高速公路预防性养护技术的应用研究

王宏涛

（湖北交投高速公路运营集团有限公司,湖北 武汉 430050）

0 引言

预防性养护工作直接影响着高速公路的使用寿命，关系到车辆的行驶安全。由于自然条件的影响，以及每天的道路交通负荷较大，一定程度上会对公路质量造成影响。目前，我国高速公路项目数量虽然在增加，施工速度也在加快，但因为日常养护过程中的预防性养护工作跟不上巨大通行压力的客观需求，导致道路生命周期较短，不能充分实现其经济价值。高速公路开通后，有关部门应加强养护管理和检测评定，及时发现问题，并有针对性地制订相应的防范性养护方案，以保证更好地满足人们日常生产和生活需要，提高高速公路的安全性[1]。

1 高速公路预防性养护路况标准及重要性

高速公路的预防性养护，主要是为了预防和减少各种类型的公路病害，以达到降低公路事故发生的概率，在综合考虑当地气候、环境、边坡、排水等多种因素的作用下，根据日常调查获得的数据，合理地选用相应的预防性养护技术，以确保高速公路的正常运行[2]。预防性养护技术能有效地提高高速公路的使用寿命，因此，应根据高速公路现状，对原有道路的利用状况做出合理评估，并结合原有的道路状况，制订相应的预防性维护方案，实施针对性的养护作业。

1.1 预防性养护路况标准

公路沥青路面状况的评价指标包括MQI、PCI、RQI以及SRI等。以上各项指标都能反映出高速公路的破坏情况。《公路技术状况评定标准》对路况等级评定的各项指标进行了详细划分，具体如表1所示。按照相关高速公路养护管理办法的规定，道路破损程度指数PCI值不得小于90，道路行驶质量指数PCI不得小于90，道路车辙深度指数RDI不得小于70，抗滑性指数SRI不得小于80。当PCI＜90、RQI＜90、RDI＜70、SRI＜80时，必须进行立项研究，并进行路面预防性养护。在国家干线公路大检查中，要求路面车辙深度指数RDI值必须达到80以上。

表1 高速公路技术状况评定标准

1.2 高速公路预防性养护技术重要性

（1）高速公路使用年限延长。采用预防性养护技术，可有效延长高速公路的使用寿命，提高公路的使用效益和社会效益。高速公路在建成通车后，每天都会有大量的车辆通行。高速公路在自然环境中，难免会遭遇雨、雪等恶劣天气，而公路质量又会受到生态环境、自然环境、人为等因素的影响，使用中很可能受到损害。在高速公路运行过程中，采取预防性养护技术，加强风险控制，制订相应的预防性处置方案，可以消除路面的潜在危险，解决路面破损问题，为过往车辆提供良好的行车环境，延长高速公路使用寿命[3]。

（2）节省养护高速公路时间。传统高速公路采用粗放式养护方法存在许多缺陷，而把预防性养护技术和管理工作运用到高速公路的整个运行周期中，可以弥补这些缺陷，提高养护质量。一般在公路养护和维修管理中，常常要封闭相应道路，并且养护管理过程繁琐，耗费大量人力、物力和时间，还会对交通造成诸多不便，严重影响道路的正常通行。而预防性养护和管理工作，就是通过提前判断和预测的方式，对特定路段的病害问题进行针对性处理，使养护工作更加专业化，能够在最短时间内进行养护和管理，既提高了公路的养护水平，又方便了人们的交通出行。

（3）控制高速公路养护费用。运用高速公路预防性养护技术，实施养护管理，可有效地降低养护管理的成本支出，从而使公路养护管理的经济效益得到进一步改善。传统公路养护管理，主要采取病害发展后期进行专项工程治理，投入了大量的人力和财力，造成了公路养护管理费用的增长。而预防性养护方法，则由专业人员根据自身经验和掌握的科技水平，分析公路的使用时间和质量，对其进行评价和判定，大致了解公路存在的安全质量问题，并提前采取相关预防性处置措施，防止或减缓相关病害的发生。因此，与传统养护管理方法相比，预防性养护可以节省大量人力、物力和财力，而且只需要将有问题的路段封闭，其他路段可以正常运行，既保证了高速公路的经济效益，又提高了社会效益。

2 预防性养护技术的具体应用

2.1 稀浆封层养护技术

稀浆封层是指采用机械将乳化沥青、粗集料、细集料等混合均匀，与填料、水、添加剂等按规定比例搅拌成稀浆液，在原有道路上进行均匀铺展，最终形成有保护作用的薄层。稀浆封层在封水、防滑、提高路面表面美观方面具有重要作用。在高速公路上采用稀浆封层技术进行养护作业，能够明显提高路面抗滑移能力和迅速恢复道路的通行能力。在稀浆封层施工中，应按工程实际采取不同类型的施工方法[4]。裂缝较小的路面，可以采用细封层技术。路面大范围的龟裂和老化，则可以采用中封层封闭技术。尤其要注意的是，在进行稀浆封层之前，施工方必须进行实验，并确定原料配比。

2.2 微表处养护技术

微表处养护技术是基于稀浆封层技术发展而成的一种预防性养护技术。微表处养护技术的工作原理是将含有特定等级的碎石或砂、填料与聚合物乳化沥青、外掺剂及清水等，经适当比例调配而成的流动性混合料，然后将其均匀撒布于道路表面。在高速公路的预防性养护中，运用微表处养护技术可以提高路面美观，并可使路面发生的车辙得到较好填充。在养护过程中，若室外温度较为干燥或炎热，应在铺设之前对原有道路进行喷洒，但严禁积水，湿润后要立即施工。若道路潮湿或有较多的积水，不得施工。若在养护工程期间遇雨，或在混凝土浇筑完成前遇雨，不得开放道路，在雨水停止后将未成型的物料清除。另外，在实施预防性养护之前，要对原材料检验报告、稀浆混合料试验报告和摊铺机械校准报告进行综合检验，确保达到要求后才能进行。

2.3 沥青再生养护技术

沥青再生养护技术是一项新型养护技术，在高速公路养护中将得到了广泛应用。其工作原理是将沥青、再生剂和石油蒸馏水混合后，在路面没有发生结构损伤之前，将沥青、再生剂和石油蒸汽混合均匀地铺在路面上，可以显著提高高速公路的整体性和稳定性。沥青再生养护技术要求采用专用的施工机械，只需对高速公路路面进行局部处理，施工完成后可快速恢复道路交通，对公路的正常运行影响较小，可以大大减少工程造价。

2.4 雾封层养护技术

在高速行驶的过程中，路面易产生裂纹，遇雨时，雨水会沿着裂缝渗入路基，导致地基出现不均匀沉降，从而对道路交通造成较大影响。为了保障高速公路安全运行，防止公路路面产生较大裂缝，对路基进行有效保护，可以采取雾封层养护技术。雾封层养护技术是一种经济可行的施工方法，能明显提高道路的防水能力，养护工人必须在路面上喷洒乳化沥青，形成稳定防护层，降低雨水对道路造成的冲刷，防止雨水进入路基。

2.5 薄层罩面养护技术

在高等级沥青路面的预防性养护中，一般采用薄层罩面养护技术。在施工过程中，采用摊铺机械，将改性乳化沥青均匀地喷洒在路面上，再由钢轮压路机进行碾压，从而能够确保高速公路早期病害得到较好治理。试验结果表明，普通公路路面寿命约为6年，而采用薄层罩面养护技术可以使路面使用寿命提高到8年以上。同时，磨损层表面具有较大粗糙度，可以提高汽车防滑性，并具有良好的透水性能，在下雨时可降低雾气，增加路面能见度[5]。磨损层能够与已有的高速公路路面贴合，降低路面病害，具有良好的实用价值。

2.6 还原剂封层预防性养护技术

还原剂封层预防性养护技术是应用专门的还原剂或回填剂，将其喷在老化的沥青层上，并对其进行更新，以确保沥青路面性能符合规定，并延长沥青老化时间。从施工角度来看，类似于雾封层养护技术，在沥青表面喷涂一层薄薄的养护层，提高路面的抗老化能力，但这种方法使用的是还原剂。采用还原剂封层预防性养护技术，能有效缩短施工周期，通常仅需2～3 h即可完成，对高速公路通行无影响。这一技术应用于高速公路的养护实践中，既能满足抗滑性、耐磨性的要求，提高道路通行效率和质量，还能减少环境污染。

2.7 公路边坡养护技术

在公路养护中，边坡预防性养护技术的合理运用尤为重要。加强边坡预防性养护，可以防止边坡大面积坍塌，提高边坡安全性。目前，公路边坡养护大多采用种植土格植被和浆砌片石法。种植土格植被方式较为简便，适用于边坡稳定段。浆砌片石法适合于坡度较大、稳定的边坡[6]。为保证高速公路边坡的养护效果，可在边坡浆砌片石外侧增设防护网，并对边坡进行定期修剪，提高边坡整体美观度。

3 工程实践

3.1 项目概况

湖北某条长300 km的高速公路，路线走向从东南向西北，路基宽度35 m，平均填高2.8 m。通过调查了解到这一地区的交通状况，发现这里有较多车辆通行，而且部分车辆存在超载现象，在高负荷的工作条件下，高速公路路面结构会受到一定损坏。经调查，该路段于1999年正式启用，因所在地段为交通枢纽，故营运车辆较多，且在通车过程中存在大量载重车辆，通过对公路调研，发现其病害情况如表2。

表2 原有路面病害调查

通过现场地质调查，发现该路段存在大量的横向、纵向裂缝。这是因为常年行驶超载车辆，导致道路上到处是裂缝以及坑槽。根据这种状况，可采用薄层罩面技术进行预防性养护。路面结构具体形式见表3。

表3 路面结构层样式

3.2 施工过程

在进行施工之前，必须先把路面清理干净，然后再进行下一步工作。严格遵守设计图纸规定，对路面进行撒布处理，采用撒布机将撒布量控制在1 L/m2。该次养护选用2.0 cm薄层罩面技术，以保证混合料具有良好的抗病害能力。在摊铺施工中，必须增加摊铺机的运转速度，从而有效改善裂缝处的施工质量，为后续施工打下良好基础。在进行压实作业时，初压温度应大于130 ℃，复压次数应为5～7次，压实密度为95%左右。为了确保道路质量，必须在复压阶段安排专门的工作人员对其进行检查。

3.3 路用性能检测

后期，经对所建道路的各项特性进行调研和分析，发现工程全部按有关规范进行建设，并对各个路段进行了检测。对采用薄层罩面技术的路段进行了3年运行状况的调查和统计，检测结果见表4。

表4 性能检测结果

由表4所示的具体数据可以看出，采用薄层罩面技术处理后，公路的使用性能有了较大提高，经过3年应用，其效果依然显著，因此，采用薄层覆盖技术进行道路养护，其效果十分显著。

4 结语

综上所述，随着我国高速公路建设规模不断扩大，对公路养护工作的重视程度也越来越高，应积极采取相应的预防性养护措施，确保高速公路工程建设的顺利进行，积极推动我国交通事业。该文分析了常用的预防性养护技术，并结合具体的工程实例，对其应用要点进行论述，希望能对公路预防性养护工程的开展发挥积极促进作用。