沥青公路路面预防性养护问题探讨

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　　摘要：目前，沥青混凝土路面因其具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，成为我国公路选用的主要路面结构形式。但是沥青路面在经受繁重的轴载负荷和经受气候、环境的影响的前提下，路面使用品质受到严峻考验，因此保持优良的路面使用品质，降低养护成本是公路沥青路面养护管理的主要任务。文章基于此进行了概述，探讨了沥青公路路面预防性养护的几种主要措施，并且研究了沥青公路路面预防性养护措施的选择。

　　关键词：沥青混凝土路面；公路路面；龟裂；预防性养护；公路养护

　　一、路面预防性养护问题概述

　　（一）路面养护的分类

　　沥青混凝土路面由于具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，成为我国公路选用的主要路面结构形式。然而，沥青路面在经受繁重的轴载负荷和密集交通量反复作用的同时，还要经受气候、环境的影响，路面使用品质呈逐年下降趋势，因此保持优良的路面使用品质，延缓病害发展，延长路面使用寿命，降低养护成本是公路沥青路面养护管理的主要任务。路面养护可以分为两种：预防性养护和纠正性养护。所谓纠正性养护，就是我们传统意义上的修补路面的局部损害或对某些特定病害进行的养护作业，适用于路面已经发生局部的结构性破损，但还没有波及全局的情况，显然这是一种事后、被动的养护方式，治标不治本，各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏，最终导致昂贵的修复（大修）工程。预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用—效益的养护策略，预防性养护在没有提高路面结构承载能力的情况下，延迟路面的损坏，维持或改善路面现有通车条件，通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。预防性养护在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使沥青混凝土路面由于具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，成为我国公路选用的主要路面结构形式。用寿命和节约寿命周期费用方面具有重要意义。

　　（二）预防性养护的特点

　　预防性养护概念是美国20世纪90年代初提出的，这种概念有别于传统的道路养护理念，AASHTO对预防性养护定义为：在公路寿命期内，为了保证路况良好、延长公路寿命并将寿命周期内养护成本降到最低，而应用一系列的预防性养护措施的系统过程。而在这一系统过程中，要在不增设建成公路系统及其附属设施的条件下，达到延缓路况退化、保持或改进系统的功能性状况的目的。预防性养护理念的核心在于防患于未然，基础在于经济性最优，也可以说，预防性养护就是指在道路使用状况衰减的初期，在最适当的时机，应用最适当的预防性养护措施，以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。

　　美国SHRP计划的一个重要成果就是指出了预防性养护在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期费用方面的重要意义，根据SHRP计划估算，在整个路面寿命周期内3～4次的预防性养护可以延长路面使用寿命10～15年，节约养护费用45%～50%。与其他工程设施不同，沥青路面一般在开放交通不久，就会出现程度和范围不等的损坏。如果这些轻微的损坏在初始时能够得到及时的预防性养护，那么损坏的扩展趋势和速度就会受到控制，路面的结构和服务性能就可以得到维持；相反，初始的损坏得不到及时的预防性养护和维修，就可能加剧水、温度、紫外线等自然因素对路面的不利影响，极大地缩短路面的服务寿命。因此，制定科学合理的预防性养护方案对处理沥青路面的初始破坏，延长路面使用寿命有重要的意义。

　　二、沥青公路路面预防性养护的主要措施

　　（一）稀浆封层

　　稀浆封层具有比罩面节省工程资金，裂缝严重路段效果较好，有效防止雨水渗入损坏路基，且减少环境污染、施工简便、降低劳动强度、节约设备能源、改善施工条件等优点。但也有对季节性要求较强，必须保证铺筑时的温度，在比较暖和且温差较小的地方服务性能最好，且未成型的路面禁止车辆通过，初期稳定性较差，封闭公路使车辆造成堵塞等缺点。稀浆封层适用于以下路况的中低交通流量公路沥青路面：路面产生轻度纵、横向裂缝或较大面积的龟裂，PCI指标低于沥青路面预防性养护评价标准的良级路况，路面磨耗或松散，老化路面，缺乏摩擦系数的路面，渗水的路面，但路面强度尚好，未达到罩面的间隔周期时，可通过稀浆封层技术进行处理。稀浆封层不适用于以下路况的路面：路面出现明显的疲劳裂缝或严重的温度裂缝，路面温差较大，气候炎热或过于寒冷的情况下。

　　（二）碎石封层

　　碎石封层可密封路面表面，密封路面的细小裂缝（主要为与荷载无关的裂缝）防止水进入路面结构内部，恢复或改善路面的抗滑性能，延缓路面的松散、老化、氧化、硬化，但施工后路面噪音增加。天气条件对碎石封层的性能影响很大，尤其在施工的时候，最好在温暖、有太阳、湿度低的天气使用，一般要求温度高于15℃，相对湿度低于75%；不宜在湿度大、温度低的天气和雾天、雨天施工。碎石封层适合于中、小交通量，即AADT＜1000～5000辆/车道或速度不大的公路；由于松动石料可能会打碎汽车挡风玻璃，因而大交通量公路不推荐使用。碎石封层适用于以下路况的中低交通流量公路沥青路面：路面产生轻度纵、横向裂缝或轻度龟裂，轻度泛油的路面，路面磨耗或松散，缺乏摩擦系数的路面，渗水的路面，轻度不平整的路面。碎石封层不适用于以下路况的路面：路面出现明显的疲劳裂缝或严重的温度裂缝，路面损坏严重。

　　（三）超薄磨耗层

　　超薄磨耗层可以修复路面的轻微损坏，改善路面的抗滑性能和行驶质量，延缓疲劳开裂，具有一定的增强路面承载力的功能。利用超薄磨耗层作为预防性养护措施时一般的寿命为7～10年，成本约为24元/m²～32元/m²。超薄磨耗层适用于以下路况的中低交通流量公路沥青路面：路面产生轻度纵、横向裂缝或轻度龟裂，轻度泛油的路面，路面磨耗或松散，严重缺乏摩擦系数的路面，轻度不平整的路面。碎石封层不适用于以下路况的路面：路面出现明显的疲劳裂缝或严重的温度裂缝，路面损坏严重。

　　（四）灌缝和封缝

　　灌缝指的是将密封材料灌入到裂缝里，这种裂缝通常指温缩裂缝或宽度较大的裂缝（宽度一般大于5mm）。这种裂缝在冷季路面温缩时宽度较大，而在暖季因材料膨胀裂缝宽度较小，加之暖季多雨，所以填缝的最佳时机应在气温较低的干燥季节（温度在7℃～18℃），如安排在春季和秋季。封缝指的是沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青或密封材料，这种裂缝一般比较微小（宽度一般小于3mm），这种裂缝在高温季节大部分可以愈合。灌缝、封缝应用的最佳时机应在路面很少或者没有出现结构性裂缝之前进行，路面裂缝范围较小、程度较轻时应用才经济有效。如果路面出现大量疲劳裂缝，灌缝、封缝就不再是一种经济有效的预防性养护措施了。

　　（五）雾状封层

　　雾状封层是采用机械设备（沥青喷洒车）将稀释的慢凝乳化沥青喷洒在路面上，其用量一般为0.23～0.45L/m²，雾状封层主要用于封住路面，防止沥青路面老化，防止因老化引起的路面松散，防止路面水损坏。但雾状封层会在一定程度上降低原路面的抗滑性能，采取雾状封层后不能立刻开放交通，需要封闭交通几个小时，所以雾状封层比较适合用于中、低交通流量并且行车速度相对不高的沥青路面，雾状封层适用于以下路况的中低交通流量公路沥青路面：路面产生轻度纵、横向裂缝，路面磨耗或松散，沥青老化严重的路面。碎石封层不适用于以下路况的路面：路面出现明显的疲劳裂缝，路面损坏严重，明显泛油的路面，抗滑性能较差的路面。

　　三、沥青公路路面预防性养护措施的选择

　　（一）路面破损的预防性养护

　　路面状况特优级，PCI为100～95到路面状况优级，PCI为95～90时，路面破损率小于0.4%，仅仅出现很不明显的细微裂缝，路面破损状况恶化比较缓慢，此状态下，可不采取任何预防性养护措施。路面状况良好级，PCI为90～80到路面状况良级，PCI为80～70时，路面破损率小于1%，开始出现轻微的纵、横向裂缝，路面破损状况恶化的速率有所提升，为了防止损坏进一步加剧，适宜采取稀浆封层、微表处、碎石封层、超薄磨耗层、雾状封层、沥青再生剂的预防性养护措施。路面状况一般级，PCI为70～60时，路面破损率小于4.5%，已经出现了轻度的龟裂，轻微的路面松散和坑槽，路面渗水现象较明显，但还未影响到路面结构强度，但由于渗水严重会使路面破损急剧恶化，最终导致路面结构损坏。此状态下适宜采取微表处、薄热拌沥青混凝土加铺层、碎石封层、灌缝和封缝的预防性养护措施。

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