高速公路沥青路面的养护技术理念分析

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摘要：研究开发高速公路沥青路面预防性养护技术与管理模式，实施路面预防性养护管理是我国高速公路发展的迫切需要。文章论述了路面预防性养护的概念和意义，高速路公路沥青路面破坏原因，高速公路沥青路面预防性养护措施，雾封层预防性养护技术。

关键词：高速公路;沥青路面;路面养护;养护技术

1 路面养护的概念

所谓路面预防性养护，即通过定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，以减缓路面使用性能恶化速度，使路面始终处于良好的服务状态。高速公路实施路面预防性养护，能及时修复路面微小病害，防止水分侵入破坏路基，使路面整体结构始终得到保护，不致产生严重损伤，从而减少铣刨、翻修次数，大大节省大修费用，并延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态，所以研究开发高速公路路面预防性养护技术，实施路面预防性养护是我国高速公路发展的迫切需要。

2 高速路公路沥青路面破坏原因

2.1 功能性破坏

（1）局部裂缝一般是在路面使用3-5年后发生的，其表现多是细线状裂缝。引起局部裂缝的原因可归纳为基层和路基的压实度不均匀、施工质量控制不严格及局部材料质量等问题。

（2）车辙是在道路横断面上由于车辆轮胎重复行使久而久之产生的一种路面沉陷现象，表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理，稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。另外，重载和超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。

（3）桥头跳车现象发生在桥和涵洞等构造物与路面交接的部位，是由于材料压实不均匀而产生的与构造物间的高差所致。

（4）波浪的主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用；在纵坡段，由于高温的原因也会出现这种病害。

（5）沉陷主要是由路基压实度不足引起的，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。

（6）坑槽是龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。

2.2 水破坏

水损害是我国高速公路沥青路面最严重的早期损坏原因之一。其破坏特征是：沥青表层泛油并伴有严重的推移变形和车辙变形，沥青中、下面层潮湿，并出现油-石分离、松散，多发生在重车交通量较大的行车道上。另据报道，我国从南方到北方，都出现过由于水损害引起的高速公路大面积早期破坏。出现的时间，有的竣工通车后不足一年或两年，时间短的只有几个月。直接和间接经济损失巨大，同时也造成了不良的社会影响。水破坏的数量和速度与公路沿线的降雨量大小有密切关系。在其他条件都相同的情况下，在我国南方多雨潮湿地区，沥青路面的水破坏要比半干旱地区（特别是干旱地区）沥青路面的水破坏在数量上多得多，在速度上快得多。

在较干旱地区和降水量不大的情况下，特别是沥青混凝土虽透水但透水性不大的情况下，这种冲刷、唧浆、坑洞可能是一个缓慢的过程。但在沥青混凝土的不均匀性和透水性均较大和基层质量又不好的情况下，即使在较干旱地区，一次降水也可能使半刚性路面产生唧浆和坑洞。

网裂、形变发展成坑洞的速度也与上述诸多因素有关。网裂、形变可能在随后的一、二个雨季中发展成坑洞，也可能过更长的时间才发展成坑洞。在南方多雨潮湿地区，沥青路面的这种唧浆、网裂、形变、坑洞和唧浆、坑洞的早期破坏现象更为严重。

3 高速公路沥青路面养护

沥青路面预防性养护技术有：稀浆封层、沥再生、石屑封层、微表封层和热薄层罩面（包括开级配、密级配和间断级配）等。

3.1 稀浆封层

（1）稀浆封层技术最初产生于德国，20世纪80年代后期引入我国。它是指由一定级配的骨料、乳化剂、沥青、水和添加剂按一定配合比拌和成的稀浆混合料，及时、均匀地摊铺在路面上的薄层。经过十多年的实践证明，稀浆封层是一种较理想的筑、养路施工方法。它能够快速维修养护新、旧路面，治愈沥青路面早期出现的磨损、老化、裂缝、松散、坑槽等病害，提高路面的防水、抗滑、耐磨等功能，同时稀浆封层使用的沥青材料较少，施工工艺简单，且造价较热沥青低。

（2）进行稀浆封层的配合比设计时，应根据道路及路面情况，明确采用稀浆封层的类型及预期达到的效果，并根据封层的结构与耐磨性确定集料品种及质量、规格及级配，选择适宜的改性剂、乳化剂、外加剂，并根据现场情况确定适宜的填料种类及用量。确定配合比应首先在室内进行试验，定出初步配合比，并以此作为施工机械计量控制的依据，但是现场的气温、材料、湿度等多种因素与室内试验条件不同，所以必须因时制宜，因地制宜，制定相应的调整措施，确定最终配合比。

3.2 微表处

微表处技术在国外主要用于预防性养护，而国内的微表处施工更多地被用于修补性路面养护中。修补性养护是公路出现病害后进行修补养护，这种养护方式常因为病害路面零星分散、线长、面广，造成施工繁琐、功效低、成本高。因此，在公路养护技术发展中，先进的国家普遍采用预防性养护技术，即根据路面中结合料沥青性能的变化的规律，经过一定年限行车后，在其将要出现但尚未出现病害（或严重病害）之前，便进行预防性养护，做到防患于未然，从而使沥青路面经常保持良好的服务状态。据报道，采用预防性养护技术，不仅在直接工程费用上可节省50%以上，而且它带来的社会效益将成倍增长。微表处养护技术的应用主要有如下几个方面：

（1）作封水处理，处治路面水损害。水损害是高速公路路基路面破坏的主要因素，据有关部门调查显示，使用1年以上的高速公路，都不同程度地存在水破坏现象。主要是由于高速公路铺筑的不均匀性，路面总存在一些空隙率较大和自由水容易渗透的位置，再加上行车作用，从而出现一些随机分布的小坑洞等水破坏。采用微表处技术作防渗水处治后，可延缓和阻止病害的继续发展，防止路面病害进一步恶化，避免造成结构性破坏，维持路面的使用，推迟大修日期，有效延长路面使用寿命。

（2）用于桥面防水层、隧道内水泥路面罩面以及半刚性基层与沥青层的联结层等。

3.3 沥再生

在沥青路面的养护中，多年来对路面病害多是采取挖弃旧面层重做新面层，在公路改造中多是采取挖弃或填埋。对挖取的废弃物沿线堆弃路边，既破坏环境又侵占粮田，尤其是高等级公路油路面层较厚，常需征用土地堆弃废料。破坏环境，侵占粮田，资源浪费，增大成本等矛盾更显突出。我们通过实际应用，深深体会到废旧沥青路面材料再生利用技术十分值得推广。

沥青路面在使用过程中，经受着行车和各种自然因素的作用，逐渐脆硬老化，其实是旧路面材料中的沥青结合料发生了老化。主要表现为针入度减小、软化点有所上升、延度降低。沥青材料不是单体，主要是由油分、胶质、沥青质等组成。在生产作业和使用一段时间后，沥青的化学组分及性质也随之改变，以致使沥青变硬，降低黏性而产生龟裂，松散病坏（除路基和路面基层质量问题外）。通过掺入适量的再生剂在混合料中，经过加热拌合产生物理化学反应，使旧沥青恢复路用性能（必要时增加少量新沥青），达到路用技术要求后实现再生利用目的。

4 雾封层养护技术

雾封层作为高速公路早期预防性养护最有效的方法，在2004年年度《第二届全国公路科技创新高新论坛》上，把它作为养护新技术，在全国推广。

（1）当沥青路面正常使用几年后，路面开始出现轻微疲劳龟裂、损失细骨料的现象，并且其渗水性大大提高，路面水会经过裂缝或细骨料损伤处（露骨处）进入到沥青混合料中，这进一步加速了路面的损坏。在这时期，路面处于基本完好时期，如果在这一时期不进行及时处理，会导致网裂、龟裂、坑洞等路面破坏。如何对以上的这些缺陷进行处理，方法很多，如微表处、薄罩面等，都各有优缺点，但总结起来，在这一阶段，最有效的方法是“雾封层技术”即“FOGSEAL”，且它的费用非常低廉。

（2）经雾封层后，由于所用材料流动性比较大，可渗入到骨料缝中去，可流入到裂缝中去，对路面“输血”，从而恢复路表沥青粘附力，填补微小裂缝和空隙，防止路表水下渗，将路面性能维持2～3年时间，推迟造价更高的养护工程，提高了道路的经济效益。雾封层一般用于轻度到中度细料损失或松散的道路，对于开级配混合料出现松散时，雾封层可有效解决。无论低交通量道路还是高交通量道路均可使用雾封层。

（3）道路经雾封层后：可更新和保护旧氧化沥青路面；填补小型裂缝和表面空隙；使低温下的路面免受损害；加深沥青路面的颜色；加大沥青路面与标线的对比度；防止开级配路面的松散。

5 结语

预防性养护在国内发展起步晚，尚未得到充分发展，“重建设、轻养护”的思想观念根深蒂固，因此向公路管理者及其他相关人员贯彻预防性养护理念成为道路养护工作者的首要任务之一。对于不同的路面，其破坏类型及原因各不相同，而各种养护措施的机理、工艺、应用范围及其所达到的效果各不相同，例如雾封层主要封堵细小裂缝及表面孔洞，也可改善路面的松散、轻微干裂，但会引起抗滑性能的下降；微表处可增加路面平整度、进行车辙填充、恢复路面抗滑能力，等等。

参考文献

［1］郭忠印，李立寒.沥青路面施工与养护技术［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［2］中华人民共和国交通部.公路沥青路面施工技术规范（JTGF40－2004）［S］.北京：人民交通出版社，2005.

［3］中华人民共和国交通部.公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）［S］.北京：人民交通出版社，2007.