公路瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)策選擇分析

林健珍

（韶關(guān)市翔宏公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東韶關(guān) 512023）

0 引言

從整體發(fā)展來(lái)看，我國(guó)瀝青路面公路項(xiàng)目整體起步較晚，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在技術(shù)力量及類型等方面仍存在較大差距。如何應(yīng)用合理、高效的養(yǎng)護(hù)措施，降低養(yǎng)護(hù)成本的消耗量，保障路面完整性，是當(dāng)代公路養(yǎng)護(hù)部門需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

1 工程實(shí)例——韶關(guān)市乳源縣國(guó)道G323線K420 ＋971—K440 ＋497 段（岔路口至下坪溪段）路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和功能性修復(fù)工程

1.1 項(xiàng)目路段概況

韶關(guān)市乳源縣國(guó)道G323 線K420 ＋971—K440 ＋497 段（岔路口至下坪溪段），位于韶關(guān)市乳源縣境內(nèi)，項(xiàng)目起點(diǎn)位于國(guó)道G323 線與省道S258 線相交處，起點(diǎn)樁號(hào)K420 ＋971，項(xiàng)目終點(diǎn)位于乳源縣下坪溪村，終點(diǎn)樁號(hào)K440＋497，路線長(zhǎng)19.526km。該項(xiàng)目路段于1994年按設(shè)計(jì)速度30km/h 的三級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改建，路基寬7～10m，路面結(jié)構(gòu)采用3cm 瀝青表處面層＋16cm 水泥穩(wěn)定碎石基層＋20cm 砂礫墊層＋舊路面。路段在2013年搶險(xiǎn)工程中實(shí)施過(guò)一次路面改造，在原有道路路面上加鋪一層3cm 厚的瀝青混凝土面層。2015年采用原有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施路面大修工程，在原有道路路面上加鋪一層5cm 厚的瀝青混凝土面層。路面經(jīng)過(guò)多次加鋪，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

1.2 路面使用狀況調(diào)查與評(píng)價(jià)

1.2.1 路況調(diào)查與評(píng)價(jià)

根據(jù)2022年5月對(duì)舊路面詳細(xì)調(diào)查結(jié)果顯示：該路段左幅路面PCI 在81.6～89.8，平均值為85.0；右幅路面PCI 在87.0～90.9，平均值為88.6。

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018）的分項(xiàng)指標(biāo)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，左幅（下行）路面PCI 明顯差于右幅（上行），評(píng)定等級(jí)為優(yōu)、良。符合《廣東省普通國(guó)省道預(yù)防養(yǎng)護(hù)罩面入庫(kù)原則》，參照《公路瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5142-01—2021），為適應(yīng)公路養(yǎng)護(hù)發(fā)展需要，提高瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平，貫徹預(yù)防為主，防治結(jié)合的公路養(yǎng)護(hù)方針，在滿足路面使用性能前提下，積極實(shí)施瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)，防止病害發(fā)生或輕微病害擴(kuò)展，減緩路面使用性能衰減，提升公路服務(wù)功能，延長(zhǎng)公路使用壽命，據(jù)此，該項(xiàng)目擬采用封層罩面進(jìn)行處理。

1.2.2 路面主要病害類型

從調(diào)查的結(jié)果來(lái)看，該項(xiàng)目路段的交通組成中重車占比較大，因荷載疲勞和瀝青混合料強(qiáng)度不足，導(dǎo)致路面出現(xiàn)龜裂病害，局部因縱坡較大出現(xiàn)推移和坑槽病害。

1.2.3 路面損壞原因分析

根據(jù)對(duì)舊路調(diào)查及檢測(cè)資料的分析，將舊路路面損壞的原因分為：

（1）該項(xiàng)目路段地勢(shì)險(xiǎn)峻，所處地形復(fù)雜。

該項(xiàng)目路段位于乳源境內(nèi)，舊路為三級(jí)公路，項(xiàng)目所處路段地勢(shì)險(xiǎn)峻，山高谷深，舊路平縱面線形較差，彎多坡陡，多處平曲線半徑只有15～20m，最大縱坡為10%～11%，受地形所限，線形指標(biāo)較差，加上重車長(zhǎng)期超負(fù)荷荷載影響，導(dǎo)致路面形成推移和車轍，部分地方出現(xiàn)坑槽等病害。

（2）路面強(qiáng)度偏低，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低或設(shè)計(jì)年限已達(dá)改造年限。

該項(xiàng)目路段于2014年進(jìn)行過(guò)一次路面大修，在原有路面上加鋪了5cm 瀝青混凝土，路面達(dá)到或接近路面的改造年限，原有的路面強(qiáng)度偏低，無(wú)法滿足路面結(jié)構(gòu)承載能力的要求。

1.2.4 交通量變大，重車車輛增多

隨著沿線經(jīng)濟(jì)及旅游業(yè)迅速發(fā)展，目前，公路交通量不斷增多，重車占比較大，導(dǎo)致路面軸載大于原道路的設(shè)計(jì)值、長(zhǎng)期作用成為路面損壞的原因之一。

1.3 路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)方案分析

此次路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)工程路面方案采用封層罩面，面層采用4cm 厚細(xì)粒式SBS 改性瀝青混凝土GAC-13，新舊瀝青層間設(shè)改性瀝青防水黏結(jié)層。改性瀝青防水黏結(jié)層的設(shè)置方法如下：在下承面（舊瀝青路面）頂面，用同步碎石封層車同時(shí)撒布熱改性瀝青和單粒徑碎石。熱SBS 改性瀝青的撒布量為2.2kg/m2，單粒徑碎石（9.5～13.2mm）的撒布量為滿鋪一層用量的60%～70%（約6m3/1000m2），使均勻撒布的碎石間均有空隙（即都能看到瀝青）。撒布后，立即用輪胎壓路機(jī)碾壓1～2 遍[1]。碎石應(yīng)采用干凈、干燥碎石，碎石的粉塵含量應(yīng)不大于0.8%，碎石需經(jīng)過(guò)拌和樓除塵和干燥處理。防水黏結(jié)層使上覆瀝青混凝土下部形成富瀝青層，同時(shí)，其下部還有一層薄瀝青膜。富瀝青層與薄瀝青膜共同形成一個(gè)黏結(jié)防水層，防水效果好。此外，防水黏結(jié)層彈性恢復(fù)也比較好，可顯著減輕下層或上層裂縫對(duì)它的破壞作用，且可起到應(yīng)力吸收層（膜）的作用，延緩路面板（或基層）裂縫所引起的反射裂縫[2]。

該路面方案優(yōu)點(diǎn)包括施工方便、施工工藝成熟穩(wěn)定、使用效果較好、新加鋪的路面結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定。缺點(diǎn)包括造價(jià)較高，在原有11cm 厚瀝青路面上新加鋪4cm厚瀝青混凝土，導(dǎo)致瀝青面層總厚度達(dá)到15cm 厚度，在行車過(guò)程中容易形成車轍。

2 公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性及特點(diǎn)

2.1 重要性

公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)被稱為裂紋養(yǎng)護(hù)，即在公路投入運(yùn)營(yíng)前對(duì)各類基礎(chǔ)設(shè)施展開精準(zhǔn)化維護(hù)處理的過(guò)程，在路面結(jié)構(gòu)還未出現(xiàn)病害問(wèn)題或破壞狀況期間，應(yīng)用科學(xué)有效的措施方法加以養(yǎng)護(hù)，進(jìn)一步將舊路面病害問(wèn)題遏制在萌芽時(shí)期，防止路面性能遭到破壞，為公路路面結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性及可靠性的提升提供良好的保障，使公路項(xiàng)目整體養(yǎng)護(hù)成本降至最低，全面提升整體公路項(xiàng)目的質(zhì)量，為廣大人民群眾的出行安全保駕護(hù)航。

2.2 特點(diǎn)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是對(duì)公路瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)周期性的保養(yǎng)手段。在公路瀝青混凝土路面的生命周期范圍內(nèi)，瀝青混凝土路面往往涉及前期瀝青損耗氧化、中期路面小范圍脫皮、裂縫問(wèn)題及后期路面大面積龜裂等問(wèn)題。對(duì)于公路瀝青混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作來(lái)說(shuō)，養(yǎng)護(hù)階段就在路面處于穩(wěn)定性時(shí)期或剛產(chǎn)生病害問(wèn)題的初期，通過(guò)該方法可以在病害初期使公路瀝青混凝土路面維持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3 公路瀝青混凝土路面的早期病害類型

從整體來(lái)看，瀝青路面早期病害問(wèn)題產(chǎn)生的原因通常涉及路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不到位、施工作業(yè)不規(guī)范等，也是瀝青路面產(chǎn)生開裂現(xiàn)象的直接原因。一般情況下，瀝青路面開裂的形式主要表現(xiàn)為網(wǎng)裂，并在裂縫周邊形成大規(guī)模車轍，隨著公路使用期限和交通量的日益增長(zhǎng)，在行車荷載及環(huán)境條件的外力作用下，會(huì)對(duì)瀝青路面造成嚴(yán)重的影響與破壞。此外，當(dāng)瀝青路面施工作業(yè)不夠規(guī)范，例如瀝青拌和料的溫度較高，會(huì)導(dǎo)致瀝青提前老化而降低其自身的黏結(jié)性，在過(guò)強(qiáng)的外部荷載作用力下，會(huì)使路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一系列龜裂問(wèn)題。

3.1 水破壞

在我國(guó)公路瀝青混凝土路面的早期破壞階段中，水損害是一種嚴(yán)重程度較高的破壞類型，其通常表現(xiàn)為公路瀝青表層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生推移變形或車轍變形等問(wèn)題，在大規(guī)模車輛交通量較大的路段范圍內(nèi)，路面中下層往往會(huì)產(chǎn)生潮濕、松散及分離等現(xiàn)象。

3.2 功能性破壞

相關(guān)調(diào)查研究顯示，我國(guó)各地區(qū)公路在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的2～3年內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生極為顯著的車轍與裂縫問(wèn)題，這兩種病害問(wèn)題在我國(guó)公路瀝青混凝土路面整體破壞范圍內(nèi)的占比約為80%～90%，不僅會(huì)對(duì)行車的安全性、舒適度帶來(lái)負(fù)面影響，還會(huì)引發(fā)一系列路面質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 沉陷、松散問(wèn)題

在高填路段和半填半挖路段中，因整體路基結(jié)構(gòu)壓實(shí)難度系數(shù)相對(duì)較高，致使路基結(jié)構(gòu)缺乏充足的壓實(shí)性，進(jìn)而引發(fā)路面沉陷等問(wèn)題。松散和剝落問(wèn)題通常集中在水損害影響范圍較大的地段當(dāng)中，如果采用酸性或中性石料于瀝青混合料當(dāng)中，在外部車輛作用力下，因?yàn)r青與集料彼此間缺乏充足的黏附性，往往會(huì)導(dǎo)致路面集料嚴(yán)重剝落，進(jìn)而引發(fā)一系列龜裂、坑槽和松散等問(wèn)題。

4 公路瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)策

4.1 封縫技術(shù)

封縫技術(shù)主要是應(yīng)用密封材料對(duì)公路路面的裂縫加以填充處理，防止雜物或水源滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而對(duì)基層帶來(lái)負(fù)面影響，直接造成病害問(wèn)題。對(duì)于路面未產(chǎn)生明顯結(jié)構(gòu)性裂縫或裂縫問(wèn)題數(shù)量較少的情況下，該技術(shù)可以凸顯出一定的優(yōu)勢(shì)效果，整體養(yǎng)護(hù)成本相對(duì)較低。

4.2 霧封層技術(shù)

霧封層技術(shù)主要在公路表層結(jié)構(gòu)上開展乳化瀝青的噴灑作業(yè)，提升公路表層結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)效果。霧封層技術(shù)往往會(huì)在老化嚴(yán)重、中度裂縫及硬化嚴(yán)重等公路路面上發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)價(jià)值。該技術(shù)不適用于明顯疲勞裂縫、抗滑程度較低及泛油等公路養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目。使用霧封層技術(shù)期間，首先需將符合施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的24h 內(nèi)稀釋的乳化瀝青裝入瀝青撒布機(jī)儲(chǔ)蓄罐當(dāng)中，并開展一次性噴灑作業(yè)。在噴灑環(huán)節(jié)中確保車輛勻速行駛，還需將撒布量控制在0.23～0.45L/m2。剛噴灑結(jié)束后的公路表面以咖啡褐色為主，后在乳化瀝青的影響下出現(xiàn)破乳現(xiàn)象，道路表層結(jié)構(gòu)也會(huì)逐步變黑，這也代表著霧封層趨向于硬化狀態(tài)，在硬化效果顯著期間，道路表層會(huì)像新鋪路面一樣呈現(xiàn)黝黑顏色，施工作業(yè)結(jié)束后，此路段的防滲水功能也會(huì)獲得大幅度提升[3]。

4.3 微表處技術(shù)

該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用期間需根據(jù)具體需求和比例標(biāo)準(zhǔn)，將礦粉、水、集料、添加劑和聚合物改性乳化瀝青等加以拌和處理，并將其均勻攤鋪在路面表層位置。該技術(shù)可從根本上預(yù)防瀝青路面出現(xiàn)松散等現(xiàn)象，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，有效改善并優(yōu)化路面的抗滑性能，還可對(duì)車轍展開一定填補(bǔ)處理。該路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)工程推薦方案采用封層罩面，面層采用4cm厚細(xì)粒式SBS 改性瀝青混凝土GAC-13，新舊瀝青層間設(shè)改性瀝青防水黏結(jié)層。碎石應(yīng)采用干凈、干燥碎石，碎石的粉塵含量應(yīng)不大于0.8%，碎石需經(jīng)過(guò)拌和、除塵和干燥處理。防水黏結(jié)層使上覆瀝青混凝土下部形成富瀝青層，同時(shí)其下部還有一層薄瀝青膜。富瀝青層與薄瀝青膜共同形成一個(gè)黏結(jié)防水層，防水效果好[4]。

4.4 合理篩選材料開展路面設(shè)計(jì)項(xiàng)目

4.4.1 橡膠-瀝青

橡膠瀝青是將磨細(xì)的橡膠屑通過(guò)一系列工藝處理后所形成的高黏度黏結(jié)劑，瀝青橡膠的橡膠屑含量與其自身的黏結(jié)程度息息相關(guān)。因?yàn)r青橡膠具有一定的黏彈性，將該材料應(yīng)用于路面設(shè)計(jì)項(xiàng)目中作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)黏結(jié)劑可以表現(xiàn)出良好的效果。其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)主要體現(xiàn)為黏附能力高，可有效提升其自身與集料的融合性；防水性能良好，可在后續(xù)使用期間避免外部水分資源滲透路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部；呈現(xiàn)出較強(qiáng)的彈性恢復(fù)力，可從根本上適應(yīng)材料的彈塑性形變和外部作用力的沖擊效果；徹底改善并優(yōu)化瀝青混合料的低溫敏感性與高溫穩(wěn)定性。

4.4.2 水性環(huán)氧樹脂

水性環(huán)氧樹脂是一種經(jīng)過(guò)乳化后的樹脂材料，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)體現(xiàn)為無(wú)氣味、安全性好、無(wú)毒無(wú)害且操作性良好等方面，固化后的樹脂耐磨性良好，除了具有溶劑型環(huán)氧樹脂的特點(diǎn)以外，還可以在室溫或潮濕環(huán)境條件下發(fā)生固化效應(yīng)，可以與石灰、水泥等常見水性膠結(jié)物等協(xié)調(diào)配合，是現(xiàn)代公路橋梁維護(hù)保養(yǎng)的新材料，凸顯出良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

4.4.3 道路密封膠

道路密封膠通常應(yīng)用于瀝青路面的表層裂縫和接縫問(wèn)題當(dāng)中，可以從根本上延長(zhǎng)瀝青路面的使用年限，該膠體通常結(jié)合瀝青的基本屬性和特點(diǎn)，向?yàn)r青中投入高分子聚合物SBS，通過(guò)將廢舊輪胎作為一種特殊的改性劑，全面更改瀝青原有理化特性，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的軟化點(diǎn)和針入度等指標(biāo)。通過(guò)一系列改性處理后的膠體凸顯出良好的抗老化性和黏結(jié)性，有效改變了傳統(tǒng)灌縫、填縫材料老化速度快及早期剝落程度高等弊端[5]。

4.4.4 瀝青還原劑

從整體來(lái)看，瀝青還原劑是一種富含活化物的混合類還原劑，可以針對(duì)老化、使用年限較長(zhǎng)的瀝青路面和橋面等展開高強(qiáng)度黏結(jié)處理，從根本上激活老化膠質(zhì)或恢復(fù)原有性能，切實(shí)提高瀝青的抗剝落程度，形成完善的保護(hù)封層。該材料的價(jià)值主要體現(xiàn)為可避免瀝青混凝土壓實(shí)性不到位和不均勻等問(wèn)題。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重點(diǎn)關(guān)注瀝青路面的抗滑性能，可為后續(xù)維修養(yǎng)護(hù)提供有利的條件與支持。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)公路瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)技術(shù)展開深入分析，以工程事例列舉出公路瀝青混凝土路面存在的病害問(wèn)題，并在認(rèn)知路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)重要性的基礎(chǔ)上提出一系列對(duì)策建議，相信在后續(xù)的發(fā)展階段中，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)會(huì)獲得更穩(wěn)定、良好的發(fā)展。