精表处在公路预防性养护中的应用研究

高彦芝

摘  要：沥青路面长期暴露在自然条件下，受外界因素的影响，经常出现各种各样的病害，大部分病害都是逐渐形成的。因此，道路的预防性养护工作要得到足够重视，在病害早期阶段就加以控制。预防性养护就是在既有路面上加一个不超过4 cm的薄层，经过研究精表处可以提高沥青路面的防水性能、抗滑性能，对路面的平整度和行车舒适性也会有明显改善。该文以某省道为例，经过路况调查评价，使用精表处对预防性养护路段进行处理，精表处施工前后，渗水系数、摩擦系数、构造深度均有明显改善。精表处施工无需加热，对于资源节约、环境保护方面可以起到积极的作用，同时还具有养护成本低、質保时间长等优点。

关键词：精表处；普通国省干线；改性环氧沥青；预防性养护；路面结构

中图分类号：U416.217     文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）08-0162-04

Abstract： Asphalt pavement is exposed to natural conditions for a long time， under the influence of external factors， there are often a variety of diseases， and most of the diseases are formed gradually. Therefore， the pre-maintenance of the road should be paid enough attention to， so as to control the disease in the early stage. Preventive maintenance is to add a thin layer no more than 4 cm to the existing pavement， which can improve the waterproof performance and skid resistance of asphalt pavement， and obviously improve the smoothness and driving comfort of asphalt pavement. In this paper， taking a provincial highway as an example， after the investigation and evaluation of the road condition， the precise surface is used to deal with the preventive maintenance section， and the water seepage coefficient， friction coefficient and structural depth are obviously improved before and after the construction. Fine surface construction does not need heating， which can play a positive role in resource saving and environmental protection， and has the advantages of low maintenance cost and long quality assurance time.

Keywords： fine surface; general national-provincial trunk line; modified epoxy asphalt; preventive maintenance; pavement structure

目前，国内的公路已相继进入养护期，以四川省为例，截至2021年底，普通公路总里程39.9万km，比上年末增加0.5万km，其中国道里程为2.3万km，省道里程为2.5万km。公路养护里程39.7万km，占公路总里程99.5%[1]。在该省公路网中，低等级公路占比较大，早期建设的公路也相继进入到大中修阶段，每年面临大量公路的路面改造，公路建设、养护和改造面临着艰巨、繁重的任务。

道路养护的环节非常重要，其中最重要的是路面养护。路面直接跟汽车轮胎接触，受车辆荷载的反复作用；并且道路的面层又长期暴露在水、温度及紫外线等自然条件下，内、外界因素的持续影响，导致路面经常出现车辙、裂缝、坑槽等病害，裂缝、松散剥落等病害不及时处理，地表水会进入路基基层甚至路基，产生更严重的病害，因此预防性养护就显得尤为重要。美国在20世纪90年代初提出了预防性养护的概念，预防性养护的理念跟传统的道路养护有一定的区别。预防性养护的主要目的是：对于性能良好的路面尽可能地延长使用寿命；对于有轻微病害的路面选择合适的时间用适当的方法去养护。

1  原路面状况调查与评价

1.1  原路面状况调查内容

某省道待养护段长度约60 km，路面宽度7 m，局部路段宽10.5 m，双向两车道，于2016年实施了大修工程。由于沿线路段较长，交通量不一，经过6年多的运营，各路段出现的病害情况也不一。以自动化采集设备为主，人工调查为辅，无损和有损相结合的检测方法对原路面技术状况进行调查检测。

项目基本数据见表1，主要收集的项目有原设计施工资料、属性信息、管养信息和交通状况等。

路面技术状况见表2，主要检测项目包括路面破损状况、平整度、车辙、弯沉及抗滑性能。

养护设计专项检测数据见表3，检测项目主要包括路面结构厚度、内部结构状况及旧路材料性能等。

对各类基础数据进行收集，采用自动弯沉仪及道路综合检测车对路面弯沉、破损、平整度、车辙、抗滑性能、路面跳车等进行检测，检测结果如图1所示。

按照JTG H5210—2018《公路技术状况评定标准》的要求路面主要采用路面性能指数PQI进行评定，路面性能指数PQI的计算模型包括路面损坏状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）、路面车辙（RDI）、抗滑性能（SRI）、结构强度（PSSI）、路面跳车指数（PBI）和路面磨耗指数（PWI）7项内容[2]。公路技术状况的基本评定单位是1 km。

1.2  调查数据的分析评价

对调查数据进行计算分析，结果表明：原路面结构强度总体状况良好，承载能力未受明显影响；道路平整度较好，除长大纵坡路段及急弯路段局部出现车辙病害以外，其余路段未出现明显的车辙，路面技术状况良好。路面存在的最大问题是下行路面损坏状况严重，主要是原路面基层水泥用量大而引起的收缩开裂反射至面层的裂缝，而对裂缝没有及时封闭，导致病害进一步发展成的龟裂、沉陷、唧浆等病害。

对收集的原路面技术状况数据，应进行精准的整体排序，在有限养护资金的条件下，准确的排序能解决项目的“轻、重、缓、急”需求，充分利用养护资金对路面进行养护。结合路面技术状况数据，由于原路面弯沉、平整度、车辙等指标均评价为优，因此确定本项目主要以路面破损（PCI）为主要的划分依据，其余指标作为辅助划分依据。同时，根据交通部的《普通国省干线“畅安舒美”示范公路创建实施标准（试行）》及JTG H10—2009《公路养护技术规范》[3]，将本项目分为预防性养护、中修及大修3种养护类型。其中预防性养护路段比例为70.3%，中修路段比例为23.5%，大修路段比例为6.2%（表4）。

1.3  预防性养护措施确定

随着国内外预防性养护技术的快速发展，预防性养护比较重要的几个环节也随之被一些学者专家所关注，如养护策略、养护时机以及路面性能使用指数等相关指标逐渐得到重视[4]。预防性养护的方法较多，比较传统的做法是在路面表面加一个薄层，厚度一般小于4 cm。

预防性养护方案选择应在充分调查和分段评估既有路面状况[5]、分析病害原因的基础上，选择大量的方案进行比选，综合考虑道路使用性能的恢复情况、施工的难易程度、施工工期要求、环境保护与资源节约、绿色公路建设理念、施工交通组织情况、施工技术水平等因素，选择技术上最合理的养护方案[6]。预防性养护的方法较多，根据道路的具体情况选择不同的养护措施见表5。

表5  预防性养护措施

雾封层、微表处、碎石封层等均属于传统的预养护技术，近几年新兴的精表处预养护技术在传统技术的基础上进一步完善，不仅对于路面早期的病害有显著的修复作用，并且在经济、环保方面也有较强的优势。

精表处是近几年新兴的一种薄层罩面结构，罩面对于沥青路面的防水性能及抗滑性能有一定的提高，对路面的平整度和行车舒适性也会有明显的改善。综合经济效益及养护效果等多方面因素，此路段采用精表处进行养护。

2  精表处施工技术研究

2.1  精表处的作用机理

现有道路状况良好的情况下，无严重的裂缝、车辙、坑槽等病害，可使用精表处进行早中期预防性养护。精表处是采用专业的施工机械和设备，将改性环氧沥青路面养护剂喷涂到原有沥青路面上，同时在养护技上撒铺特制的精制砂，经过碾压，养护剂和精制砂就形成一层路面保护层[7]。精表处的适用条件是保证既有路面使用状况良好，允许有轻微的松散及裂缝，改性环氧沥青路面养护剂是将油性环氧、外掺剂、固化物、填充物等按照一定的比例混合而成，在养护剂固化反应发生前将其喷洒在旧路面时，通过一系列化学反应后，养护剂逐渐渗透入路面的微裂缝及缝隙中，同时可在表面撒布细集料，经过短时间的养护可形成一层超薄、抗滑、耐磨的保护层。

环氧树脂是一种分子链带有反应基团的高分子聚合物，经过喷洒，成型后自带的反应基团作用促使分子链发生交联，经过反应环氧树脂就从线型结构变成体型结构，从而使其具有比较高的黏结性，并且性能上得到了更好的改善。因此，精表处技术在完善路面性能、修复路面早期病害、延长道路使用寿命方面具有显著的效果[8]。

2.2  精表处施工方案

2.2.1  材料性能

精表处所用到的材料主要有改性环氧沥青路面养护剂以及特制的精制砂。改性环氧沥青的性能指标见表6。

表6  改性环氧沥青性能指标

精制砂采用玄武岩制砂，基本的物理指标应满足规范要求，颗粒大小应有较严格的控制，其中通过筛分控制0.075 mm筛孔的通过百分率小于0.5%。

2.2.2  施工工艺

精表处施工前要对路面中影响结构强度的病害加以处治，经过前期调查，本工程精表处养护路段有5处裂缝宽度超过3 mm，裂缝处用高分子抗裂贴进行预处理。3处车辙较严重处采用铣刨、拉毛，然后局部重新加铺沥青混合料的方法进行处理。表面病害处理完成后，用清水冲洗的方式进行清洁路面，等完全晒干后进行下一步施工。精表处的施工温度不低于10 ℃。

精表处正式施工前先进行试验段的铺筑，试验段可选取20～30 m，按照要求将各项指标都满足要求的改性环氧沥青养护剂和精制砂准备充分。首先喷洒养护剂，喷洒量0.5～0.7 kg/m2，喷洒过程要求均匀，然后撒布精制砂，精制砂的撒铺量为2～4 kg/m2。保證养护剂和精制砂能完整覆盖原路面，2种料撒布完成后，胶轮压路机紧跟其后进行碾压，根据现场实际情况，一般碾压2～3遍。碾压完成后再用养护剂进行薄层喷洒，洒布量约为0.3 kg/m2，待充分固结后，可采用压路机再进行1～2遍的碾压，最后清理表面浮砂。

试验段铺筑完成后，根据JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》，对试铺路段的渗水系数、摩擦系数（BPN）、构造深度（TD）进行检测[9]，精表处施工前后几项测试指标均有明显的变化，渗水系数、摩擦系数、构造深度均有明显的改善。试验段铺装前后指标对比见表7。

3  结束语

1）目前常用的薄层罩面有微表处、含砂雾封层、复合封层等，精表处与以上几种对比具有明显的优势：精表处可修复并改善美化路面，且具有良好的耐久性和高温稳定性。

2）精表处与雾封层比有更好的防水性能，与微表处相比具有更好的抗滑性能，同时在防行车水雾及降低汽车噪声方面与其他薄层罩面比也有更明顯的优势。

3）精表处的施工方法更简便，施工工艺较成熟，现场只需采用洒布车等常规机械，无需搅拌站、摊铺机等大型机械设备。

4）与传统的热拌沥青混合料相比，精表处常温施工，全程不需要进行加热，对于资源节约、环境保护方面可以起到积极的作用；还具有养护成本低，质保时间长等优点。

参考文献：

[1] 2021年四川省交通运输行业发展统计公报[Z].2021.

[2] 公路技术状况评定标准：JTG H5210—2018[S].2018.

[3] 公路养护技术规范：JTG H10—2009[S].2009.

[4] 谢安，严智英，邓志刚，等.精表处预养护沥青路面耐磨耗性能研究[J].科技通报，2020（4）：99-104.

[5] 公路沥青路面设计规范：JTG D50—2017[S].2017.

[6] 李涛，韩吉光，张鹏.某国道混凝土路面检测分析及旧路利用方案[J].公路交通科技·应用技术版，2017，13（1）：25-28.

[7] 郭晶，张军，靳明，等.精表处技术在公路沥青路面预防性养护中的应用研究[J].公路工程，2019，44（4）：217-220.

[8] 胡星云，黄海兵，邱绍辉，等.精表处技术在新余市公路沥青路面预养护中的应用研究[J].科技通报，2021，37（2）：102-105.

[9] 公路路基路面现场测试规程：JTG 3450—2019[S].2019.