高速公路沥青路面预防性养护技术的适用性分析

李春东

（江苏宁沪高速公路无锡管理处，无锡 214101）

0 引言

近年来，随着交通行业的飞速发展，数据显示到2018年底，全国的公路通车总里程达到484.65 万公里，其中高速公路14.26 万公里，占到公路总里程的2.94%。

随着使用时间和交通流量的增加，高速公路沥青路面的性能会出现下降[1]。路面极易出现横向裂缝、表面松散、车辙、泛油的问题，预养护技术的实施将会减少路面损害的集中爆发，降低养护投入。养护管理部门坚持“预防为主，防治结合”的原则，通过对路面的详细分析评价，实时监测等手段，将路面病害的情况及时反馈至技术部门，并选择相适应的预防性养护技术，使路面始终保持健康的运行状况，实现养护成本最优化[2]。

路面保护已经成为高速公路管理机构的工作重心。预防性的养护计划具有优异的成本效益，因为他们减缓了路面老化的速度，将路面大修的时间推迟。尽管有诸多的优势，但是预防性养护的实施方案的制定需要有多方因素的考虑[3]。本文讨论的内容，可以为不同情况的沥青路面选择适当的维修养护方法提供参考。

1 预防性养护的概念

维护的方法包括裂缝密封、雾封、稀浆封层、微表面处理、碎石封层、薄沥青混凝土覆盖和其他薄表面处理。考虑的路面病害包括粗糙度、车辙、疲劳裂纹、纵向裂纹、剥落、风化和泛油。根据经验，给出了决策树，以说明选择适当养护方法的缘由。

路面预防性维护其目的是防止路面轻度老化，延缓渐进性的故障，并减少日常维护工作。路面养护包括矫正养护和预防养护。矫正养护是在出现摩阻损失或塑性变形等缺陷后进行维修，而预防性养护是在路面正常运行较早时间进行的维修工作。

2 预防性养护措施

这里介绍几种用于高速公路沥青路面的预防性维护措施，这些措施如果在适当的时间进行实施，将可以有效延长沥青路面的寿命。

2.1 裂缝修补

裂缝修补是将密封材料直接应用于路面的裂缝中。对于沥青路面，裂缝通常会被清理干净以确保有足够的密封剂进入到裂缝中，并达到一定的密封深度，修补好裂纹后可以使二次裂纹增长的可能降到最小，并可以使路面寿命至少增加2年。

2.2 雾封层

雾封处理通常是利用稀释的沥青乳液直接喷洒在现有路面的表面。这种处理方法一般应用于路面厚度的增加，并解决碎石密封或开级配混合料的剥落问题。雾封应在表面能够以0.2～0.5L/m2 吸收乳液的地方应用。雾封是为了减少路面的氧化和路面表面的小裂缝而设计的处理措施。雾封的寿命取决了路面的具体情况，但一般为3～4年。而对于大裂缝、车辙或结构缺陷的路面时，雾封无效。

2.3 碎石封层

碎石密封处理是使用粘合剂将大小相同或级配相同的碎石料覆盖粘合在路面病害处。可以使单层也可以使多层。碎石封层可以密封小裂缝并提高表面摩擦，同时还有防水的功效。碎石密封通常用于低流量道路，一般是日流量小于5000 辆的高速公路路面。一些学者使用改性聚合物粘合剂，研究了大流量的道路上碎石密封的应用，但效果不一。

用于碎石密封的材料包括传统或改性的快速凝固乳液和沥青、水泥。用改性剂可以有更好的力学表现。碎石骨料的尺寸一般为2～6mm，6～12.5mm，12.5～19mm。

2.4 薄层冷拌密封

将乳液、集料、水泥、化学品的混合物拌合后直接放置于路面需修复处。稀浆采用慢速或速凝乳液和集料，集料一般小于6mm。在中低流量的路面，处理的有效寿命为3～6年。薄层冷拌密封的性能受多种因素的影响，包括路面状况、施工质量、交通负荷和气候条件。微表面活性剂是一种改性聚合物的冷浆体系。使用连续分级，100%粉碎的骨料（粒径一般小于9mm）。微表面活性剂固化性能要比传统稀浆封层更好，而且可以放置在更厚的车辙中（50mm 的车辙）。微表面活性剂已被用于沥青和水泥混凝土路面，以改善纹理、填补车辙并提高表面摩擦。微表面材料的性能受现有路面状况、箭筒荷载、施工质量等因素的影响。

2.5 薄层热拌覆盖

薄层热拌覆盖与常规覆盖层相似，但是厚度一般小于37.5mm。但是其只是用来修补路面的不平整，不能解决路面病害问题。它们包括稠密、开放以及间隙级配的混合料，通常含有改性的粘合剂，如聚合物或生胶。密实级配和间隙级配的混合料密封路面，可以提高车辆行驶质量和防滑性能。

3 养护措施适用情况

预防性养护技术选择时应最大程度上保证路面的安全性、可维护性和成本。但是大部分情况下难以明确适宜的养护措施，表1给出了各种情况下适宜的预防性养护技术。

3.1 粗糙度

表面粗糙度会影响平顺性，并最终导致其他类型的损坏。粗糙度的改善包括薄层热拌覆盖或表面铣削和分级，但后者不属于预防性的养护。

3.2 车辙

通过预防性的养护可以解决混合料的致密化或胎钉磨损造成的车辙。微表面处理和薄层拌热覆盖通常用于这种类型的道路损坏，但是结构缺陷所引起的车辙无法通过预防性养护措施来处理。

3.3 裂纹

这种类型的损伤包括随机的非载荷相关的裂纹或载荷相关的疲劳裂纹。非负载裂纹（热收缩）可以通过各种维护措施来解决，如裂纹密封、雾封、碎石密封和薄层覆盖（冷或热）。

3.4 泛油

这种情况通常发生在沥青混合料过沥青化时，它会造成路面湿滑。这种问题的养护一般有碎石封层或开普密封。如果有车辙与泛油有关，可能需要替换损伤处的沥青混合物。

3.5 风化/剥落

这种类型的损坏通常可以通过预防性的养护技术来解决，如雾封、碎石封层或薄冷拌层。

表1 不同情况下合适的预防性养护技术

4 结论

本文在结合高速养护管理现状的基础上，介绍了在沥青路面各种不同的损伤状况下适宜的预防性养护技术，并给出选择养护技术时需要考虑的因素。随着路面预防性养护日益成为养护管理部分日常工作的重要组成部分，养护管理部分必须解决信息整合同步中所出现的问题。必须要解决许多技术问题，包括评价分析、路面性能模型、技术选择的规则以及程序开发等。将路面预防性养护整合到路面管理系统中，才能充分发挥其效益。