公路瀝青路面不同預養(yǎng)護方式的綠色評價研究

摘要 高速公路瀝青路面的預養(yǎng)護措施選擇依據(jù)主要以路面破損嚴重程度、破壞類型、交通量、公路等級等技術(shù)要素為主，著重于經(jīng)濟角度來開展公路運營指標的分析，對于綠色環(huán)境影響的考慮較少?；诖耍恼陆Y(jié)合山東省內(nèi)某高速公路開展預養(yǎng)護方式的綠色評價，首先根據(jù)公路既有運行狀況介紹預養(yǎng)護技術(shù)的適用性及選擇依據(jù)，其次對就地熱再生預防性養(yǎng)護的應(yīng)用及實施進行了分析，以便為公路養(yǎng)護管理部門提供參考。

關(guān)鍵詞 瀝青路面;預養(yǎng)護;綠色評價;應(yīng)用效果

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）11-0187-03

引言

常見的高速公路瀝青路面預養(yǎng)護技術(shù)主要包括以下幾類，表面封層類（微表處、稀漿封層、同步碎石封層、霧封層）、裂縫填封類（灌縫、封縫）、薄層罩面類（超薄磨耗層、瀝青混合料薄層罩面）、瀝青再生類（瀝青再生處治、就地熱再生）。隨著路面使用復雜性的增強，如何科學合理地實現(xiàn)綠色預養(yǎng)護已經(jīng)成為人們的關(guān)注焦點。預養(yǎng)護技術(shù)的選取不僅需要優(yōu)化路面使用性能，提升使用周期，而且要以環(huán)保為主要原則，實現(xiàn)低耗、高效的養(yǎng)護目的。

1 工程概況

山東省內(nèi)某高速公路于2015年實現(xiàn)全面通車，經(jīng)過6年的運行，現(xiàn)場瀝青混凝土路面產(chǎn)生了大量沉陷、車轍、龜裂、網(wǎng)裂等災害，如圖1所示，對車輛安全行駛和養(yǎng)護管理造成了極大的影響。為充分提高路面使用性能和運行年限，在路面結(jié)構(gòu)強度滿足基本運行條件的基礎(chǔ)上，及時開展路面預養(yǎng)護措施。技術(shù)人員于2021年8月對該高速公路路段K1701+000～K1705+000、K1726+000～K1727

+000進行路面質(zhì)量檢測和線性測量，以便充分掌握路面運行質(zhì)量情況。該公路設(shè)計為雙向四車道，現(xiàn)場技術(shù)人員對上行超車道開展檢測工作，并且依據(jù)不同車道的路面技術(shù)指標、路面損害嚴重程度、損害類型等合理確定預養(yǎng)護技術(shù)。根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，路面質(zhì)量狀況檢查需要以1 km為基本路段開展，技術(shù)指標評價包含以下內(nèi)容：路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）、路面損壞指數(shù)（PCI）、路面抗滑指數(shù)（SRI）、路面車轍指數(shù)（RDI）、路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)（PSSI）。K1701+000～K1705+000上行路段的超車道技術(shù)檢測情況如表1所示[1]。

2 預養(yǎng)護技術(shù)方案分析

2.1 適用性

預防性養(yǎng)護措施實施之前需要對路面質(zhì)量情況進行有效判斷，主要控制指標為PSSI和PCI，且需要滿足PCI>80、PSSI>80。通過表1所列數(shù)據(jù)，上行超車道K1701+000～K1705+000的路面結(jié)構(gòu)強度較好，其中PSSI優(yōu)良率占據(jù)了90%以上，且PCI為100%，路面破損程度較小。上行超車道K1726+000～K1727+000的PSSI、PCI都小于80，該路段的路面結(jié)構(gòu)強度較低，難以開展預養(yǎng)護措施，需要對該路段進行路面修復以恢復強度。對于滿足指標要求的路段K1701+000～K1705+000，還需要進行RDI、IRI、SFC、Ck指標的檢查，以便分析是否需要開展預養(yǎng)護，根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，上述單值觸發(fā)指標皆滿足預養(yǎng)護措施開展條件，合理的預養(yǎng)護措施需要結(jié)合路面損害程度、類型及交通量、施工環(huán)境等因素而開展[2]。

2.2 預養(yǎng)護技術(shù)確定

針對預養(yǎng)護路段K1701+000～K1705+000，考慮到路面結(jié)構(gòu)強度較好、行駛質(zhì)量和抗滑性能一般，路面破損較少、平整度一般，但是現(xiàn)場檢測的路面車轍深度在10～12 mm之間，路段局部存在數(shù)量較多的裂縫。路面病害不斷加劇極易對整體行駛質(zhì)量造成一定影響，路段病害統(tǒng)計如表2所示。為此，實施的預防性養(yǎng)護措施要滿足抗滑、防水、抗車轍、穩(wěn)定性的基本要求，可以選用就地熱再生、薄層熱拌瀝青混凝土罩面、稀漿封層、復合封層四種類型[2]。

3 預養(yǎng)護綠色評價

貫徹綠色環(huán)保原則，采用間斷級配、開級配或者密級配的瀝青混合料在瀝青面層上加鋪小于30 mm厚的薄層，提高瀝青路面的抗滑性、耐久性及高溫穩(wěn)定性，達到預防養(yǎng)護的目的。目前，應(yīng)用較多混合料主要有SMA-10、AC-13C、SMA-13、OGFC-13等。其中AC類瀝青混凝土一般用于抗滑要求和高溫要求較低的路段，技術(shù)成熟，施工成本較低，應(yīng)用廣泛;OGFC類混合料則能夠降低雨水天氣的水霧影響，提高路面抗滑性和抗噪性，主要用于路面面層排水困難和抗滑性較差的路段;SMA混合料造價較高，但是其能有效提高路面的耐久性和抗車轍能力，因此在高溫及抗車轍要求高的路段被廣泛采用。綜合考慮路段所處環(huán)境和路面結(jié)構(gòu)，該文選取SMA混合料進行驗證分析，該混合料采用第二烘干筒間歇式拌合工藝，RAP料摻配比例為50%，混合料出料溫度為150℃，CO2燃燒排放量4.1 kg/kg;傳統(tǒng)的廠拌熱再生工藝骨料加熱溫度達到了250 ℃，燃油量達到了30 kg/t，CO2排放達到了14.2 kg。與傳統(tǒng)的熱拌再生工藝比較，該項目采取的第二烘干筒間歇式廠拌熱再生拌合工藝，有效降低了集料出料溫度、燃油需求量和CO2排放量，且節(jié)約新瀝青12 kg/t、新集料520 kg/t。

綠色預養(yǎng)護需要有效控制施工階段的環(huán)境影響程度，對于不同路段的綠色預養(yǎng)護技術(shù)實施，需要合理選取適用性較強的技術(shù)來開展。其中預養(yǎng)護路段K1701+000～K1705+000的技術(shù)應(yīng)用類型可以采用就地熱再生、薄層熱拌瀝青混凝土罩面、稀漿封層、復合封層。K1705+000～K1710+000路段經(jīng)過調(diào)查得知，該路段路面結(jié)構(gòu)強度良好，存在輕微網(wǎng)裂和縱向裂縫，龜裂較多，路面破損率小，通過分析，可采用就地熱再生和熱拌瀝青混合料薄層罩面兩種技術(shù)。結(jié)合路段K1701+000～K1705+00、K1705+000～K1710+000養(yǎng)護措施，項目最終采取就地熱再生技術(shù)進行全范圍的養(yǎng)護。就地熱再生技術(shù)具有施工時間短、造價低、有效提高路面使用性能的優(yōu)點，同時可以實現(xiàn)資源的綠色循環(huán)利用。除此之外，就地熱再生施工中環(huán)境污染較小，可以采取半幅施工，降低施工工作面，且施工見效快，對交通流量的影響程度較小[3]。

4 就地熱再生技術(shù)應(yīng)用分析

4.1 質(zhì)量控制

在就地熱再生技術(shù)施工中，再生劑的噴灑量是影響路面路用性能的關(guān)鍵因素。如果噴灑量不足，舊瀝青老化狀況得不到有效改善，會導致再生混合料骨料黏結(jié)性變差、施工中難以壓實、路面使用壽命降低等問題;如果噴灑量過多，會導致路面通車后出現(xiàn)泛油、高溫車轍等病害?，F(xiàn)場技術(shù)人員要根據(jù)室內(nèi)配合比和生產(chǎn)配合比對現(xiàn)場再生料的油石比及級配進行動態(tài)調(diào)整，攤鋪的瀝青混合料的顏色既不能太淺，也不能夠過于黑亮，整體以外觀光澤為控制要點[4]，就地熱再生工藝流程圖見圖2。

對于加熱溫度的控制也要引起重視，作為確保瀝青路面就地熱再生的關(guān)鍵因素，溫度過高會導致瀝青出現(xiàn)老化，瀝青使用性能難以實現(xiàn)，和舊瀝青的結(jié)合能力偏弱。銑刨過程中要注意混合料的級配變化及礦料的破碎程度，以便合理調(diào)整加熱溫度，再生混合料熱量來源是依靠瀝青膜結(jié)構(gòu)對熱量進行傳導，瀝青膜能夠?qū)旌狭瞎橇蠈崿F(xiàn)充分包裹，由于混合料內(nèi)冷外熱，在攤鋪工藝結(jié)束之后，整體散熱化十分顯著。攤鋪過程中需要保持混合料的高溫，一般其溫度設(shè)定在110～150 ℃，施工速度的調(diào)整則主要結(jié)合施工實際環(huán)境（風速、溫度、濕度），施工中需要在控制施工效率的基礎(chǔ)上確保路面的加熱溫度。

嚴格控制路面再生層厚度，同一路段再生層厚度要保持一致。銑刨深度不一會導致再生層厚度不一致，從而影響路面平整度。分幅施工時要控制好縱縫質(zhì)量，銑刨寬度一般比加熱寬度小10～15 cm左右，保證縱縫搭接溫度，有助于實現(xiàn)縱縫的密接;施工中再生瀝青混合料的溫度下降較快，碾壓時選用20 t以上的輪胎壓路機按照由低到高進行碾壓，壓路機碾壓緊隨復拌機進行，盡量避免溫度下降造成的壓實質(zhì)量不佳情況[4]。

4.2 效果評價

全范圍養(yǎng)護路段使用就地熱再生技術(shù)具備比薄層熱拌罩面技術(shù)更為經(jīng)濟的效果，項目以就地熱再生技術(shù)中的瀝青混合料比例控制為90%為例，面層再生厚度控制在5 cm，油石比為5%，根據(jù)試驗段施工工藝確定松鋪系數(shù)為1.2，瀝青混合料體積密度為2.4 g/cm3。依據(jù)每日熱再生處理面積為7 100 m2，計算出每日再生瀝青混合料消耗量為830 t，所需就地熱混合料為115 kg/m2，包含集料質(zhì)量107 kg/m2，瀝青質(zhì)量為8 kg/m2。使用就地熱再生技術(shù)對全路面進行預養(yǎng)護能夠節(jié)約集料量達到98 kg/m2，新瀝青節(jié)約量達到了3.8 kg/m2，使用設(shè)備的作業(yè)機組油耗平均值為0.8 kg/m2，燃油造成的CO2排放量為3.2 kg/kg，就地熱再生造成的CO2排放量為2.3 kg/m2，生態(tài)環(huán)境效益十分明顯。

5 總結(jié)

隨著高速公路瀝青路面受環(huán)境影響愈發(fā)嚴重，瀝青路面預養(yǎng)護技術(shù)需要結(jié)合施工技術(shù)、路面破損程度及類型進行綠色化應(yīng)用，且不同的預養(yǎng)護技術(shù)需要根據(jù)綠色化原則進行合理化選取?？紤]到不同路段的病害類型往往不一致，需要現(xiàn)場技術(shù)人員進行適用性篩選，在確保綠色化施工及路面性能提升的基礎(chǔ)上，達到降低材料應(yīng)用成本、提升施工效率的目的。

參考文獻

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[4]李雪連， 崔之靖， 呂新潮， 等. 就地熱再生瀝青混合料均勻性的細觀評價指標[J]. 中國公路學報， 2020（10）： 11-13.

收稿日期：2022-03-14

作者簡介：張璐璐（1987—），女，碩士研究生，高級工程師，研究方向：交通工程。