性向粘性转变，在重载交通的作用下沥青混合料发生永久性变形，产生了车辙病害，导致沥青路面的抗剪切能力下降。

2.4 乌鲁木齐某高速公路路面状况等级评价

根据公路路面状况技术评定规范对沥青路面技术状况进行评级，对于路面使用性能评价选用路面技术状况指数PQI作为评价指标，通过对路面技术状况指数各分项指标检测及评定，按照公式（1）进行路面技术状况指数PQI计算，得到沥青路面的评价结果。

（1）

式中：PQI—路面技术状况指数;

PCI—路面损坏;

RQI—路面平整度;

RDI—路面车辙;

PBI—路面跳车;

PWI—路面磨耗;

SRI—路面抗滑性能;

PSSI—路面结构强度;

w—各技术状况在PQI中的权重。

根据乌鲁木齐某高速公路路面病害调查结果，对该公路路面技术状况指数PQI进行计算，结果如表2乌鲁木齐某高速公路路面技术状况明细表所示。

按照表中路面技术状况分析指标评定结果，进行路面技术状况指数PQI的计算，计算结果≥85时，可以评价该路面使用性能为优。根据计算该公路段路面计算状况指数PQI=93，由此可以将该路面技术状况等级评价为优。公路路面养护规范要求路面技术状况等级为良以上可进行预防性養护。所以，该高速公路路面采用预防性养护技术进行道路养护。

2.5 预防性养护

根据该高速公路路面病害调查结果，得出路面病害中裂缝类病害占比最大，同时还存在车辙病害，但是原路面修补病害较多，达到50%，造成沥青路面抗滑性能不足。因此，选用超薄罩面法对该沥青路面进行预防性养护。

2.5.1 超薄罩面材料选择

根据预防性养护方案，选择热超薄罩面技术，超薄抗滑层材料选用间断级配骨架空隙结构沥青混合料，沥青采用改性沥青，其技术指标如表3所示，超薄罩面层厚度通常在10～25 mm之间，粗集料最大粒径≤10 mm，应选用表面粗糙、棱角分明且压碎值符合要求的碱性集料。细集料选择压碎值与含泥量满足规范要求的机制砂即可。矿粉作为沥青混合料的填料，在碱性条件下集料与沥青胶浆之间产生化学吸附提高材料强度，用量通常在3%左右。

2.5.2 混合料拌合运输

该公路段超薄照面施工过程中严格控制拌合及运输温度。在进行混合料拌合时，必须保证改性沥青在稳定期内，并且改性沥青具有一定的温度敏感性，拌合温度过高时，会造成改性沥青不稳定，使沥青失效。

2.5.3 撒布摊铺

该公路段超薄罩面进行撒布摊铺时需要使用专用加铺机械，采用双层摊铺法，即黏结层与超薄抗滑层同时铺设。首先向面层喷洒黏结材料形成黏结层，黏结材料选用乳化沥青。在喷洒黏结材料的同时，进行混合料的摊铺，完成超薄罩面的撒布摊铺。

2.5.4 碾压

混合料撒布摊铺完成后，进行碾压施工。该公路段超薄罩面碾压采用3段式碾压，分为初压、复压以及终压，压实方法采用振动压实。初压时压路机碾压速度控制在4～5 km/h，复压时速度应在5～6 km/h内，进行4遍碾压。终压时对路面进行静压施工，静压次数在3次左右。

3 结论

综上所述，以乌鲁木齐某高速公路为调查对象，采用人工调查法，得到该公路段存在的病害主要为裂缝类病害以及修补类病害。根据病害调查结果，对该公路段路面技术状况进行评定，得到路面技术状况等级为优，适用于预防性养护技术。通过对比分析法，确定超薄罩面法为该路面预防性养护技术，根据超薄罩面施工全过程，研究了预防性养护技术在沥青路面中的应用。

参考文献

[1]常荠月. 沥青路面预防性养护技术应用研究[J]. 黑龙江交通科技， 2021（11）： 41-42.

[2]孙仲谋. 高速公路路面预防性养护雾封层技术应用研究[J]. 交通建设与管理， 2021（3）： 116-117.

[3]陈文浩.  蒙东地区沥青路面预防性养护技术应用研究[D]. 西安：长安大学， 2020.

[4]张文忠.  高速公路沥青路面预养护技术应用研究[D]. 西安：长安大学， 2018.