高速公路沥青路面养护技术对策
摘 要:从高速公路沥青路面病害类型、原因分析入手,从养护技术和养护管理两方面对速公路沥青路面的养护管理工作进行了探讨,强调了预防性养护的重要性，路面养护对策选择是路面养护的关键技术之一,决定着养护措施选择的科学性和合理性。分析过程体现了寿命周期费用分析法的思想,并采用路面养护专家系统来辅助决策。最后针对主要的路面破损形式提出了路面养护的对策及建议提出了养护与维修的对策及建议，把现有预防性养护措施归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层罩面4类通过适用性分析总结形成了沥青路面预防性养护技术对策集合。
关键词:高速公路;沥青路面;养护技术;养护管理;预防性养护。
一 引言
随着我国高速公路的迅猛发展，各种养护技术也必须的跟上，高速公路沥青路面养护的目的：“经常保护公路公共设施的完好状态，及时恢复损坏部分，保障行车安全、舒适、畅通”。养护工作一般分为两种：预防性养护和修复性养护。预防性养护工作旨在保护路面并减小路面质量下降速度，修复性养护工作旨在修复特定的路面破坏或损坏区域。及时的预防性养护能延缓在交通与环境施加的荷载作用下路面损坏的时间。延迟养护与延期养护增加了缺陷数量、增大了严重程度，以致在改建时修补费用增加。不断地推迟养护与完善修复措施，缩短罩面与改建之间的时间间隔，因而显著增加路，预防性养护是一个系统工程，可以简单概括为:在适当的路段、合理的时机对路面采取经济有效的养护措施本文首先对现有常用预防性养护的措施进行分类，分析各种养护措施的技术特点、适用条件以及期望得到的使用寿命和经济效益等，最终形成概念清晰的预防性养护对策，制定路面预防性养护的决策框架，解决路段选定和养护措施的选择问题。
二 沥青路面典型病害记起原因
沥青路面的损坏所表现出的形态和特征是多种多样的，这是因为促使路面出现损坏的原因是多方面的。高速公路沥青路面损坏的形态、特征和因素，可将路面的损坏形式分为裂缝、变形、表面损坏三大类。
（1）裂缝：横向裂缝为路面中线近于垂直的裂缝。裂缝起初大多出现在路面两侧的硬路肩，逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的，而是由于低温收缩或半刚性基层收缩产生的。冬季低温冻缩是诱发横向裂缝的重要因素。纵向裂缝为与路面中线大致平行的裂缝。大多出现在半填半挖路基或路面加宽处。其原因是由于压实度不够，高填方路段路基土滑移，路基或基层出现不均匀沉降而产生纵向裂缝。混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好，也会出现纵向裂缝。
（2）车辙：即路面表面沿轮迹的纵向凹陷。车辙严重是高速公路病害不同于一般公路的一个显著特点。沥青路面上的车辙，除了影响行车舒适性外，还对交通安全有直接影响。
（3）松散：即集料和沥青逐渐脱开并散失。松散可出现在整个路面表面，但由于行车的作用，一般轮迹带处比较严重。产生松散的主要原因是由于混合料中沥青含量偏低。沥青与集料粘附性差，或是由于沥青的老化，水的浸入也是产生松散的主要原因。
（4）坑槽：即路面上出现的坑洞，是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。由于表面水从这些损坏处浸入，停留在基层表面上，在车载反复作用下动水冲刷基层的细料并逐渐形成灰浆，使沥青面层与基层脱开，灰浆被车载挤压，通过面层裂缝或面层混合料中的空隙挤到表面，使沥青面层产生网裂，一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走而逐步形成坑洞，并不断的扩大。
（5）沉陷：即路面表面的局部不均匀凹陷。其产生的主要原因是由于路基土压实度不够，
导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂，同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。
（6）磨光：即路面在行车作用下集料棱角被磨成圆滑或平滑状。路面表面纹理丧失，路面抗滑能力下降。路面磨光，是由于路面抗滑层集料组成设计和采用集料抗磨性能差所造成。
三 高速公路沥青路面养护技术对策
根据病害、缺陷类型的不同和损害程度的大小,分析产生路面病害的原因,综合考虑各类沥青路面的使用周期及综合评价结果,确定采用不同的养护维修措施,具体分为:预防性养护、矫正性养护、路面大中修和路面改善。对沥青路面出现的裂缝、坑槽、松散、变形等常见病害应针对病害的产生原因，并根据路面的结构类型、维修季节气候条件等实际情况，采取相应的维修措施及时进行处治。高速公路沥青路面预防性养护措施包含了多种具体的养护技术，沥青路面预防性养护技术大体上归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层。破损类型 损坏程度 外观描述
裂 轻 初期龟裂、缝细、无散落、裂区无变形,块度20~50cm
龟裂 中 裂块明显,缝较宽,无或轻散落或轻度变形，块度大于20 cm
重 裂块破碎,缝宽,散落重、变形明显,块度小于20 cm
缝
不规则裂缝 轻 缝细,不散落或轻微散落,块度大(>100 cm)
重 缝宽,散落,块度小(50~100 cm)
类
纵裂 轻 缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝,缝宽小于25 mm
重 缝壁散落重,支缝多,缝宽大于5 mm
型 横裂 轻 缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝,缝宽小于25 mm
重 缝壁散落重,支缝多,缝宽大于5 mm
(1)以裂缝为主的沥青面层破坏。根据FWD检测结果来判断该路段没有丧失结构承载力 ,防止裂缝的进一步扩展,行车荷载、环境等因素在裂缝处会逐步引起路面结构承载能力的损失。而对于仅行车道产生裂缝现象处,有延伸扩展到超车道的趋势,这些路段有待进一步加强跟踪观测。另外,对路面裂缝严重处,建议可以先用优质的灌缝材料进行灌浆处理,再采用聚酯玻纤布贴缝或满铺,然后加铺一定厚度的薄层沥青混凝土罩面层。
对裂缝施工工艺要求有：a)对于小于13 mm宽的裂缝需使用一种装有碳钢切缝刀的 旋转式开槽机,尽可能按切割段的裂缝尺寸并对准中线切割出均匀的正、长方形凹槽。b)裂缝清理:待填裂缝切缝后,需采用高压气体喷射设备进行清理,该设备须配备能够有效清除空气中杂物的油滤,并可输出清洁干燥的、连续的、高容量的高气压气流的空气,每条裂缝周边和裂缝槽至少进行2遍高压喷气流清理。第1遍清除裂缝杂物时喷气棒嘴应把持在距离裂缝不少于5 cm的位置;第2遍距离可以较远些,以便清除裂缝中和裂缝周边的所有松散颗粒和杂物。c)裂缝填封:填封材料在清缝工序完成后应立即灌注,填封材料需在具有双层保温层,间接导热加热的锅炉内搅拌融化,该材料通过沥青泵输送出来,灌注在清理过的槽口内,灌注时要自下而上充分填满,应避免在填料下部产生气穴,每条裂缝的灌注工作是连续的。如出现未充分填封的裂缝须再次进行填封处理,如出现轻微龟裂可采用橡胶抹平板来摊铺填封材料,这些区域可在填封材料灌注完成后在表面撒沙子或细骨料。对于集网状裂缝、坑塘和车辙为一体,
平整度下降的沥青面层破坏，应分台阶挖除病害范围内的沥青路面结构层或按一个车道挖除沥青路面层,检查路面基层的状况。若基层完好,在洒布封层后,铺筑8 cm AC-25 I粗粒式沥青混凝土下面层、6 cm AC-20 I中粒式沥青混凝土和4 cm AK-13 A沥青抗滑面层,恢复至路表面。
(2)以车辙为主的沥青面层变形的破坏。通常江苏省对高速公路车辙超10mm~15mm的路段进行养护维修。针对这种病害形式,目前京沪高速公路管理有限公司主要采取现场热再生处理后加铺新的表面层,或者微表处的修复方法。但是这两种方法修复车辙的效果不是很显著,在修复1~2年后,又出现新的路面病害。故除了应用这两种方法外,将研究应用一种新的车辙修补方法,即先用热沥青混合料填补车辙,再加铺超薄罩面层。超薄表面层沥青混合料对于修补车辙有很好的效果,具有重要应用前景。
（3）对于表面磨的破坏。沥青路面面封层材料可以是单独的沥青或其他封层剂，也可以是沥青与集料组成的混合料表面封层可以用来复原或延缓表层沥青材料的老化，防止集料的散失;恢复路面的抗滑能力，密封表面的微小裂缝，防止水渗入路面结构层，提高路面行车能力一目前常用的表面封层技术主要包括雾封层、稀浆封层、微表处和石屑封层等薄层沥青混凝土罩面是介于“传统磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种处治技术法国是国际上采用薄层沥青混凝土路面的代表性国家，但是路网中约30%的道路使用薄层罩面养护，薄层罩面可以有效防止下渗水的破坏，有效地降低路面噪音，减少水雾，提高路面抗滑性能，在一定范围内校正表面缺陷，提高路面平整度薄层罩面结构分为表面磨耗层和豁结防水层2个部分表面抗滑磨耗层能够恢复路面的表面功能，提高路面的抗滑性能，改善路面的平整度。豁结防水层能够保证薄层罩面与原路面结合紧密，防止雨水下渗，适度延缓旧沥青路面反射裂缝的发展、随意性，技术上很难确定一个固定的养护周期，只能根据路面的实际状况随机安排养护计划，但是这些养护措施的实施却是发挥后期各类预防性养护措施作用的基础。把裂缝填封和局部缺陷修补定义为不确定性实施措施，把表面封层和薄层罩面定义为确定性实施措施。
四 高速公路沥青路面养护管理对策
1)及时养护。许多高速公路沥青路面经常出现一些小坑洞,特别是雨季过后,往往许多高速公路不及时补小洞,等到小洞变成大洞之后才补,造成养护资金的浪费。因此在养护管理时要加强日常巡视,及时进行日常性养护,并建立一套行之有效的高速公路沥青路面养护维修管理系统。
2)当沥青路面刚出现病害时,应及时考虑预防性养护,从而防止高速公路沥青路面加速损坏。许多高速公路沥青路面3~5 a就出现大中修,因此高速公路养护部门每年应根据路用品质将预防性养护作为一项重要的内容考虑,重视预防性养护,提高路用品质。
3)提高养护工程质量。养护工程质量太差,很多修补重铺沥青混凝土往往在使用不到1 a就重新出现了新病害。因此高速公路养护工程要采用正规的监理队伍和施工队伍,并加强现场质量管理,特别是原材料和配合比、现场摊铺、压实的质量控制。
4)加强超载治理。众所周知,超载重载运输对道路的损坏十分严重,是我国高速公路路面病害的“头号杀手”,但目前公安、公路管理部门对超载运输治理不力,许多查到了,也仅罚款了事,没有起到应有的效果。超载治理仍是我国高速公路养护管理工作长期而艰巨的工作。
5）路面养护对策的选择养护技术可分为三类:预防性养护、改正性养护和紧急养护。改正性养护是指在路面已经出现各种病害的时候采取的相应的养护措施,平时对泛油、较大的车辙、较宽的裂缝等进行的处治就属于改正性养护的范围。紧急养护是指在紧急情况下进行的养护。预防性养护主要是针对结构性较好的路面,防止路面病害的进一步恶化,减小各种路面病害对路面性能的影响,或者防止路面病害的发生。但是,基本上无助于路面结构承载能力的增强。当前,对使用中路面的养护、维修有多种不同的技术与方法可用,其处治范围也较广,涵盖了从局部处治到全路面处治的不同等级, 具体措施可见下表：
处理类型 裂缝处治类 表面处治类 其他
处理措施 裂缝填充
裂缝密封 雾封层
稀浆封层
微表处
碎石封层 薄层罩面等
五 结论
目前我国高速公路沥青路面养护正处于起步阶段,应加强路面养护管理,特别应重视预防性养护工作。结合我国的需要,尽快开发适合我国国情的路面养护专家决策系统,是公路养护领域的一大新课题,也是促进我国沥青路面养护朝着现代化方向发展的必由之路。对于沥青路面养护我们应该：
(1)把现有预防性养护措施归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层罩面4类。路面局部缺陷修补和裂缝填封的实施完全体现在日常养护活动中，没有固定的养护周期;表面封层和薄层罩面技术都有一定的计划性和周期性。
(2)根据各预防性养护措施的技术特点，总结形成了沥青路面预防性养护技术对策集合。随着养护技术的不断发展，养护决策集合应该是开放性的，需要不断更新和完善。
(3)所建立的路面预防性养护决策框架初步解决了预防性养护体系中路段的选定和预防性养护措施的选择问题，但给出的决策结果只是说明在某一年以前的所有时间都可以采取预防性养护，而确定最佳养护时机需要在此基础上建立相应的决策方法，
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