公路瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

文/朱偉、金燕云

1 意義

從瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方面展開(kāi)試驗(yàn)和分析，選擇有著一定針對(duì)性、高效性的路面病害防治處理，并進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，能夠避免出現(xiàn)病害惡化的問(wèn)題以及路面出現(xiàn)性能下降的情況，促進(jìn)行駛舒適性的要求，滿足交通運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。瀝青混凝土預(yù)防性的早期階段，主要是通過(guò)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施來(lái)進(jìn)行的。通常來(lái)說(shuō)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)僅僅是針對(duì)一些微小病害問(wèn)題來(lái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的損壞、嚴(yán)重?fù)p壞的瀝青道路形式或者有些公路路面出現(xiàn)了病害的前兆現(xiàn)象[1]。

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)

瀝青路面在使用過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段的發(fā)展：第一階段，投入使用初期，瀝青路面逐步氧化與損耗；第二階段，瀝青路面存有比較小的裂縫、坑槽等問(wèn)題；第三階段，瀝青路面發(fā)生嚴(yán)重裂縫問(wèn)題，進(jìn)而逐步貫通龜裂，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能下降。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是瀝青路面提升性能的主要措施，可以實(shí)現(xiàn)周期性的強(qiáng)制保養(yǎng)，提高路面的使用性能。最佳的應(yīng)用時(shí)期，可以使路面處于比較好的運(yùn)行條件下，能夠?qū)嵤╊A(yù)防性養(yǎng)護(hù)，將可能產(chǎn)生的病害問(wèn)題消除在萌芽階段，保證其服務(wù)效果比較好，綜合效益比較高。

3 高速公路瀝青路面破壞原因

3.1 功能性破壞

3.1.1 局部裂縫很多都是在路面使用的初期階段就會(huì)發(fā)生的，其表面有細(xì)狀形式，導(dǎo)致該問(wèn)題的主要原因就是基層與路基部位的壓實(shí)度性能不合格、質(zhì)量控制不佳或者材料質(zhì)量不合格等。

3.1.2 車轍為道路橫斷面中因?yàn)檐囕喌闹貜?fù)碾壓，導(dǎo)致表面發(fā)生沉陷問(wèn)題。具體就是沿著行車帶內(nèi)存有橫向高差的情況，也就是瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)缺乏合理性、穩(wěn)定性嚴(yán)重不足或者因?yàn)榛鶎优c表面結(jié)構(gòu)部分的壓實(shí)度性能較差，導(dǎo)致輪跡部位和基層材料在車輛碾壓下出現(xiàn)變形或者剪切位移等變化。此外，重載與超載車輛運(yùn)行數(shù)量比較多也會(huì)出現(xiàn)車轍危害。

3.1.3 橋頭跳車問(wèn)題是存在于橋與涵洞之下的結(jié)構(gòu)物和路面連接位置上，因?yàn)楦鱾€(gè)結(jié)構(gòu)部位的施工材料不均勻而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物存在高差的問(wèn)題。

3.1.4 波浪發(fā)生的原因就是材料設(shè)計(jì)缺乏合理性、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致材料性能難以抵抗車輪水平力的影響；縱坡的位置上，因?yàn)楦邷囟鴮?dǎo)致其病害問(wèn)題存在。

3.1.5 沉陷是因?yàn)槁坊鶋簩?shí)度性能較差而產(chǎn)生的，尤其是很多高填方與壓實(shí)度難度比較高的半填半挖路段內(nèi)，一般會(huì)出現(xiàn)在構(gòu)造物的兩側(cè)[2]。

3.1.6 松散和剝落松散存在于損壞嚴(yán)重的路面結(jié)構(gòu)中，如果瀝青材料在配制中選擇使用的是中性或者酸性的石料，則會(huì)導(dǎo)致其集料的形成中黏性比較差，并在車輛載荷的持續(xù)碾壓作用下，導(dǎo)致其從路面上剝落，進(jìn)而使路面成為麻面的形式，出現(xiàn)坑槽、松散等問(wèn)題。施工中如果發(fā)生了混合料的離析問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致剝落問(wèn)題出現(xiàn)。

3.2 水破壞

水損害是目前我國(guó)高速公路瀝青路面內(nèi)發(fā)生早期損壞的主要原因之一，主要特點(diǎn)如下所示：瀝青表層泛油且還有推移變形、車轍變形等問(wèn)題，在中、下面層中出現(xiàn)潮濕的情況，存在油石分離與松散的情況，且其一般出現(xiàn)在交通通行量比較大的車道內(nèi)。水破壞問(wèn)題的數(shù)量和速度與公路項(xiàng)目所處地點(diǎn)內(nèi)的降雨量高低有著直接的關(guān)系。在其他條件完全一致的條件下，上海的降雨量比較大，所以該地區(qū)內(nèi)瀝青路面的水破壞要比半干旱地帶內(nèi)的瀝青路面出現(xiàn)的水破壞問(wèn)題還要較為嚴(yán)重，且發(fā)生的速度也會(huì)比較快。網(wǎng)裂、形變的全面發(fā)展形成坑洞的情況也與上述因素有著直接的關(guān)系，一般都是在一兩個(gè)雨季內(nèi)逐步形成坑洞。

4 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

4.1 霧封層和還原劑封層

這種封層的形式主要是把霧狀形式的乳化瀝青或者專門的再生劑直接噴射到已經(jīng)老化的瀝青路面中，其主要的作用就是進(jìn)行表面氧化瀝青路面的更新與還原。霧封層與還原劑封層有著一定的共同性，在施工后的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)才能開(kāi)放交通；同時(shí)，還要嚴(yán)格控制單位面積內(nèi)的噴灑量，如果噴灑量超出標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)導(dǎo)致表面形成薄膜而出現(xiàn)摩阻力不足的情況，如有必要，可以通過(guò)鋪砂的方式提升抗滑阻力。因此，該技術(shù)一般都是使用到交通量比較低、速度比較低的路段中。

4.2 稀漿封層

4.2.1 稀漿密封技術(shù)最早是德國(guó)研發(fā)出來(lái)的，我國(guó)在20 世紀(jì)20年代引入應(yīng)用，其主要是根據(jù)相應(yīng)級(jí)配的要求將骨料、乳化劑、瀝青、水、添加劑等根據(jù)要求制作成為稀漿混合物的形式，在經(jīng)歷幾十年的應(yīng)用，這已經(jīng)是比較好的養(yǎng)護(hù)施工方式。該技術(shù)應(yīng)用中，可以進(jìn)行瀝青路面早期磨損的修復(fù)處理，尤其是老化、裂縫、坑等病害問(wèn)題，能夠使路面有著較強(qiáng)的防水性、抗滑性與耐磨性，并且施工相對(duì)簡(jiǎn)單，成本也比較低[3]。

4.2.2 在稀漿封層技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，主要是按照密封點(diǎn)厚度的類型進(jìn)行施工的，一般來(lái)說(shuō)其可分成細(xì)封層、中封層以及粗封層幾個(gè)層面。細(xì)封層通常都要進(jìn)行密封填充以及空白填充等；而對(duì)于中封層施工來(lái)說(shuō)，其主要是采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用后，達(dá)到瀝青面層松散、開(kāi)裂以及老化的控制效果，大大提升路面抗滑性能的效果，并在相應(yīng)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行瀝青路面或者水泥路面密封層或者磨耗層等方面的處理；粗封層就是進(jìn)行多層密封施工，可以應(yīng)用到表面層結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，有著非常高的抗滑性能。

4.2.3 溫度測(cè)量與控制。相關(guān)人員應(yīng)按照施工的要求明確具體的漿體密封配合比的要求，然后考慮到路面的具體狀態(tài)，通過(guò)稀漿封層的方式，提升施工的效果，并結(jié)合密封性結(jié)構(gòu)與耐磨骨料的類型與質(zhì)量，選擇最為合適的改性劑、乳化劑的材料，再按照現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)明確具體的填料種類與數(shù)量。確定配合比參數(shù)時(shí)，應(yīng)首先在室內(nèi)開(kāi)展試驗(yàn)，然后初步配合比確定，并根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求展開(kāi)試驗(yàn)，綜合考慮到氣溫、材料、濕度等多個(gè)因素，選擇最佳的配比參數(shù)，明確合適的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最終有效提升養(yǎng)護(hù)施工效果。

4.3 微表處理預(yù)防技術(shù)分析

微表處理技術(shù)就是通過(guò)應(yīng)用礦物填料、聚合物改性乳化瀝青以及水等方面的材料，根據(jù)相應(yīng)比例標(biāo)準(zhǔn)制作符合要求的混合料進(jìn)行瀝青路面的攤鋪施工，從而確保路面的平整性符合要求，避免在后期的防護(hù)施工中造成比較嚴(yán)重的不平整問(wèn)題。此外，還要結(jié)合路面的損壞程度選擇合適的平鋪次數(shù)，按照要求實(shí)現(xiàn)多次平鋪施工。對(duì)于這種微處理技術(shù)的應(yīng)用，很多國(guó)外工程企業(yè)都會(huì)進(jìn)行高速公路的預(yù)防性處理，但是我國(guó)并未完全使用，因此高速公路的修補(bǔ)中還會(huì)存在較高的頻率。經(jīng)事實(shí)分析發(fā)現(xiàn)，高速公路采取必要的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施不僅可以降低養(yǎng)護(hù)成本，還可以在施工中進(jìn)行封水處理和輕微公路病害養(yǎng)護(hù)處理，然后實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的合理應(yīng)用，所以微表處技術(shù)使用范圍比較大。

4.4 灌縫

通過(guò)人工方式進(jìn)行灌縫與施工，雖然其施工工具很簡(jiǎn)單，但它避免雨水直接進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。由于加熱溫度的控制難度較高，灌縫深度無(wú)法滿足要求，均勻性嚴(yán)重不足，灌縫材料的拋撒會(huì)出現(xiàn)路面表面質(zhì)量不合格的情況，所以很多情況下施工方會(huì)選擇使用壓力式灌縫機(jī)進(jìn)行施工。灌縫施工開(kāi)始前，通常要進(jìn)行縫內(nèi)的清理工作，符合要求后才能開(kāi)始施工，超出3mm寬度的裂縫要實(shí)施開(kāi)槽處理，且使用配備有壓力系統(tǒng)的灌縫機(jī)進(jìn)行施工。通過(guò)該灌縫機(jī)進(jìn)行灌縫施工，能夠使灌縫材料與裂縫有著非常好的粘附性，符合灌縫施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求[4]。

4.5 路面熱再生修補(bǔ)

為了有效節(jié)約路面施工材料，避免舊料的存在給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染問(wèn)題，我國(guó)很多地區(qū)都選擇使用舊料再利用的方式，其瀝青就地?zé)嵩偕夹g(shù)與冷銑-廠拌再生工藝對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)其能夠節(jié)約材料的運(yùn)輸與廠拌設(shè)備的應(yīng)用。瀝青路面的施工階段，受到車輛行駛、自然條件等多個(gè)方面的影響，導(dǎo)致其存在脆硬老化問(wèn)題，也就是舊路面材料的瀝青結(jié)合料的形式出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化問(wèn)題。主要的外部表現(xiàn)就是針入度減小、軟化點(diǎn)提升以及延度下降等方面。瀝青材料的種類很多，其材料試樣也不同，常見(jiàn)的為混合型。瀝青材料在應(yīng)用的過(guò)程中，材料之間通過(guò)配比拌和后會(huì)出現(xiàn)化學(xué)變化，這就增加了瀝青材料自身硬度，而粘性下降就會(huì)導(dǎo)致龜裂問(wèn)題存在，發(fā)生松散病害問(wèn)題。廠拌熱再生技術(shù)通過(guò)加入必要的再生劑的材料，然后通過(guò)加熱拌和的處理進(jìn)行多次反應(yīng)，提升了瀝青材料的性能，在符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后進(jìn)行施工，從而達(dá)到了再生利用的效果[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

盡量不要將路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能參數(shù)作為混凝土早期性能評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)該將瀝青混凝土是否能夠達(dá)到規(guī)范性的要求作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施應(yīng)用的基礎(chǔ)條件，同時(shí)重點(diǎn)檢測(cè)裂縫度、車轍、平整度等方面，以確定采取何種處理措施。

建議把裂縫度不大于50m/1000m2的路段作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的研究對(duì)象。

建議將車轍深度為0～25mm 的區(qū)間作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段車轍的研究范圍。

在高速公路養(yǎng)護(hù)中，要想全面提升公路的質(zhì)量和水平，延長(zhǎng)使用年限，確保人們的生命安全不會(huì)受到任何的影響，需要采取必要的養(yǎng)護(hù)處理措施，充分重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理措施，積極開(kāi)展路面損壞危害方面的宣傳，加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用，從而提升道路工程的整體質(zhì)量。