试论高等级公路沥青路面预防性养护

【摘 要】随着我国基础设施的大量建成，越来越多的高等级公路相继投入运营，公路管理部门的工作重心正逐步向加强全面公路养护的方向发展。如何做好公路的日常养护和预防性养护，巩固建设成果，使其更好地为经济社会的发展提供服务，成为摆在公路养护管理部门面前的首要问题。本文结合笔者多年来的工作经验，分别从技术与管理两方面提出了高等级公路沥青路面预防性养护的重点和措施，以供同行参考。

【关键词】高等级公路；沥青路面；预防性养护

1、引言

公路养护一般分为预防性养护和矫正性养护，我国现在大多数公路养护都属于矫正性养护，相当大比例的高速公路通车仅两三年就要进行修补，在前期没有舍得投入进行预防性养护是重要原因之一。路面预防性养护是美国在20世纪90年代初提出的，其核心是要求采用最佳成本效益的养护措施，强调养护管理的计划性。

2、预防性养护的重要性

随着经济的不断发展、人民生活水平的不断提高，人们对出行环境有了更高的要求。当道路严重损坏时再采取措施进行养护的“反应型养护方式”已经不能适应目前经济发展和道路交通的需求。对路面进行预防性的养护，在道路行驶质量明显下降之前就采取措施恢复道路通行能力，能给道路用户提供机动性大、拥挤少且更加安全、舒适和耐久的路面。预防性养护在许多国家得到广泛运用，并已取得成功经验和十分显著的成效。例如，美国公路管理部门从上世纪80年代以来，通过对几十万公里不同等级道路进行跟踪调查，发现道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征：一条质量合格的道路，在使用寿命75%的时间内性能下降40%，这一阶段称之为预防性养护阶段。此阶段如不及时进行养护，在随后12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%，而养护成本却要增加3～10倍，这一阶段称为矫正性养护阶段。美国SHRP计划的重要成果也指出在整个路面使用周期内进行3～4次的预防性养护，可节约养护费用45%～50%。

3、预防性养护的特点

3.1 养护时机合理

预防性养护的经济性和有效性在很大程度上取决于采取预防性养护措施的时机。在目前的实际应用中，路面预防性养护时机的确定方法主要有：（1）基于时间；（2）基于路况；（3）生命周期费用分析法。

3.2 养护周期规律

预防性养护标准高，而路面使用性能随时间变化逐渐下降，因此必须周期性实施养护措施。即定期开展路况调查，采集路况数据，进行分析与评价，当路面使用性能降到预定标准时，及时实施养护策略，恢复路面服务功能，如此循环往复。有研究表明：沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护，可取得良好的经济效果，同时保持路面较好的服务功能。

3.3 预防性

对路面状况连续检测、评价三年后，获得一组连续数据，可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测，对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测，适时对路面采取适宜的保护性养护措施，保护路面，预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测，考虑未来交通量的增长，对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施，做到治本治标，以防微小病害发生与恶化。

3.4 机械化程度高

路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高，不仅能满足预防性养护的检测频率，而且能保证检测数据的精度和科学性，处理数据、信息的能力也大大提高。

4、预防性养护新技术

4.1 同步碎石

“同步碎石封层”是用专用的同步碎石封层机将碎石和粘结剂（热沥青、改性沥青、乳化沥青等）同步洒铺在路面上，通过自然行车或轮胎压路机的碾压形成沥青碎石磨耗层。它主要作为沥青路面表面处理层使用，也可用于低等级公路的面层施工，使沥青路面的使用寿命延长10～15年。该技术具有以下特点：（1）良好的防水性；（2）良好的附着性和防滑性；（3）良好的耐磨性和耐久性；（4）良好的经济性；（5）可作为低等级公路的过渡型路面，以缓和公路建设资金暂时不足的问题。无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性价比明显优于其他道路表面处治方法，从而大大降低道路的维修养护成本。

4.2 稀浆封层

沥青稀浆封层是近年来国内外发展较快的一种新的封层技术，它是将适当级配的骨料、填料、乳化沥青、水、添加剂等几种原材料按一定比例掺配拌和，制成均匀的稀浆混合料，并按要求的厚度和宽度摊铺在路面上。稀浆封层不仅可以对旧沥青路面进行维修养护，还可以作为新铺沥青路面的封层。该技术可以有效地治理路面的裂缝，提高路面的平整度和防水、防磨、抗滑的能力，具有施工快、造价低和节能等优点，主要起改善、恢复路面表面功能及延长公路使用寿命的作用，尤其适于用作沥青路面的预防性养护。

4.3 微表处

微表处是以聚合物改性乳化沥青为粘结料的密级配快凝型冷拌沥青罩面层，可在常温下施工，施工速度快、可迅速开放交通，对交通的影响小，污染小。该技术具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用，可显著改善路面的使用性能，延长路面使用寿命。微表处不仅具有普通稀浆封层的优点，还提高了材料的弹性和早期强度，改善了沥青路面的高低温性能及抗磨耗性能，并大大缩短了开放交通的时间，因而更适用于普通稀浆封层所不适用的高等级和重交通路面。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。

4.4 薄层罩面

薄层沥青混凝土面层被定义为用摊铺机摊铺和用压路机碾压的单层沥青混合料，可以认为薄面层是“薄磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种交叉。薄层罩面在国外发达国家早已进行了研究与应用，法国是国际上采用薄层沥青混凝土路面的代表性国家。在法国，薄沥青混凝土面层（BBM）的定义为：用纯沥青或改性沥青、集料及可能的添加剂（矿质的或有机的）制成的混合料，摊铺厚度在30～40 mm。在美国，一般认为薄层沥青混凝土的厚度应为15～30 mm。在我国养护规范中，薄层罩面适用于路面平整度较差、辙槽深度小于10 mm、路面无结构性破坏，为提高路面表面层服务功能的养护维修措施，也适用于新建公路的磨耗层。薄层罩面用于沥青路面的预防性养护，主要优点是：服务寿命延长，能承受重载交通和高剪应力，表面平整性能好，可被铺成需要的厚度、纵坡度和横坡度，中断交通时间短。

4.5 冷补沥青混合料

冷补沥青混合料是将石料和液态沥青混合物在温度约为50～60℃时厂拌形成的混合料。石料主要由高度粉碎、洁净（泥砂含量≤2%）、干燥（含水量≤4%）、无风化、无杂质，具有良好颗粒形状的石灰石、玄武岩、花岗岩等组成。冷补沥青混合料具有以下特点：（1）在雨雪天气和处治过的积水坑穴条件下均可施工，对环境条件的适应性较强；（2）无需大型混合料摊铺与压实设备，施工过程具有极大的灵活性；（3）可以无覆盖露天存放一段时间（有资料表明约2年左右）而不影响其品质，袋装保存时间更长；（4）拌合温度低，施工温度是常温，对环境和施工人员都有利，是一种环保型的路面养护材料。

4.6 就地热再生

就地热再生是通过现场加热、翻松、混拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。该技术适用于各种沥青路面的预防性、日常性养护。相对于传统的路面病害处治方式，就地热再生技术极大地提高了修补后新旧路面的结合力，提高了路面修补质量；简化了施工工序，提高了路面养护工作效率；实现材料的100%利用，节约了能源、材料和土地，保护了环境，符合国家的可持续发展战略；可对裂缝进行比较好的处理，能有效地缓解或解决裂缝问题。

4.7 雾封层技术

雾封层技术是在沥青路面表层洒布一层防护剂（一般分乳化型和溶剂型两大类，主要成分是沥青或改性沥青，还要根据路用性能要求加入特定的添加剂），形成的防护膜对路面具有良好的封水和防护作用，有效防止水损害，遏止麻面、松散和掉粒等表面破坏。一些特定的雾封层还具有防柴油、汽油侵蚀，恢复原有老化的沥青活性的功能。雾封层施工方便、快捷、经济性好，可以应用于大多数结构良好、只是发生水损害和表面破坏的沥青路面，包括通车多年的旧路面和透水严重的早期甚至新建路面。和其它预防性养护技术一样，雾封层必须在路面结构破坏之前及时采用，否则不能达到预期的效果；同时，雾封层会轻微降低路面防滑性能，对防滑性能不佳的路面不能采用。

5、对公路养管工作的几点建议

5.1 及时落实养护资金

预防性养护关键在于养护时机的准确把握，最佳养护时机一旦错过，发展成严重病害，就难以实现以最少投入达到最佳效果的预防性养护目的。公路养护人员在日常巡查时，对发现的病害苗头要及时向上级反映，上级部门要及时制定出处治方案并落实维修资金，下达维修部门进行维修。

5.2 加大机械设备的投入

就目前的发展趋势，高等级公路沥青路面的预防性养护离不开乳化沥青、改性乳化沥青等新材料的应用，建议分片建成数个乳化沥青、改性乳化沥青加工厂，同时购置一批用于微表处、稀浆封层、碎石封层等施工工艺的专用机械设备，以提高公路养护作业的机械化水平。

5.3 加大科技人才的培养

特别是加大工程技术人员、试验检测人员、机械操作人员的培养，实行“走出去，引进来”战略，学习和借鉴先进省市乃至发达国家的成功经验，充分依靠科技进步实现本省公路养护事业的又好又快发展。

6、结语

预防性养护是科学养路的具体体现，对高等级公路实行预防性养护，努力提高养护管理水平，对全面提高高等级公路的使用质量和服务水平，减少养护成本和费用，延长高等级公路的使用年限，有着极其深远的现实意义。要对预防性养护工作进一步深入研究，开展路况调查，建立路况档案，开展日常养护工程量测以及养护统计资料的收集，切实做好预防性养护工作，让公路更好地为经济建设服务。

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