淺談瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

張宇 郭新紅

［摘 要］隨著我國公路建設(shè)的迅速發(fā)展，瀝青路面已成為我國主要的路面類型之一。針對瀝青路面不同類型、不同程度的病害，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)已經(jīng)從路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞再去被動維修轉(zhuǎn)變?yōu)樵诼访孑^為完好時預(yù)先采取養(yǎng)護(hù)措施的科學(xué)養(yǎng)護(hù)，從而保障道路的安全可靠，降低道路的整體養(yǎng)護(hù)成本，提高公路的通行能力。目前，我國瀝青路面的預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施已日趨完善，如何在最佳養(yǎng)護(hù)時機(jī)采取合適的預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施至關(guān)重要。

［關(guān)鍵詞］瀝青路面；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)時機(jī)；技術(shù)措施

［中圖分類號］U41文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的被動性養(yǎng)護(hù)管理模式已不能適應(yīng)公路養(yǎng)護(hù)的發(fā)展需要。有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，不僅有助于提升道路的安全、耐久度，還有助于降低道路的運營成本，進(jìn)一步提升道路的服務(wù)水平，為道路的安全、舒適和經(jīng)濟(jì)效益提供有力的支撐［1］。

1 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)內(nèi)涵

1.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)定義

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)旨在提升道路的整體性能，是一種為了防止貧油、松散、輕微網(wǎng)裂、車轍、沉陷等輕微病害而預(yù)先采取的主動性養(yǎng)護(hù)作業(yè)。瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)通常包括六大封層技術(shù)、罩面類技術(shù)等，旨在提高道路的抗滑性能和防滲水性能，能將輕微病害抑制在萌芽狀態(tài)，保證路面處于良好的使用狀態(tài)和舒適狀態(tài)。

1.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實質(zhì)

預(yù)防養(yǎng)護(hù)的實質(zhì)是在適當(dāng)?shù)臅r間，將適用的技術(shù)措施應(yīng)用在適宜的路面上。選擇結(jié)構(gòu)強度沒有大幅度衰減且路齡較短的路面，在適合的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)，采取性價比較高的合適的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，以達(dá)到保證路面良好使用性能和減少路面全壽命周期內(nèi)養(yǎng)護(hù)費用的目的［2］。

1.3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與被動養(yǎng)護(hù)的關(guān)系

一般情況下，養(yǎng)護(hù)技術(shù)可分為兩類。一是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，是指在路況較好且沒有結(jié)構(gòu)性破壞時所實施的養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施，以便使路況功能一直保持在較好的狀態(tài)；二是被動性養(yǎng)護(hù)，是指在路況已經(jīng)出現(xiàn)不同類型、不同程度的病害時所實施的傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)措施，如灌縫、修補坑槽等。這兩種養(yǎng)護(hù)方法實施的最佳時機(jī)存在差異，與被動性養(yǎng)護(hù)相比，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種更為經(jīng)濟(jì)有效的養(yǎng)護(hù)方式，具體原因有以下三點。

第一，從對路況性能的影響來看，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)有更大的優(yōu)勢，因為它能使路面始終保持在一個良好的服務(wù)狀態(tài)，從而產(chǎn)生良好的社會效益。

第二，就費用而言，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具有較強的經(jīng)濟(jì)性。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)雖然需要預(yù)先投入養(yǎng)護(hù)資金，但由于后期養(yǎng)護(hù)維修費用大大降低，因此可以節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金。

第三，就施工工藝而言，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡單、快速，對交通通行影響小。

在此需要注意的是，目前在我國公路養(yǎng)護(hù)工作中，被動性養(yǎng)護(hù)和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)并不是對立關(guān)系，而是處于從被動性養(yǎng)護(hù)向科學(xué)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)逐漸過渡的過程。

2 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)的確定至關(guān)重要，因為它決定了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)性和有效性。目前，確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)的方法有很多種，如決策樹法、生命周期評估法等。

在美國的道路養(yǎng)護(hù)工作中，PCI指數(shù)被用于表示道路狀況的優(yōu)劣，PCI指數(shù)介于75～95可以采取常規(guī)的養(yǎng)護(hù)措施；而PCI指數(shù)介于60～75之間，表示道路狀況良好，此時應(yīng)該及時采取預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以確保道路的正常使用，并阻止輕微病害的發(fā)展。

我國《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG5142—2019）（以下簡稱“新規(guī)范”）中明確提出，應(yīng)根據(jù)公路等級、使用年限、路面技術(shù)狀況、交通流量大小及組成氣候條件等因素，合理確定瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)時機(jī)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)太早太遲都會產(chǎn)生不良后果。如果太早，即在路面還沒有任何輕微病害時就進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，會造成經(jīng)濟(jì)上的浪費；如果太遲，即錯過了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)，路面已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的結(jié)構(gòu)性病害，使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施已無法達(dá)到保持路面完整的狀態(tài)，只能采取傳統(tǒng)的被動性養(yǎng)護(hù)，也會提高整個使用壽命周期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)總費用［3］。

3 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)常見技術(shù)措施

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施主要包括封層類、罩面類、裂縫封縫類和表面涂刷類。新規(guī)范中提出各等級公路適用的封層預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施，見表1。

3.1 霧封層

通過使用霧狀乳化瀝青或?qū)ｉT的再生劑，可以對原有瀝青混凝土進(jìn)行瀝青密封或還原，以增強其防水功能，填充微小的裂紋，并且顯著改變其外觀，增強其耐久性。這種技術(shù)特別適用于孔隙率較大的路面類型，如開級配、老化嚴(yán)重、已經(jīng)松散的路面以及碎石封層路面。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)性病害時，這種方法并不適用。

3.1.1 原材料

在霧封層的施工過程中，乳化瀝青、水、膠乳以及其他成分都是必不可少的。其中，乳化瀝青的選擇應(yīng)該是陽離子類型，乳液的破乳速度不是特別嚴(yán)格，但是一般來說，建議選擇快裂型的乳化瀝青。

3.1.2 施工質(zhì)量控制要點

霧封層施工質(zhì)量控制要點主要包含噴灑均勻度控制、橫向接頭控制以及施工質(zhì)量的控制。為了確保改性乳化瀝青的混合均勻，在施工過程中，需要確保噴涂設(shè)備的性能穩(wěn)定。此外，為了確保一個平整的橫向接縫，需要在開始位置鋪上一層厚厚的塑料膜，并且一旦開始施工，就馬上把它拿掉，從而保證路面的美觀。

3.2 還原劑封層

采取還原劑封層作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，可以顯著改善瀝青路面老化問題［4］，它可以采取特殊的方法，如施加特殊的還原劑、再生劑等，以及采取相關(guān)措施來修復(fù)受損的路面，從而增長路面壽命，起到改善路面品質(zhì)、提升通行安全系數(shù)、減少污染等效果。

3.2.1 原材料

還原劑是封層的關(guān)鍵組成部分，它具有強大的滲透、再生和密封功能，可以有效地恢復(fù)老化瀝青的性能，并且在受到外力的反復(fù)作用下，能夠持續(xù)地滲入道路表層，達(dá)到10～20 mm 的深度。

3.2.2 實施效果評價指標(biāo)

還原劑封層的實施效果是通過滲水系數(shù)、構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)來評價的。

3.3 碎石封層

同步碎石封層技術(shù)是目前最常用的碎石封層技術(shù)，通過同步碎石封層車專用設(shè)備，黏結(jié)材料和碎石被同步鋪灑在路面上，而后通過自然行車碾壓或輪胎壓路機(jī)碾壓即可形成單層瀝青碎石磨耗層。經(jīng)過同步碎石封層處理后的瀝青路面，具有良好的抗滑性能和防滲水性能。

3.3.1 原材料

碎石封層是由黏結(jié)料和石料組成的。其中，石料在里面比重最大，因此對碎石的形狀、級配、硬度都有較高要求。施工使用的主要設(shè)備為同步碎石封層設(shè)備。使用同步碎石封層車需要操作者具備較高的技能，需要掌握機(jī)械的工作原理并具備良好的操作能力，以便能夠準(zhǔn)確、高效地完成鋪設(shè)高質(zhì)量的路面任務(wù)。

3.3.2 核心技術(shù)

同步碎石封層的核心技術(shù)主要有路用材料的選用、施工設(shè)備及施工工藝三個方面。

3.4 纖維碎石封層技術(shù)

纖維封層技術(shù)是一種先進(jìn)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工方法，它通過纖維封層專用設(shè)備將兩層瀝青黏結(jié)料和中間的夾層玻璃纖維同步撒布在路面上，再經(jīng)過碾壓處理，形成一個新的耐磨層或者應(yīng)力吸收層，從而有效地保護(hù)道路的安全性和耐久性。

3.5 稀漿封層、微表處技術(shù)

自20世紀(jì)80年代以來，稀漿封層技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國的公路建設(shè)中，尤其是普通公路的養(yǎng)護(hù)和下封層工程［5］。

近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，微表處技術(shù)也已經(jīng)成為一種重要的公路養(yǎng)護(hù)方式。它可以有效地保護(hù)公路表面，如作為瀝青路面、混凝土路面、隧道路面的罩面等，還可以作為新建或改建高速公路和一、二級公路的瀝青路面、水泥混凝土橋面的表面磨耗層，并且可以有效地減少表面磨損，從而延長道路的使用壽命。

3.5.1 原材料

稀漿封層和微表處的原材料均由乳化瀝青、礦料、填料、添加劑、水組成。其中，礦料是稀漿封層和微表處混合料的重要組成部分之一，礦料的重量百分比高達(dá)90 %以上。因此，礦料的級配、品質(zhì)等都會顯著影響稀漿封層和微表處的使用性能。

3.5.2 稀漿封層和微表處的區(qū)別

普通稀漿封層和微表處的最大區(qū)別在于瀝青的不同，相較于稀漿封層使用未改性的乳化瀝青而言，微表處則使用的是改性乳化瀝青；由于微表處經(jīng)常用在交通流量大的路面，故在ISSA-A143中微表處的級配刪除了Ⅰ型級配，因為Ⅰ型級配太細(xì)，不利于形成骨架，起不到支撐作用。因此，微表處只保留了Ⅱ型、Ⅲ型兩種級配。另外，微表處常被用于高速公路，要求施工時盡量對交通影響降到最小，因此微表處混合料對黏聚力指標(biāo)做出了要求，而一般稀漿封層沒有；微表處除作為封層結(jié)構(gòu)外，還可以用來填充車轍病害，因此微表處混合料要求其負(fù)荷車輪碾壓1 000 次后的試樣側(cè)向位移不能大于5 %。

3.6 復(fù)合封層

瀝青復(fù)合封層的特點在于它的多重性，因為它由三到四層混合料組合而成，其中包括碎石聯(lián)結(jié)層、改性乳化瀝青透層、乳化瀝青碎石封層、稀漿封層或者微表處結(jié)構(gòu)層，總厚度約2～3 cm。雖然復(fù)合封層是由幾個層次組合而成的，但由于不同粒徑集料之間的互相嵌擠，層與層之間是沒有明顯分界線的。

集料在復(fù)合封層中是所占比重最大的一種原材料，它包含了三種不同大小粒徑的石料，分別是20～30 mm的碎石、5～10 mm的碎石和0～5 mm的石粉。為了獲得更好的黏結(jié)效果，經(jīng)常會使用玄武巖和石灰?guī)r。乳化瀝青也分別應(yīng)用在不同的層次，透層乳化瀝青可以有效地促進(jìn)層與層之間的黏接，而高固含量乳化瀝青則可以有效地封堵碎石形成的孔隙。

3.7 薄層罩面

在國際上，薄層瀝青混凝土罩面已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其中法國尤為突出。這種材料的結(jié)構(gòu)層可以有效地提高新建或舊路改造過程中的抗滑能力，從而延長道路的使用壽命。在法國，薄層罩面的攤鋪厚度通常在30～40 mm。而在美國，人們通常認(rèn)為薄層瀝青混凝土的厚度應(yīng)該在15～30mm。

根據(jù)我國的瀝青混凝土面層厚度，可將薄層罩面劃分為三種：薄層罩面為25～30mm，很薄的罩面為20～25mm，超薄罩面的則為15～20mm。

3.7.1 結(jié)構(gòu)特點

薄層罩面由兩個部分組成：一個是表面磨耗層，它保證了駕車的安全、舒適、持久；另一個是黏結(jié)防水層，它可以增強上下層的黏結(jié)性，提高道路的防水能力，還能有效地減少反射裂縫對路面的不利影響。

3.7.2 NovaChip改性超薄磨耗層

NovaChip改性超薄磨耗層，旨在改善改善路面的高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性以及水穩(wěn)定性，提高路面的抗裂縫和抗滑性。它主要適用于現(xiàn)有的瀝青、水泥路面的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。它是一種復(fù)合材料，其特性是NovaBond改性乳化瀝青黏合層和NovaBinder間斷半開式級配改性熱瀝青拌和料可同時通過NovaPaver去撒布和攤鋪，施工效率高，開放交通快。

3.8 超黏磨耗層

這是一種黏結(jié)性很強的新型路面，因為它將超薄磨耗層NovaChip和微表處結(jié)合在一起，充分發(fā)揮兩個路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，同時還會加入玻璃纖維，從而使路面具有高的防水性能、耐磨性能，由于其具有高黏附性，會有效地抑制裂縫的發(fā)展。

其原材料中的玻璃纖維可以增強混合料的流變性，減少噪聲影響，并延長道路的使用壽命。其攤鋪設(shè)備中的超級攤鋪箱大大提高了攤鋪效率。

3.9 瀝青路面裂縫預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

通過對瀝青路面的填縫，可以達(dá)到四個目的。提高道路的平整度；增強道路面的抗壓性、抗拉性；加固道路的結(jié)構(gòu)，提高道路的承載能力；防止由于雨水通過裂縫下滲而引起的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)破壞。

近年來，由于技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的新材料、新技術(shù)和新工藝應(yīng)運而生，如開槽灌縫、貼縫、養(yǎng)護(hù)劑灌縫等，它們可有效地解決傳統(tǒng)的熱瀝青和乳化瀝青人工灌縫的問題，使瀝青可以更好地滲透至路面基層，從而有效地防止道路基礎(chǔ)的破壞，并有效地保持道路的完整性［6］。

3.10 瀝青路面涂刷瀝再生技術(shù)

瀝再生是一種混凝土修補材料，它散發(fā)出淡淡的揮發(fā)性氣味，外觀呈現(xiàn)出深棕色的油狀物，它的組分主要包括35 %～50 %的煤焦油、32 %～42 %的石油蒸餾液以及15 %～40 %的煤焦油再生劑。它被廣泛應(yīng)用于道路裂縫的修補，以提高道路的耐久度。與傳統(tǒng)的表面密封劑相比，瀝再生RejuvaSealTM更加穩(wěn)定，它能夠在極端的環(huán)境中保持良好的黏結(jié)力，并且擁有極高的抗腐蝕能力。

4 結(jié)語

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心理念是通過“早養(yǎng)護(hù)”實現(xiàn)“少養(yǎng)護(hù)”，通過“早投入”實現(xiàn)“少投入”，代表了養(yǎng)護(hù)理念的科學(xué)發(fā)展方向。在恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)時機(jī)采取適合的瀝青預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施，不僅可以延長瀝青路面的使用壽命，節(jié)省壽命周期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)費用，還可以使瀝青路面在使用周期內(nèi)保持良好的使用狀態(tài)和服務(wù)狀態(tài)，由此產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

［1］王娟. 淺談預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用［J］. 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2014（22）：422.

［2］舒譽櫸. 淺談公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)狀與改進(jìn)措施［J］. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（23）：75-76.

［3］陳永鋒. 預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用實踐研究［J］. 建材與裝飾，2016（34）：248-249.

［4］龍湘春. 預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用解析［J］. 建材與裝飾，2016（34）：253-254.

［5］羅曼，湯杰，幸遠(yuǎn). 高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)戰(zhàn)略體系研究［J］. 中外公路，2011，31（1）：269-272.

［6］閆麗英，高速公路瀝青路面的預(yù)防養(yǎng)護(hù)時機(jī)選擇［J］. 交通世界，2018（7）：74-75.