浅谈公路预防性养护措施及技术特点
浅谈公路预防性养护措施及技术特点
秦道仁
（南阳通途公路勘察设计有限公司，河南南阳，473000）
摘要：本文在总结国内外预防性养护技术经验和材料开发的基础上，分析比较了各种预防性养护技术的优势与不足，阐述了预防性养护实施的影响因素，为针对不同的路况及环境选择与之相适应的预防性养护措施提供参考。
关键词：预防性养护，技术特点，影响因素
公路沥青路面预防性养护是在恰当的时间对合适的路面运用恰当的预防性养护措施，其关键是如何根据路况、交通量、养护目标、资金情况和其他综合因素来选择合适的预防性养护时机及合理的预防性养护技术。预防性养护技术一般是指0-3厘米之间的表面处理技术，许多技术在工程中也经常使用，关键是要使用先进的专用设备和高质量的材料。技术方案选定后，关键是如何组织实施来保证预防性养护工程的施工质量。保证预防性养护质量的因素是多方面的。做好养护工程的“四个要素”（先进的技术、精良的装备、优质的材料、严格的管理）。对预防性养护工程，还要加一条，就是合适的季节，因为所有预防性养护工程都有一个共同的作用，就是防水和封水，因此实施预防性养护工程的季节必须是在当地的雨季前或雨季结束一段时间后。
1.沥青路面预防性养护技术
1.1裂缝填封类
裂缝是沥青路面各类破损中最常见、最易发生和最早期产生的病害之一，它几乎伴随着沥青路面的整个使用期，并随着路龄的增长而加重。路面出现裂缝，应及时进行填封修补，否则雨水及其它杂物就会沿着裂缝进入下面层结构及路基，对路基及基层进行冲蚀，进而导致路面承载能力下降，加速路面局部或成片破损。路面裂缝的形式多种多样，其产生的原因也各有所不同。从养护工艺的角度来看，裂缝可按其缝宽分为微裂缝或发裂(2mm以下)、微小裂缝(2-6mm)、小裂缝(6-12.7mm)、中裂缝(12.7-25mm)、大裂缝(>25mm),其中6mm以内的裂缝属于预防性养护的范围。
裂缝填封的作用是避免由于水的渗透对路面结构和路面基层造成结构性损坏，恰当的铺设密封胶并尽可能长时间地保证密封胶的整体性是很重要的，因此，一些较为成熟的材料和技术己经形成。
裂缝填封应用的最佳时机应在路面很少或者没有出现结构性裂缝之前进行，路面裂缝范围较小、程度较轻时应用才经济有效，如果出现大量的疲劳裂缝，裂缝填封就不再是一种经济有效的预防性养护措施了。
裂缝填封作为一种应用较为广泛的预防性养护措施有诸多优点，但同时也存在一定的缺点，其优缺点可总结如下：(1)与其他预防性养护措施相比较裂缝填封较为经济，但是寿命相对较短；(2)裂缝填缝是一种防止水渗透对路面结构的损坏的一种有效的措施，但是它可能引起路面泛油；(3)裂缝填封的技术易于掌握并且应用广泛，但是费用效益比不是很好确定。
1.2薄层罩面类
薄层罩面作为一项预防性养护技术，给原沥青路面提供了一个崭新的表面，平整度的改善提高了行车的舒适性；抗滑能力的提高增加了行车的安全性；路面原有的许多表面破坏，如坑洞、裂缝、辙槽等，都得到了有效的治理，延长了道路的使用寿命。薄层罩面按照施工工艺的不同可分为冷薄层罩面、热薄层罩面和温薄层罩面三种。
（1）冷薄层罩面
冷薄层罩面就是将乳化沥青或者改性乳化沥青和砂石材料在常温下拌和均匀、摊铺、压实的一种工艺，在常温下就可以施工。目前应用较多的冷薄层罩面技术主要是乳化沥青或改性乳化沥青混合料。
（2）热薄层罩面
热薄层罩面是一种传统的预防性养护方法，按面层厚度可分为三种，即薄沥青混凝土面层25-30mm，很薄沥青混凝土面层20-25mm，超薄沥青混凝土面层15-20mm。热薄层沥青混凝土罩面技术是一种经济适用的沥青路面修补技术，广泛应用在沥青路面的预防性养护中，同时也可用于新建的沥青路面表面的抗滑磨耗层。这种技术的特点是：服务寿命长；使用性能好，能承受重载交通；具有平整的、抗滑性能好的表面；铺筑厚度、纵坡度和横坡度可以根据需要随时调整并压实成平整、耐久的表面层；改善了原路面的外观。
（3）温薄层罩面
温拌沥青混合料是一种新型的沥青混合料。所谓温拌沥青混合料就是一种拌和温度介于热拌沥青混合料(15-180℃)和冷拌(常温)(10-40℃)沥青混合料之间，性能达到或接近于热拌沥青混合料的新型混合料。表1总结了三种薄层罩面养护方法的特点、使用性能和适用范围。
表1 薄层罩面养护方法比较表
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罩面方法 |
特点及使用性能 |
使用范围 |
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冷薄层罩面 |
节约能源，节省沥青，延长施工季节，减少污染，保护环境 |
对工期有特别要求，交通量不太大的低等级公路，路面病害较多，分不清主导病害需综合治理时 |
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热薄层罩面 |
有效地防止性能正在下降的路面继续恶化，改善路面平整度，恢复路面的抗滑阻力，校正路面的轮廓，对路面有一定的补强作用 |
重载交通对抗滑性能、平整度有要求；路表轮廓欠佳；整体强度较低、服务能力较差，须提高多方面性能的高等级路 |
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温薄层罩面 |
既满足环保与耗能要求，又具备良好的使用性能的工艺 |
对环境有特殊要求，不能影响路面使用性能的高等级公路 |
1.3表面封层类
（1）稀浆封层
稀浆封层是指用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。由于该种稀浆混合料的稠度较稀，形态似浆状，铺筑厚度一般在3-10mm之间，主要起防水或改善恢复路面功能的作用，故取名为乳化沥青稀浆封层，简称稀浆封层。我国习惯上将稀浆封层分为普通稀浆封层和慢裂快凝稀浆封层。防水、防滑、填充的作用。
（2）微表处
国际稀浆封层协会(ISSA)对微表处的定义为：微表处是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配比拌和并通过专门施工设备摊铺到原路面上，达到迅速开放交通要求的薄层结构。
微表处之所以能够在世界范围内得到推广，主要是其具有以下良好的技术特性：①与普通稀浆封层相比，微表处具有更高的抗磨耗性能和抗滑性能，并可以完成对原路面的车辙修复；②比热沥青薄层罩面具有更好的封层效果，可更好地防止路表水的下渗，从而更好地保护路面结构；③在路基路面稳定的前提下，国外优质的微表处使用寿命可达5年以上；④开放交通快，可在施工后的1h-2h开放交通，减少施工对交通的影响；⑤与铣刨后加铺4cm左右的热拌沥青混凝土罩面这种常用的沥青路面养护方法相比，其单位面积建设成本可降低1/2以上。而改性剂则是微表处区别于稀浆封层最重要的特征之一。
（3）石屑封层
单层的石屑封层是最早出现的预防性养护技术，其施工方法是在路面上喷洒一层沥青材料(热沥青、轻质沥青、乳化沥青等)，紧接着撒布砂、单粒径或适当级配的集料，并紧跟着进行碾压。石屑封层是一种敷设简单、易行，价格低廉的养护方法。它的缺点是要有较长的初期养护时间，高速行驶时噪音过大，路面上的松散集料还会被高速行驶的车轮带出而撞击粘附在车身和挡风玻璃上，集料的损失还会导致抗滑能力的衰减，所以一般很少用在大交通流量和高速行驶的道路上。石屑封层的新发展是围绕着减缓抗滑性能的衰减速率所作的努力，表现在从材料和工艺两方面对粘结剂和集料之间粘附性能所取得的改善上。材料方面的改善，主要是更多地采用改性沥青和改性乳化沥青，以及改善它们与集料之间的相容性。在工艺方面的改善，同步碎石封层的出现就是一个典型的例子。
（4）同步碎石封层
同步碎石封层就是用同步碎石封层车将碎石及粘结材料(改性沥青或改性乳化沥青)同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压形成单层沥青碎石磨耗层，主要作为路面表处层使用。同步碎石封层技术的最大优点是同步铺洒粘结材料和石料，实现喷洒到路面上的高温粘结料在不降温的条件下即时与碎石结合的效果，它将粘结剂的喷洒和集料撒布两道工序集中在一台车辆上同步进行。
同步碎石封层的主要特点有：①同步碎石封层实质是靠一定厚度沥青膜(1-2 mm)粘结的超薄沥青碎石表面处治层；②同步碎石封层粗糙表面大大提高了原路面的磨擦系数即防滑性能；③同步碎石封层能有效治愈深达10cm以上的车辙、沉陷等病害，这一点是其它养护方法无法比拟的；④同步碎石封层作为低等级公路过渡路面，以缓解公路建设资金严重不足的矛盾；⑤工序简单、施工速度快、可即时限速开放交通；⑥无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性能(使用年限)价格比明显优于其它表处方法。
（5）雾封层
雾封层是将乳化沥青、改性乳化沥青或沥青路面养护剂等流体状的材料，经喷洒机械喷洒在沥青路面上，从而封闭路面孔隙，稳定松散集料，修复路面老化的预防性养护技术，由于材料喷洒时，它将呈现出黑色的雾状，因此而称为雾封层。
雾封层能有效的改善路面功能，明显提高老化沥青的针入度、软化点和延度，但是雾封层通常在一定程度上会降低原路面的抗滑性能，故雾封层不可用于有明显疲劳裂缝的路面、泛油路面和抗滑性能较差的路面，同时雾封层不能改变路面的结构承载能力，因此，雾封层技术主要用于路面结构承载能力完好的出现早期破坏的路面上。
（6）超薄磨耗层
超薄磨耗层，是一项将间断级配热拌改性沥青混合料与改性乳化沥青相结合的技术，其中改性乳化沥青可起到粘结表面层与下面层的作用，亦可部分地进入到上面层的沥青混合料之中而具有封层的作用。超薄磨耗层的铺筑厚度一般为15-25mm，其表面非常粗糙，具有平整度好、抗滑性好、以及耐久和低噪音等优点。
2.预防性养护实施的影响因素
1）理念方面：对预防性养护概念的理解不统一。
2）资金方面：资金短缺，预防性养护和路况最差优先养护方式之间的矛盾等。
3）配套组织方面：执行组织与机构不完善，决策过程与方法不标准等。
4）配套技术方面：规范与指南不具备，技术人员缺乏，设备种类少等。
5）总结与提高方面：延续性不够，缺乏系统总结与改进，科研滞后等。
3.结语
各种公路预防性养护措施有其主要技术特性，必须在了解各预防性养护措施的基础上结合工程实际的病害情况及当地的技术力量选择合理的技术，控制预防性养护实施的影响因素，使得路面功能恢复良好的效果。
参考文献
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