有關(guān)高速公路的路面養(yǎng)護(hù)工藝的分析

周曉璽，曲保屹，黃 媛

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，至2012年底，公路通車總里程已達(dá)424萬km，其中，高速公路9.6萬km，居世界第二位。我國(guó)高速公路呈現(xiàn)出建設(shè)和養(yǎng)護(hù)雙高峰重合的特點(diǎn)。根據(jù)測(cè)算，在不久的將來，高速公路的年養(yǎng)護(hù)量(大、中修工程)將達(dá)到并維持在8 000 km以上。對(duì)于公路養(yǎng)護(hù)管理者來說，面臨的養(yǎng)護(hù)任務(wù)越來越重，壓力越來越大。如何做好高速公路的養(yǎng)護(hù)管理工作已是一個(gè)不可回避的現(xiàn)實(shí)問題。

在我國(guó)高速公路建設(shè)中，最普遍采用的是瀝青路面。近些年來，為了謀求更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在路基、路面材料及其結(jié)構(gòu)組成方面進(jìn)行了許多優(yōu)化和改進(jìn)，并且為了使高速公路路面多層組合體系具有良好的結(jié)構(gòu)承載力和耐久性，以及提高抗水害侵襲能力，層間處理技術(shù)也越來越多地引起人們的廣泛重視。

1 瀝青路面多層面作用與處理

1.1 粘結(jié)作用

壓實(shí)成型的瀝青混合料是由石質(zhì)骨料、瀝青膠結(jié)料和殘余空隙所組成的一種空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多項(xiàng)分散體。其材料屬性為顆粒性材料。它的強(qiáng)度構(gòu)成來源于瀝青材料的粘結(jié)力和骨料的內(nèi)阻力，同時(shí)材料本身的均質(zhì)性和連續(xù)性也是強(qiáng)度構(gòu)成的根本條件。但是，實(shí)際上在完成自下而上每一個(gè)結(jié)構(gòu)層的鋪裝時(shí)，包括水泥穩(wěn)定碎石基層，都需要進(jìn)行足夠的振實(shí)碾壓。因而這些結(jié)構(gòu)層的表面都達(dá)到了一個(gè)相對(duì)密實(shí)平整狀態(tài)，摩阻力就會(huì)在很大程度上低于混合料本身，其強(qiáng)度構(gòu)成轉(zhuǎn)為對(duì)粘結(jié)力的依賴[1]。

1.2 防水作用

高速公路建設(shè)中，設(shè)立良好的防水層間處理都是很有意義的。高速公路瀝青路面層間處理重要性的另一方面是提高路面的防水性[2]。與粘結(jié)層相比，防水層（或下封層）更具水密性，主要作用是封阻地表水滲入和路基水上升，尤其對(duì)于空隙率較大或低氣溫施工路面其防水作用更加不容忽視。它往往是避免災(zāi)害性破壞的有力防線。因?yàn)榇罅康慕邓?，無阻隔直接灌入路基必然造成路面承載力的大幅度下降，繼而造成路面板體的嚴(yán)重破壞。

2 層間處理的材料選擇問題

在以往的高速公路施工設(shè)計(jì)中，習(xí)慣上都使用普通瀝青材料，甚至對(duì)煤油稀釋瀝青透層，也認(rèn)為已經(jīng)起到了粘結(jié)層的作用，其實(shí)這些未經(jīng)改良的瀝青材料在溫度穩(wěn)定性和粘結(jié)力方面都是不能滿足使用要求的，尤其在當(dāng)今高速公路大交通量重軸載條件下不能滿足要求。

日本學(xué)者通過對(duì)瀝青路面溫度的調(diào)查得出以下結(jié)論。

（1）瀝青路面的表面溫度（T s）與氣溫（T a）之間，通常情況下是曲線關(guān)系，其關(guān)系表達(dá)式[3]為：T s=1.100 T a＋1.500+1.700e0.126 T a。

（2）瀝青路面面層內(nèi)最高溫度（Tmax）與其表面溫度之間，不管層厚大小，皆為直線關(guān)系。

根據(jù)上面的結(jié)論可以推出，如果道路表面的溫度達(dá)到60℃時(shí)，處于瀝青路面下5 cm、10 cm、15 cm處的溫度分別是59.6℃、55.4℃、51.9℃。這些溫度條件就會(huì)使層間結(jié)合面上依靠一般瀝青材料建立的粘結(jié)力遭到破壞。另外，在低溫條件下一般瀝青材料很容易脆裂，在路面應(yīng)變量超過其允許范圍，特別是用于應(yīng)變量較大的橋面防水等，都可能使處理面受到破壞。所以，用作高速公路瀝青路面層間處理的材料不僅要有良好的粘結(jié)力，而且一定要具有良好的溫度穩(wěn)定。

SBS被當(dāng)今橡膠業(yè)譽(yù)為硫化合成橡膠的換代產(chǎn)品。一定意義上講，它兼有塑料和橡膠的雙重特性。以其為改性劑所生產(chǎn)的SBS改性瀝青具有優(yōu)良的路用性能，尤其在抗脆裂和抗變形方面更佳。在一定工藝條件配合下SBS改性瀝青可以成為橋面防水和路面防水的上好材料。

3 層間處理技術(shù)及工藝

在以上敘述中已經(jīng)談到了高速公路瀝青面層間處理的意義及選擇使用材料的重要性，但確切地說，同其它許多技術(shù)一樣，高速公路層間處理技術(shù)是一個(gè)材料、設(shè)備、工藝的結(jié)合體，因此，我們將針對(duì)各種工藝就層間處理技術(shù)分述如下[4]。

3.1 透層

透層油一般以煤油稀釋瀝青為材料，因其細(xì)度為分子量級(jí)，在黏度適當(dāng)?shù)那闆r下，無論水泥穩(wěn)定碎石或二灰穩(wěn)定碎石都可以在其表面實(shí)現(xiàn)理想的滲透，但黏度不可太低，黏度過低即使?jié)B透深度大也不能達(dá)到最佳效果。做完透層油且固化成形的基層表面不應(yīng)該留存浮油，因?yàn)橐_(dá)到將稀釋瀝青中輕油分子全部揮發(fā)需要較長(zhǎng)時(shí)間，留在表面的浮油軟化點(diǎn)較低，將會(huì)在結(jié)合層間產(chǎn)生不良影響，所以透層油的黏度和用量最終要以路用試驗(yàn)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)。

基層鋪裝后，透層油施工應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)透層油的最佳效果也有利于基層養(yǎng)生。但是，對(duì)于存在浮漿和污染的基層表面，噴施透層油之前必須進(jìn)行嚴(yán)格清理，達(dá)到基層材料的本質(zhì)，這是十分重要的，也可以說是所有層間處理技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。再好的結(jié)合料，如果不是作用在潔凈的界面上，就不可能達(dá)到預(yù)期的效果，以下文中將不再對(duì)此進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。

3.2 防水層（下封層）

防水層應(yīng)該使用粘結(jié)力和溫度穩(wěn)定性很好的材料，在荷載應(yīng)力應(yīng)變作用下不僅要保持良好水密性，還應(yīng)使面層和基層間形成足夠的結(jié)合力。因?yàn)槊鎸优c基層間的良好結(jié)合，對(duì)于瀝青面層的使用質(zhì)量是非常重要的。與不結(jié)合的情況比較，它可以減小面層底層由行車荷載引起的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變（一般情況下可以減小50%以上，有時(shí)甚至可以減小到1/4）。它還可以明顯減小由溫度變化引起的瀝青面層內(nèi)的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變?；鶎优c面層良好結(jié)合可以使薄瀝青面層不產(chǎn)生滑動(dòng)，推移等破壞。為此，基層表面應(yīng)該穩(wěn)定并且具有一定的粗糙度。

常用的防水層施工方法很像是瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中使用的碎石封層，在噴施透層油以后的基層表面適量噴灑改性瀝青。

對(duì)于造價(jià)昂貴的橋面防水工程歷來受到人們的普遍重視，這里所指的是加鋪瀝青面層的水泥混凝土橋面。

橋面的各種應(yīng)變量較大，使用一般的防水措施其效果和耐久性不夠，尤其瀝青混凝土面層與水泥混凝土橋板兩種材料模量相距甚殊，因此對(duì)于兼有防水和粘結(jié)過度作用的防水層的材料和工藝方法是有嚴(yán)格要求的。在石—黃高速公路和京—滬高速公路的部分橋面防水工程中選用了SBS熱態(tài)改性瀝青結(jié)合使用SBR復(fù)合粘結(jié)劑乳液的方法，收到很好效果。

上述方法的難點(diǎn)在于對(duì)先進(jìn)設(shè)備的依賴性較大。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)表明，如果使用65%～70%的高濃SBR復(fù)合改性瀝青乳液來進(jìn)行橋面防水，也是可以收到很好效果的。這樣對(duì)設(shè)備與骨料以及對(duì)溫濕度等條件的要求會(huì)更加寬泛。

3.3 粘結(jié)層

粘結(jié)層也稱粘層油，主要用來提高高速公路路面多層體系的結(jié)構(gòu)性，雖然用量較少，但其作用不容忽視。在包括石—黃高速公路的許多高速公路瀝青路面粘層處理中，甚至在水泥混凝土橋面的超薄柔性層處治中，大量使用了SBR復(fù)合粘結(jié)劑乳液，一般用量為0.5 kg/m2，濃度55%。如石—黃高速公路一期工程（k16+150～k56+450）的300個(gè)芯樣的劈裂試驗(yàn)結(jié)果為：中面層與上面層結(jié)合處均為不規(guī)則狀，說明結(jié)合面強(qiáng)度大于或等于混合料本身；中面層和下面層的結(jié)合面多數(shù)在鉆芯過程中已經(jīng)開裂,因?yàn)樵诒砻鎸邮┕ぶ笆褂昧薙BR復(fù)合粘結(jié)劑乳液，而在中面層施工前未做任何處理。

4 高速公路工程精細(xì)化管理

精細(xì)化管理體現(xiàn)在精心作業(yè)和精細(xì)管理兩個(gè)方面，特別強(qiáng)調(diào)公路養(yǎng)護(hù)工程的管理要以“精”為魂，不能僅以達(dá)到合格為標(biāo)準(zhǔn)，要力求精益求精，即“合格是底線，精品是目標(biāo)”。精心作業(yè)是指無論是大、中修工程還是小修工程乃至日常養(yǎng)護(hù)，都要大力推行精細(xì)作業(yè)。牢固樹立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)，強(qiáng)化施工工藝控制，只要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，就要有工作要求和量化標(biāo)準(zhǔn)。精細(xì)管理是指凡事要做到事前有調(diào)查、有計(jì)劃、有方案、有目標(biāo)、有標(biāo)準(zhǔn)；事中有檢查、有監(jiān)督；事后有考核、有總結(jié)、有獎(jiǎng)懲。養(yǎng)護(hù)與管理不僅是公路管養(yǎng)單位的一個(gè)永恒的主題，而且是整個(gè)社會(huì)越來越關(guān)注的熱點(diǎn)話題。以人為本，保證路況，科學(xué)決策，合理設(shè)計(jì)，規(guī)范管理，是對(duì)做好公路養(yǎng)護(hù)與管理工作的基本要求。

5 結(jié)語

社會(huì)發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步，理念創(chuàng)新和工作目標(biāo)都是無止境的，對(duì)公路養(yǎng)護(hù)工作的要求也是如此，需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷認(rèn)識(shí)，不斷總結(jié)，不斷創(chuàng)新，不斷提高，以不斷滿足社會(huì)各方對(duì)公路養(yǎng)護(hù)工作提出的各種需求，不斷提高公路交通網(wǎng)絡(luò)的公共服務(wù)能力。

[1]翟克炳.高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用[J].公路，2007（2）：143-148.

[2]陳峰.高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析[J].中國(guó)建材科技,2014(5):263-265.

[3]付昭勇，王志成，周林.高速公路瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)開發(fā)研究[J].路基工程，2009（5）：75-76.

[4]高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)[J].交通建設(shè)與管理，2008（9）：58-60.