现代公路预防性养护技术
关键词：沥青路面,预防性养护,同步碎石封层,施工技术
0引言
公路养护工作依据其功能性和目的性，可以分为预防性养护、矫正性养护和应急性养护[1]。所谓预防性养护，AASHTO道路协会将其定义为：预防性养护是在路面状况良好、不增加路面结构能力的情况下，对现有道路系统通过采用经济有效的养护措施，来延缓路面性能的衰减，维持或改善现有路面使用性能的一种有计划的养护活动。该定义强调养护活动的计划性，路面结构的良好性，具体养护措施的操作性路面寿命的延展性，以及良好的经济性。
考虑我国公路半刚性基层沥青路面使用的实际情况对路面预防性养护可以定义如下[2]：路面预防性养护是为了防止路面过早出现严重的早期损坏，维持或改善道路通车条件，阻止大中修、重建活动的提前到来，力争延长路面使用寿命而在合适的时间、适当的路段、采取经济有效处置措施的养护活动。该定义强调通过防止路面过早出现严重的早期损坏来阻止大、中修活动提前到来，同时强调养护活动在实施时间上，路段、路面的评定上以及养护措施的选择上必须进行科学论证。
1常见的预防养护措施
目前国内外对于预防性养护技术措施的研究十分重视，已经普遍实施的预防性养护措施种类较多，不同地区、不同管理部门、不同承包方针对不同的路况所用的预防性养护措施都不尽相同。目前，国内外普遍采用的路面预防性养护技术措施主要有如下几种[3-4]。
2同步碎石封层预防养护技术
所谓同步碎石封层[5-7]，就是用专用设备即同步碎石封层车将碎石及粘结材料（改性沥青或改性乳化沥青）同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压形成单层沥青碎石磨耗层，它主要作为路面表处层使用，也可用于低等级公路面层。同步碎石封层技术的最大优点是同步铺洒粘结材料和石料，实现喷洒到路面上的高温粘结料在不降温的条件下即时与碎石结合的效果，从而确保粘结料和石料之间的牢固结合。同步碎石封层技术缩短了粘结剂喷洒与集料撒布之间的间隔，增加了集料颗粒与粘结剂的裹覆面积，更易保证他们之间稳定的比例关系，提高了作业效率，减少了设备的使用，降低了施工成本。沥青路面经过同步碎石封层处理后，使路面具有良好的抗滑性能和防渗水性能，能有效治愈路面贫油、掉粒、轻微网裂、车辙、沉陷等病害[8]。
2.1同步碎石封层技术特点[9-10]
（1）良好的防水性对一条公路的耐久性而言，公路的防水性能是必不可少的因素。同步碎石封层技术无沥青与骨料的搅拌过程，故可以形成连续的沥青薄膜。同时，流动性良好的沥青结合料顺利渗入表面细微裂缝深处，保证了封层具有优良的整体防水性能。这非常适合我国南方地区降水多、雨季长的气候特点。
（2）独特的层间排水功能采用同步碎石封层技术的路面，表面无沥青，只有裸露的骨料，具有足够的构造深度。因此，封层表面坚固、平整、粗糙，不仅大大提高了路面的层间粘结力，而且提供了顺畅的降水或渗入水的排除通道。这是区别于其他类型封层的主要特点之一。而对结构来讲，如果没有渗入水的排除通道，滞留水会造成面层的迅速破坏。
（3）较高的层间粘结力和抗剪力同步碎石封层技术实质是靠一定厚度的沥青膜(1~2mm)粘结超薄沥青碎石磨耗层，可作为薄层路面结构使用，封层表面坚固、平整、粗糙，表面无沥青，只有裸露的骨料，依靠嵌锁作用与沥青层牢固结合，依靠沥青结合料和骨料嵌入与基层紧密结合，层间粘结强度和抗剪强度是普通的2~5倍，有优良的层间结合作用，可以有效地避免基层在直接行车荷载作用下产生的纵向与横向剪应力破坏，同时，防止沥青混凝土路面产生疲劳破坏。
（4）提高沥青路面的抗裂性能、有效减少路面反射裂缝同步碎石封层，其整体力学特征是柔性的，具有良好的抗变形能力，能大幅度提高半刚性基层沥青路面的抗裂性能，有效减少路面反射裂缝。同时，施工同步碎石下封层也是一种薄层沥青路面，可作为薄层路面结构层和路面结构的应力吸收层，吸收部分行车荷载产生的应力，延缓沥青混合料路面产生破坏的时间。
（5）降低工程成本、延长使用寿命同步碎石封层对骨料的种类没有特殊要求，可降低施工成本。与稀浆封层/微表处相比，施工同步封层可在施工所在地就近选择骨料，可以采用石灰岩、玄武岩、花岗岩等，从而降低骨料的运输成本。在特定地区施工，我们可以根据当地的地质情况，采用相应的石料作为骨料，从而降低了公路的成本。而稀浆封层是采用多级配的骨料，对骨料的要求比较严格，往往要从外地运输，这就增加了成本。同时，同步碎石封层具有薄层工艺优势，有效降低综合成本。
（6）加快施工进度同步碎石封层技术具有施工简单、质量易控制。稀浆封层的施工对集料要求严格，需经破乳、凝结、固化3个阶段。稀浆封层技术在施工中，往往受施工环境的影响，如气温低于5℃不能施工，在5~10℃气温下很难保证施工质量，同时稀浆封层使用的沥青必须是乳化沥青，乳化剂等的选择都能影响到路面的最终效果。稀浆封层涉及到沥青水的含量，以及破乳时间长短等来决定施工的质量。因此，稀浆封层的施工质量受到许多因素的影响，在实际操作中不易控制。同步碎石封层只是单层封层技术，只要将沥青和碎石的用量设定好，即可大面积施工，质量控制简单易行。
2.2材料要求
同步碎石封层所用材料主要包括碎石和粘结材料。
（1）碎石
用于同步碎石封层的石料包括碎石、破碎砾石，其主要矿物成分包括石灰岩、玄武岩、花岗岩等。同步碎石封层所用石料没有级配要求，但粒径范围有严格要求，即等粒径石料最理想。考虑到石料加工的难易程度及路面抗滑性能的要求不同分为2~4mm、4~6mm、6~10mm、8~12mm、10~14mm等5级。当同步碎石封层作为表处层或磨耗层时，要满足路面平整度和强度的要求。同时根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石料的粒径范围，一般路面养护进行碎石封层即可，在路面平整度较差时选用适宜粒径的石料作为下封层找平，然后再做上封层。同步碎石封层作为低等级公路路面时，须2层或3层，各层石料粒径应相互搭配以能产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。
（2）粘结料
一般选用阳离子型聚合物改性乳化沥青，可作为沥青碎石封层结合料的包括SBS、SBR等各种改性剂，改性剂剂量通常不少于3%。当天生产后能在第二天使用完时可选用1d的试验。乳化沥青黏度以恩格拉黏度为准，改性乳化沥青洒布温度宜控制在50~70℃左右;通过室内相关试验确定改性乳化沥青的改性剂类型和改性剂剂量。乳化剂采用快裂新型配方，乳化沥青的粒径应在5μm左右，改性乳化沥青喷洒用量为1.5~2.0kg/m2。考虑到高、低温稳定性要求，在我国主要采用改性沥青或改性乳化沥青为佳，在使用之前应严格检测粘结料与石料的粘附性，选用改性乳化沥青时应保证喷出的乳化沥青与石料结合后及时破乳。
3施工技术要求
（1）修补原路面的各种病害，清扫干净，经检查合格后提交下一道工序。
（2）对已检查合格后的路面进行放样，确定施工方案，准备好施工所用的机械和材料，进行施工。选择试验路段，把已准备好的机械运至施工路段，装配完毕后按放样的尺寸控制边线顺直美观，同时对厚度实行严格控制，根据最佳要求控制改性乳化沥青喷洒用量。严格控制碎石撒布量；保证厚度均匀、颗粒嵌挤密实，特别对纤维控制量的确定，增强表处层，既能封水，又能抗裂缝的传递，根据试验路段的试验结果指导实际生产工作。在试验结果的指导下，确定大面积施工方案，提交各种试验数据，推荐施工方案，进行大规模生产。对施工完毕的路段进行封道，封道时间1~3h，然后进行适当养护，保证工艺正确，施工精细。
（3）改性乳化沥青生产和喷洒选用满足技术要求的乳化沥青，喷洒前应用强力清刷机清扫原路表面，表面无灰尘、杂物即可，用法国赛格玛纤维封层设备喷洒改性乳化沥青第一层，同步喷撒第二层改性乳化沥青，应保证洒布均匀，起步及终止时必须采取措施，避免喷洒过量或不足，横向搭接处应调整好宽度，避免搭接处喷洒过多或出现漏洒现象，控制车速在3~4.5km/h，最佳车速为3.6km/h。
（4）碎石撒布车紧跟纤维封层设备车进行碎石撒布，车速与纤维封层设备相匹配，撒布车应倒车撒布，车速不宜过快。在接头处撒布时宜提前开启撒布车，在改性乳化沥青未喷洒的接头处应提前关闭，对撒布不到位的区域应及时处理，确保撒布均匀。碎石撒布全部在乳化改性沥青破乳之前完成。
（5）碎石撒布后，应立即用26t轮胎压路机碾压2~3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压碾压速度宜控制在2.5km/h左右。经稳压后的碎石颗粒浸入度为颗粒粒径的1/2左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5~10cm宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布[11]。
（6）施工结束。
①施工结束，碾压完成后，待改性乳化沥青破乳后可开放交通，但须对来往车辆进行限速，设立标志或派人把守，使过往车辆限速在20~30km/h以下，同时严格限制重载车辆通行。对于一些散落在路边的骨料及时进行清除。
②通车一周后对路面进行一次清扫，碎石残留率大于80%。
③通车一周的路面，可进行临时性冷标线处理，划分超车道和主车道，确保交通安全。
4结论
同步碎石封层在欧美国家已经有了成熟的应用技术经验，同时，它也完全适合我国的公路市场需求，其主要表现在：
（1）同步碎石封层技术使用软化期长的沥青，它具有较强的防水性，极高的防滑性，较好的粗糙度，并且有处理层间裂缝的良好性能。这非常适合我国大部分地区降水多和雨季长的气候特点。
（2）我国地域辽阔，公路状况差异大，而同步碎石封层技术既适用于高速公路、一级和二级公路，也适用城市道路、乡村和市郊公路，而且可以适应于各种不同的气候、交通能力等情况。
（3）同步碎石封层技术被公认为世界上能耗最低的路面养护技术。它也是世界上成本最低的乡村道路建造技术，在欧美等发达国家修建乡村公路的首选方案。
参考文献
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