公路沥青路面预防性养护措施分析

覃荣江

(广西壮族自治区兴宾公路管理局，广西 来宾 546100)

随着社会的发展和地区之间连接越发紧密，道路工程在我国经济发展中起着至关重要的作用。为保证道路工程的质量，应重视道路工程在施工完毕后的养护工作，一般来说道路工程的养护措施分为反应性、应急性以及预防性养护措施。预防性养护措施是道路养护工作最常用也是最重要的养护方法，其不仅可以最大化减少人、材、机的投入，同时也可以将道路病害消灭在萌芽之中，从而保证道路工程的施工质量，具有十分重要的现实意义。

1 公路沥青路面预防性养护概述

1.1 公路沥青路面预防性养护的概念

沥青路面预防性养护是指对已经施工完毕后的沥青道路在其完好或有轻微破损时就进行有针对性的预防及养护，使其长期处于较好的使用状态，并能降低其寿命期内的使用与维护成本，达到最佳的经济效益。预防性养护措施的根本作用是在沥青路面发生破坏之前就采取相应的预防措施，遏制沥青道路内部结构发生破坏，减少不利因素的影响，改善道路的使用状况和延长道路的使用寿命。

1.2 公路沥青路面预防性养护的特点

公路沥青路面预防性养护具有时机性、周期性、预防性以及机械化程度高等特点，具体内容如下：

(1)时机性

公路沥青路面进行预防性养护的时机性是指在沥青处于濒临出现病害阶段，采取相应的措施对沥青路面进行养护，防止其产生破坏，将病害消除于萌芽阶段。在工程实际当中通常会采用时间确定、路况确定、全寿命周期成本分析、实时监测以及现场测定等方法对公路沥青路面预防性养护的时机进行确定。

(2)周期性

公路沥青路面会随着使用时间的推移而逐渐产生破坏，为防止此类现象发生，应在一定的时间周期内采取相应的措施对沥青路面进行周期性养护。在进行周期性养护时应定期对路面使用状况进行数据采集、分析以及评价，当路面使用状况达到临界点或即将达到临界点时，及时进行养护。一般来说公路沥青路面的养护周期需根据其所在区段、气候条件及车流量等因素进行确定。

(3)预防性

公路沥青路面预防性养护措施的预防性通常是通过总结相似项目的评价数据，建立数据预测模型，并运用数据模型对路面的各项性能指标进行评价预测。根据预测结果及时对即将发生病害的路面进行预防性养护，延长路面使用寿命。

(4)机械化程度高

为保证公路沥青路面预防性养护措施实施的实时性，通常需要使用机械设备对沥青路面的使用情况进行检测。通过建立路面信息监测、评价平台，运用计算机技术对路面的使用性能进行分析，使用路面养护机械设备对需要处理的路面进行预防性养护。

1.3 公路沥青路面预防性养护的原则

公路沥青路面预防性养护措施的选用是在满足当地公路管理部门对路面养护要求的前提下，结合公路等级、路面情况、车流量、气候条件等因素，对比寿命周期内各个方案的成本经济效益，选取最优方案。

不同的预防养护方式会带来不同的效果，在预防养护方式的选择过程中应根据公路沥青路面预防性养护所要达到的目的和效果进行选择，各措施的效果见表1。

表1 不同预防养护措施效果统计表

在公路沥青路面抗滑性能进行处理时，通常不需要对路面状况和质量等因素进行考虑，只需对路面结构进行处理，因此在选择公路沥青路面抗滑性能预防措施时只需将沥青路面的平整度作为主要因素并对抗滑性能进行单独处理。水是公路沥青路面被破坏的主要因素，对公路沥青路面进行预防性养护时要重点关注路面防水性能的完整情况，采取合理的预防养护措施增强沥青路面的防水性能。在预防性养护的过程中应采用合理的方式、方法建立沥青路面预防性养护成本-效果模型，通过模型分析选择最佳的预防性养护措施。

2 公路沥青路面病害种类及产生原因

由于内外部因素会对公路沥青路面造成一定程度的影响，从而导致其经常发生破坏。其破坏的表现形式及产生原因如下：

2.1 裂缝

裂缝是公路沥青路面常见病害之一，其通常分为横向、纵向以及网状裂缝，具体如下：

2.1.1 横向裂缝

横向裂缝指垂直于或趋近垂直于路中线的裂缝，横向裂缝一般会伴有支缝的出现，其通常均匀分布在路面上，常见于路肩位置，并随着时间的推移贯通整个路面。横向裂缝的产生通常包括以下原因：

(1)材料收缩。由于道路所组成的材料为半刚性材料，其具有收缩性，在材料因水分流失或气温下降时会导致基层开裂，并逐渐蔓延。

(2)温度收缩。公路沥青路面主要材料是沥青混合料，其对温度的变化比较敏感，会随着温度的降低而收缩、脆化，当收缩应力大于其自身抗拉强度时则会导致其产生裂缝现象。

(3)沉降。公路沥青路面基础的不均匀沉降会导致路面产生横向裂缝。

2.1.2 纵向裂缝

纵向裂缝是指与道路方向平行或接近于平行的宽度长度不一的裂缝，其产生会直接影响行车的舒适性。纵向裂缝的产生通常包括以下原因：

(1)荷载疲劳开裂。该类开裂产生的主要原因是反复性重荷载，其通常是由面层发展至基层。

(2)路基因素。路基的施工质量不好会直接导致基础出现不均匀沉降，从而导致裂缝现象产生。

2.1.3 网状裂缝

网状裂缝是指相互交错排布在路面上的不均匀裂缝。其产生原因通常包括以下原因：

(1)设计不合理。路面的设计不合理直接导致道路的抗压强度达不到设计指标，从而产生破坏。

(2)横、纵向裂缝没有得到及时修补。横、纵向裂缝产生后如不进行及时修补会导致路面上的水渗入道路内部，进而产生网状裂缝。

2.2 坑槽

公路沥青路面发生坑槽现象的原因分为以下几个方面：

(1)水因素影响。沥青路面在水因素作用下，经车辆反复碾压，使水进入路面，从而使沥青与集料的粘结力减弱，形成坑槽。

(2)施工因素影响。沥青混合料温度控制不当造成产生坑槽现象，一方面是指温度过高时会导致沥青老化，粘接力降低；另一方面是指温度过低，达不到规定的粘结强度。各层材料间的接触不当、面层厚度不符合施工要求以及混合料级配不满足要求同样也会导致坑槽现象的产生。

2.3 车辙

公路沥青路面发生车辙现象的原因主要包括沥青路面所使用的原材料配合比不合理，路面在反复的荷载下表面磨损严重，基层中包含不稳定夹层等因素。

2.4 泛油

公路沥青路面发生泛油现象形成的主要原因包括沥青混合料中沥青的使用超过标准用量，混合料搅拌不充分以致局部油料过多以及摊铺质量差等因素。

2.5 沉陷

公路沥青路面发生沉陷现象的主要原因包括路面排水不畅，发生沉陷，交通车流量过大导致路面疲劳破坏以及道路基层强度不够等因素。

3 公路沥青路面预防性养护措施分析

公路沥青路面预防性养护能够改善路面的使用状况，减少因病害造成的路面破坏，进而提高道路的使用年限，增加经济效益。公路沥青路面预防性养护措施通常包括以下几种方法：

3.1 雾封层

雾封层预养护技术是通过在沥青路面上喷洒稀释的沥青，产生严密的防水层，将路面与外界水分进行隔离，减少外部水分进入道路结构层。同时，雾封层预养护技术所运用的材料具有较好的流动性，能够渗入到路面的各层结构当中，增强集料间的粘结力，进而达到减缓沥青老化、改善道路使用性能的目的。雾封层预养护技术一般适用于路面因荷载出现的轻微龟裂现象、路面沥青缺油现象等，不适用于摩擦系数较小的路面。运用雾封层预养护施工技术包括以下几个方面的要求：

(1)路面产生的裂缝比较密集时，应选用G21或G22型乳液喷洒路面，增强路面的防水性。

(2)在乳液喷洒时应选用沥青洒布车，喷洒层要保证与路面接触均匀、紧密。

(3)应提前24 h将稀释的乳化沥青储存在存储罐之中，且喷洒量为0.23～0.45 L/m2。

3.2 封缝

封缝预防性养护技术是指利用具有一定强度和刚度的密封类或填充类材料对公路沥青路面的横、纵向裂缝进行填补，以增强路面的整体抗压强度和减小外部水进入道路结构层的几率。封缝预防性养护技术于裂缝宽度3～25 mm时运用，当裂缝宽度<3 mm时，施工难度过大，填缝材料无法填塞到缝隙之中；当裂缝宽度>25 mm时，则填缝之后达不到预防性养护技术要求。

3.3 稀浆封层

稀浆封层预养护技术是指将集料、乳化沥青和水按照配合比要求进行搅拌，摊铺在路面之上形成保护层。稀浆封层预养护技术利用乳化沥青的流动性好和渗透能力强的特点，可以将已经被氧化的路面包裹在其中，提高路面的抗滑能力，减少噪声，将比较细小的裂缝填补平整。其具有强度高、整体效果好，污染小、造价低、施工方便、封闭交通时间短等特点。

3.4 微表面处理

微表面处理预养护技术是将慢裂快凝型乳化沥青、矿粉、集料、外加剂以及水按照一定的比例进行混合搅拌，摊铺10～15 mm，对道路破损部位进行局部修补的一种方法。微表面处理预养护技术具有良好的防水抗滑性能，可以防止外部水渗入道路结构层当中。同时做表面处理预养护技术具有施工方便、成本低、交通开放快等特点，采用该技术对道路进行处理后一般只需1～2 h即完成硬化。

3.5 沥青再生封层

沥青再生封层预养护技术是将含有活化物的还原剂喷涂在沥青路面之上，使其渗入到路面内部与原有沥青道路进行反应，激活原有沥青角质，使其恢复原有活性，进而形成一层保护膜，达到减少路面开裂、延长道路使用寿命的目的。沥青再生封层预养护技术具有抗油、抗水、抗侵蚀、温度适应性、耐腐蚀能力以及耐久性等特点。

3.6 薄层罩面

薄层罩面预养护技术是指在原路面上增铺由集料、改性沥青和外加剂按照一定配合比搅拌而成的材料，使原有的平整度、抗滑性、行车舒适性以及耐久性得到大幅提高。薄层罩面预养护技术通常可以分为冷薄层罩面预养护和热薄层罩面预养护两类，冷薄层罩面预养护是指在常温状态下将乳化沥青或改性乳化沥青与砂石材料均匀拌合、摊铺、压实。热薄层罩面预养护是在原有路面上增铺一层厚度<25 mm的热沥青混合料。薄层罩面预养护技术具有增加路面承载力、延长道路使用寿命以及施工速度快等特点。

3.7 微胶囊预养护技术

微胶囊法预养护技术是采用原位聚合法将MMF预聚合物结合使用苯乙烯马来酸酐表面活性剂加工成再生剂的外壳形成微胶囊，铺设在需要进行养护的沥青路面之上。为保证微胶囊预养护技术可以发挥作用，微胶囊应具有高温稳定性、较强的变形能力及界面稳定性。微胶囊在道路整个寿命周期内承受全部交通荷载，并随着沥青强度的不断上升，其表面受力情况也会发生变化，进而导致其破裂，当其破裂后，其中所存储的再生剂会自行排出，使已老化的沥青路面得到修复。

4 公路沥青路面预防性养护措施的确定

公路沥青路面预防性养护措施的选用要根据道路的实际状况、车流量情况、病害种类、养护费用、路面服务性能指标、道路使用寿命等因素进行确定。对沥青路面预养护方法的选择采用的是决策树法。决策树法是根据沥青路面的技术指标逐层地选择处理措施，其中决策树的每个分支代表的是一种路面病害，病害的种类将直接决定着将采取何种预防养护措施。具体步骤包括以下几个方面：(1)列举出可能采用的措施；(2)对具体路段的病害进行具体分析并采取相应的处理措施；(3)预防性养护材料和施工方法的选择。具体选择流程如图1所示。

图1 沥青路面预防性养护措施选择流程图

5 结语

本文首先介绍了公路沥青路面预防性养护技术的概念、特点以及原则，然后对公路沥青路面发生病害的种类及原因进行了详细分析，最后对公路沥青路

面预防性养护措施和选择流程进行分析和介绍。合理运用沥青路面预防性养护技术不但能够提高道路的使用性能，而且能够大幅提高道路使用的经济效益，进而实现社会资源的合理利用。

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