关于预防性公路养护技术在现代公路养护中的应用

摘    要：针对现阶段公路养护的核心思想——预防性养护，在简述其目的的基础上，结合二级公路实例，对其预防性养护中含砂雾封层技术的具体应用进行深入分析，提出施工工艺和施工控制要点，并通过检测验证该预防性养护技术的有效性和综合效益。

关键词：公路养护; 预防性养护; 含砂雾封层;

二级公路经长时间使用难免产生一些病害，这就要求相关人员做好公路养护，但传统的养护都是在公路出现了明显病害后采取修补等措施，这样不仅会增加修补的难度和投入，而且还会对路段的正常通行造成严重影响，甚至还会威胁到行车安全。因此，预防性养护正逐步取代传统养护，表现出更高的综合效益。

1 公路预防性养护

预防性养护指的是在不改变路面自身承载力的基础上，对结构依然尚好的路面有针对性和有计划性地养护，采用费用节约、效益良好的措施，以此保证路面系统正常功能，延缓病害与损坏的发生。目前，预防性养护已经成为公路养护核心思想，在保证公路正常使用性能与延长公路使用寿命等方面发挥了十分重要的作用。

2 工程概况

某二级公路建成至今已有12年的时间，在车辆荷载和环境等因素共同作用下，路面产生了很多病害，如贫油、裂缝和骨料丢失等。为避免病害扩大，保证路面使用功能，延长使用寿命，并对路面的技术状况进行有效改善，决定对该公路开展预防性养护。根据公路实际情况，采用的预防性养护技术确定为含砂雾封层。

对于含砂雾封层，主要具有以下功能：(1)能对路面上的微小裂隙进行封闭，以此避免路表水不断下渗，防止水损坏的发生；(2)能对沥青胶结料自身黏结作用进行修复，避免细集料和骨料之间发生脱落，导致路面产生松散；(3)避免路面的沥青胶结料发生老化，延长材料使用寿命；(4)使路面得以快速黑化，保证路面上标线的清晰度，进而间接保证路面行车安全；(5)对骨料表面实际粗糙度进行修复，保证抗滑性能；(6)在添加憎水材料和低冰点材料后，能实现主动融冰融雪，保证冬季行车安全，此外，还可通过对彩色填料的添加实现彩色路面摊铺[1]。

3 施工工艺

3.1 工艺流程

施工按以下工艺流程进行：(1)临时封闭路段交通；(2)对原路面进行清扫和除尘；(3)对现有的标线和路缘石等进行必要的防护；(4)连续喷涂两遍含砂雾封层混合料；(5)开放路段交通。

3.2 混合料制备

(1）将包含增稠剂和增黏结材料等在内的各种原材料均加入至乳化沥青中实施搅拌，搅拌的持续时间应达到1.5 h以上[2]。

(2）通过搅拌制得浓缩液后，在浓缩液中添加抗凝冰材料，继续搅拌1 h以上的时间，搅拌完成后，将浓缩液放到密封容器妥善保存。

(3）将浓缩液加入喷洒设备之前，应对其进行过滤，采用尺寸为2.36 mm的筛网。另外，在正式喷涂作业开始前，还要添加金刚砂。通常情况下，按照50 kg/min的数量添加，将金刚砂添加完毕后，以高速持续搅拌至少10 min，直至达到均匀。

3.3 施工控制

3.3.1 施工速度

借助成套设备进行施工时，其行车速度应按照3.0～6.0 km/h严格控制，使喷洒量满足要求，在正式施工开始前，应先选取一段长度在10～15 m的段落进行试验，通过试验段施工能确定包含喷洒量和行车速度等在内的各项参数。

3.3.2 喷洒量检测

喷洒量检测方法以面积重量法为主，每次检测的面积应在0.20 m2以上。

3.3.3 技术要点

(1）环境温度：施工时环境温度不能低于10℃，同时地面温度不能低于15℃。

(2）过滤处理：浓缩液进入搅拌容器之前，应先用筛网实施过滤，以此避免材料中含有团块导致施工过程中管道或喷嘴被堵[3]。

(3）材料的喷洒需使用智能洒布车进行，洒布前先采用适宜的喷嘴，确保喷洒量与洒布速度都能保持稳定。对洒布车而言，保证设计用量的设施，严格按照要求的数量均匀喷洒。人工喷洒只能在相对较小的范围内使用，具体方法为由人工使用喷洒杆实施喷洒，若需要连续喷洒两层，需在第一层喷洒完成后0.5 h开始第二层喷洒。在喷洒完成后，如果还没有达到指干的状态，则不允许人员和车辆进入。

(4）在施工完成后，具体的开放时间需要以当天气温与交通状况为依据确定和调整，通常要达到2 h以上[4]。

(5）在施工完成后应立即对设备与管道进行冲洗，以此去除残留在喷嘴、罐体和管道内的浓缩液，避免堵塞影响下次使用。

(6）在施工过程中如果产生漏喷，应立即采用人工进行补涂，即采用滚刷进行滚涂。

4 工后性能检测

对施工段落进行开工前和完工后的基本性能检测和对比，主要对路面的抗滑性和抗渗水性进行分析。具体的检测结果如下：(1)喷涂施工前，构造深度为0.93 mm、1.10 mm和1.46 mm，喷涂施工后，构造深度变为0.90 mm、1.03 mm和1.37 mm，新建路面对构造深度的要求为保持在0.8～1.3 mm范围内，施工前后路面构造深度变化如图1所示；(2)喷涂施工前，摆值为72 BPN、76 BPN和70 BPN，喷涂施工后，摆值为78 BPN、81 BPN和79 BPN，新建路面对摆值的要求为不小于55 BPN;(3)喷涂施工前，施工段落路面均不渗水，即渗水系数都在80 m L/min以内，喷涂施工后，施工段落路面也不渗水，渗水系数均不超过80 m L/min[5]。

图1  施工前后路面构造深度变化

从以上结果可知，在原路面采用含砂雾封层实施养护后，因封层材料能良好填充原路面存在的裂缝，并补充缺失的细集料，所以会使路面的构造深度有所降低，但实际的下降值只有0.03～0.09 mm，三处施工段落的构造深度依然不低于0.90 mm，同时，因含砂雾封层混合料中含有一定量抗滑细砂，所以能对原路面中骨料自身粗糙度予以修复，表现为喷涂完成后路面摆值有所提高，具体的提高值为5～9 BPN。通过对这两项指标的综合考虑可知，采用含砂雾封层施工后，原路面抗滑性将得到明显提高[6]。

5 效益分析

5.1 经济效益

新建沥青路面所需造价按150元/m2计，在12年的设计使用年限内，每年的成本为12.5元/m2。对于含砂雾封层，其造价按15～25元/m2计，若该技术的使用能延长2～3年的寿命，且假设在路面通车后第9年采用该技术，则在14～15年的使用年限内，平均成本将变为11～11.8元/m2，可见，每年能节省0.7～1.5元/m2的成本，表现出良好经济效益。

5.2 环境效益

路面受车辆荷载和环境共同作用，难免产生老化，但最先产生老化的是沥青胶结料，若在维修过程中直接对路面进行铣刨，将浪费很多石料。采用含砂雾封层的方法来养护时，其厚度只有0.5～1.0 mm，能以较经济的方式对表层老化予以修复。可见，采用该技术实施预防性养护，除了能减少材料的消耗和有害气体的产生，还能最大限度延长沥青和石料等材料的剩余寿命，有效延长路面使用寿命，延缓大修，表现出良好环境效益[7]。

5.3 社会效益

含砂雾封层的施工速度很快，一般情况下每小时可完成5～6 km，另外，在天气状况良好的情况下，仅需干燥不超过1 h的时间即可开放路段的交通，对路段正常交通造成的影响很小。另外，施工完成后还能使路面黑化，提高路面上各类表现的清晰程度，并能提高粗糙程度，保证抗滑性，进而提高行车安全，表现出良好社会效益。

6 结语

综上所述，预防性养护是现阶段二级公路养护工作的大势所趋，要求养护人员根据公路实际情况，并结合现有技术能力，采取合理有效的预防性养护技术措施，以达到良好的养护效果。以上以含砂雾封层为例，对其在二级公路养护中的应用进行深入分析，并验证了含砂雾封层这一预防性养护技术的合理性、可行性和有效性，旨在为其他公路工程的预防性养护提供技术参考，促进预防性养护更好地发展，适应不断提高的公路养护需要。

参考文献

[1] 戴贤斌，陈达康.预防性公路养护技术在现代高速公路养护中的应用分析[J].科技风，2020,11(24):102.

[2] 王姗姗.预防性公路养护技术在现代公路养护中的应用[J].中阿科技论坛（中英阿文），2020,12(7):120-122.

[3] 朱颖.预防性公路养护技术在现代高速公路养护中的应用[J].建材与装饰，2020,11(13):269,271.

[4] 李红.沥青路面预防性养护技术在公路养护中的应用分析[J].建筑技术开发，2020,47(2):124-125.

[5] 金秋云.预防性农村公路养护在现代农村公路养护中的应用[J].中国公路，2019,11(18):108-109.

[6] 景小兵.预防性公路养护技术在现代高速公路养护中的应用研究[J].交通世界，2019,12(18):32-33.

[7] 杨家邑.预防性公路养护技术在现代高速公路养护中的应用研究[J].黑龙江交通科技，2019,42(1):22-23.

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