摘要：研究開發(fā)高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護技術與管理模式，實施路面預防性養(yǎng)護管理是我國高速公路發(fā)展的迫切需要。文章論述了路面預防性養(yǎng)護的概念和意義，高速路公路瀝青路面破壞原因，高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護措施，霧封層預防性養(yǎng)護技術。

　　關鍵詞：高速公路；瀝青路面；路面養(yǎng)護；霧封層技術預防性養(yǎng)護技術

　　一、路面預防性養(yǎng)護

　　（一）路面預防性養(yǎng)護的概念

　　1．所謂路面預防性養(yǎng)護，即通過定期路況調查，及時發(fā)現(xiàn)路面輕微破損與病害跡象，分析研究其產生原因，對癥采取保護性養(yǎng)護措施，防止微小病害進一步擴大，以減緩路面使用性能惡化速度，使路面始終處于良好的服務狀態(tài)。高速公路實施路面預防性養(yǎng)護，能及時修復路面微小病害，防止水分侵入破壞路基，使路面整體結構始終得到保護，不致產生嚴重損傷，從而減少銑刨、翻修次數(shù)，大大節(jié)省大修費用，并延長路面使用壽命，保持路面良好的服務狀態(tài)，所以研究開發(fā)高速公路路面預防性養(yǎng)護技術，實施路面預防性養(yǎng)護是我國高速公路發(fā)展的迫切需要。

　　2．預防性養(yǎng)護是那些帶有保護路面和以減緩路面使用性能惡化速率為目的的重要技術措施，它可以延緩由于交通和環(huán)境荷載作用而引起的路面使用質量的下降，并延長使用周期。預防性養(yǎng)護分為初期保養(yǎng)、日常保養(yǎng)和預防性季節(jié)保養(yǎng)。

　　3．《瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》明確規(guī)定，對瀝青路面必須進行預防性、經常性和周期性養(yǎng)護，這是針對瀝青路面的工程特點而提出的。瀝青路面一般在開放交通后不久，就會出現(xiàn)不同程度的損壞，主要是路面使用性能上。如果這些輕微的初始損壞得不到及時有效的預防性養(yǎng)護和維修，就可能加劇荷載、水、溫度等對路面的不利影響，導致路面損壞迅速擴展，路面狀況惡化加劇，嚴重時將導致路面結構的破壞，極大縮短路面壽命，更增加了后期維修費用。因此，必須進行預防性養(yǎng)護，以控制損壞的進一步發(fā)展，維持路面服務性能，延長路面壽命。

　　（二）意義

　　1．預防性養(yǎng)護是針對道路尚未出現(xiàn)嚴重的破壞，一般是在道路投入5～7年后進行，其養(yǎng)護的目的是改善和恢復路面表面功能，防止病害的進一步惡化。國外的經驗表明，采取有效的預防性養(yǎng)護措施不但可以提高道路的使用品質，而且還具有良好的經濟效益，大大延長道路使用年限，可節(jié)約養(yǎng)護資金多達50％以上。

　　2．高速公路養(yǎng)護的目的是經常保持路況完好，維護高速公路的正常使用功能，消除使用中出現(xiàn)的病害、隱患，延長其使用壽命。如果公路缺養(yǎng)、失養(yǎng)，路況必然很快下降，道路通行就必然受阻。因此，必須高度重視養(yǎng)護工作。而在整個養(yǎng)護工作中，路面養(yǎng)護是高速公路養(yǎng)護工作的中心環(huán)節(jié)，路面養(yǎng)護質量是公路養(yǎng)護質量考核的首要對象，這是因為路面是直接承受行車荷載和自然因素作用的結構層，關系著行車是否安全、快速、經濟和舒適。

　　目前我國已經建成的高速公路75%左右是半剛性基層高級瀝青混凝土面層結構，在廣東省這一比例更高達95%，這些高速公路建成后，受交通量迅速增長、車輛大型化、超載嚴重、行駛渠道化及水損壞等影響，路面發(fā)生了不同程度的早期損壞，導致養(yǎng)護任務艱巨。

　　3．另外，隨著高速公路里程的增加和使用時間的延長必然會帶來路面不斷的損壞，養(yǎng)護工程量將越來越大。可以預計今后一個時期，我國高速公路將由建設為主，轉為建設與養(yǎng)護并舉，并逐步以養(yǎng)護為主。

　　《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》明確提出：公路養(yǎng)護工作必須貫徹“預防為主，防治結合”的方針，而現(xiàn)實是高速公路養(yǎng)護管理不足，對病害處理不及時，預防性養(yǎng)護處理不到位；加上交通量增長迅速、早期施工缺陷、溫度變化、水的影響等，造成多數(shù)高速公路未到設計年限，路面已嚴重破壞。大修提前高速公路實施路面預防性養(yǎng)護，能及時修復路面微小病害，不致產生嚴重損傷，從而減少銑刨、翻修次數(shù)，節(jié)省大修費用，并延長路面使用壽命，保持路面良好的服務狀態(tài)。所以研究開發(fā)高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護技術與管理模式，實施路面預防性養(yǎng)護管理是我國高速公路發(fā)展的迫切需要。

　　二、高速路公路瀝青路面破壞原因

　　（一）功能性破壞

　　1．局部裂縫一般是在路面使用3-5年后發(fā)生的，其表現(xiàn)多是細線狀裂縫。引起局部裂縫的原因可歸納為基層和路基的壓實度不均勻、施工質量控制不嚴格及局部材料質量等問題。

　　2．車轍是在道路橫斷面上由于車輛輪胎重復行使久而久之產生的一種路面沉陷現(xiàn)象，表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差，主要是由于瀝青混合料級配設計不合理，穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足，使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現(xiàn)固結變形和側向剪切位移引起。另外，重載和超載車輛過多也是產生車轍的重要原因。

　　3．橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生在橋和涵洞等構造物與路面交接的部位，是由于材料壓實不均勻而產生的與構造物間的高差所致。

　　4．波浪的主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質量差，導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用；在縱坡段，由于高溫的原因也會出現(xiàn)這種病害。

　　5．沉陷主要是由路基壓實度不足引起的，特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構造物兩端出現(xiàn)。

　　6．松散和剝落松散主要出現(xiàn)在水損壞嚴重的路段上；如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料，會造成集料與瀝青之間的粘附性不足，在行車荷載的作用下，集料從路面剝落，使路面形成麻面，進而可能發(fā)展成為坑槽、松散等病害；施工時混合料離析也是產生剝落的原因之一。

　　7．坑槽是龜裂和松散等其他損壞進一步發(fā)展的結果。

　　（二）水破壞

　　水損害是我國高速公路瀝青路面最嚴重的早期損壞原因之一。其破壞特征是：瀝青表層泛油并伴有嚴重的推移變形和車轍變形，瀝青中、下面層潮濕，并出現(xiàn)油-石分離、松散，多發(fā)生在重車交通量較大的行車道上。另據(jù)報道，我國從南方到北方，都出現(xiàn)過由于水損害引起的高速公路大面積早期破壞。出現(xiàn)的時間，有的竣工通車后不足一年或兩年，時間短的只有幾個月。直接和間接經濟損失巨大，同時也造成了不良的社會影響。水破壞的數(shù)量和速度與公路沿線的降雨量大小有密切關系。在其他條件都相同的情況下，在我國南方多雨潮濕地區(qū)，瀝青路面的水破壞要比半干旱地區(qū)（特別是干旱地區(qū)）瀝青路面的水破壞在數(shù)量上多得多，在速度上快得多。

　　在較干旱地區(qū)和降水量不大的情況下，特別是瀝青混凝土雖透水但透水性不大的情況下，這種沖刷、唧漿、坑洞可能是一個緩慢的過程。但在瀝青混凝土的不均勻性和透水性均較大和基層質量又不好的情況下，即使在較干旱地區(qū)，一次降水也可能使半剛性路面產生唧漿和坑洞。

　　網(wǎng)裂、形變發(fā)展成坑洞的速度也與上述諸多因素有關。網(wǎng)裂、形變可能在隨后的一、二個雨季中發(fā)展成坑洞，也可能過更長的時間才發(fā)展成坑洞。在南方多雨潮濕地區(qū)，瀝青路面的這種唧漿、網(wǎng)裂、形變、坑洞和唧漿、坑洞的早期破壞現(xiàn)象更為嚴重。

　　三、高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護

　　瀝青路面預防性養(yǎng)護技術有：稀漿封層、瀝再生、石屑封層、微表封層和熱薄層罩面（包括開級配、密級配和間斷級配）等。

　　（一）稀漿封層

　　1．稀漿封層技術最初產生于德國，20世紀80年代后期引入我國。它是指由一定級配的骨料、乳化劑、瀝青、水和添加劑按一定配合比拌和成的稀漿混合料，及時、均勻地攤鋪在路面上的薄層。經過十多年的實踐證明，稀漿封層是一種較理想的筑、養(yǎng)路施工方法。它能夠快速維修養(yǎng)護新、舊路面，治愈瀝青路面早期出現(xiàn)的磨損、老化、裂縫、松散、坑槽等病害，提高路面的防水、抗滑、耐磨等功能，同時稀漿封層使用的瀝青材料較少，施工工藝簡單，且造價較熱瀝青低。

　　2．稀漿封層通常按封層的厚度分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，相應的稱為細封層、中封層、粗封層。細封層宜用于填封裂縫、填充空隙；中封層宜用于預防性的養(yǎng)護，以修補瀝青面層的松散、開裂和老化，改善路面的抗滑能力，并可用于瀝青路面或水泥混凝土路面的磨耗層或者穩(wěn)定類基層的封層；粗封層可用于多層式封層的底層，并可用于面層，提高重交通量道路抗滑能力。

　　3．進行稀漿封層的配合比設計時，應根據(jù)道路及路面情況，明確采用稀漿封層的類型及預期達到的效果，并根據(jù)封層的結構與耐磨性確定集料品種及質量、規(guī)格及級配，選擇適宜的改性劑、乳化劑、外加劑，并根據(jù)現(xiàn)場情況確定適宜的填料種類及用量。確定配合比應首先在室內進行試驗，定出初步配合比，并以此作為施工機械計量控制的依據(jù)，但是現(xiàn)場的氣溫、材料、濕度等多種因素與室內試驗條件不同，所以必須因時制宜，因地制宜，制定相應的調整措施，確定最終配合比。

　　（二）微表處

　　微表處是一種專門為高速公路、城市干線、機場道面等高等級路面表層設計的養(yǎng)護技術，它由聚合物改性乳化瀝青、100%軋碎集料、礦物填料、水和必要的添加劑組成。要使用專用的攤鋪設備，一次性完成攤鋪，并可根據(jù)路面損壞程度進行一層或多層攤鋪。當路面出現(xiàn)開裂、磨光、車轍、松散、老化等病害時，采用微表處能迅速提高路面平整、耐磨、防滑、防水等性能，使路面達到良好的狀態(tài)。

　　微表處技術在國外主要用于預防性養(yǎng)護，而國內的微表處施工更多地被用于修補性路面養(yǎng)護中。修補性養(yǎng)護是公路出現(xiàn)病害后進行修補養(yǎng)護，這種養(yǎng)護方式常因為病害路面零星分散、線長、面廣，造成施工繁瑣、功效低、成本高。因此，在公路養(yǎng)護技術發(fā)展中，先進的國家普遍采用預防性養(yǎng)護技術，即根據(jù)路面中結合料瀝青性能的變化的規(guī)律，經過一定年限行車后，在其將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)病害（或嚴重病害）之前，便進行預防性養(yǎng)護，做到防患于未然，從而使瀝青路面經常保持良好的服務狀態(tài)。據(jù)報導，采用預防性養(yǎng)護技術，不僅在直接工程費用上可節(jié)省50%以上，而且它帶來的社會效益將成倍增長。微表處養(yǎng)護技術的應用主要有如下幾個方面：

　　1．作封水處理，處治路面水損害。水損害是高速公路路基路面破壞的主要因素，據(jù)有關部門調查顯示，使用1年以上的高速公路，都不同程度地存在水破壞現(xiàn)象。主要是由于高速公路鋪筑的不均勻性，路面總存在一些空隙率較大和自由水容易滲透的位置，再加上行車作用，從而出現(xiàn)一些隨機分布的小坑洞等水破壞。采用微表處技術作防滲水處治后，可延緩和阻止病害的繼續(xù)發(fā)展，防止路面病害進一步惡化，避免造成結構性破壞，維持路面的使用，推遲大修日期，有效延長路面使用壽命。

　　2．當出現(xiàn)了表面功能衰減、輕微車轍和不平整時，恢復路面服務功能。無論是在高速公路、城市道路上或在交通量大的交叉路口，微表處理技術都能以其特有的方式在一次攤鋪中解決提高道路的抗滑能力、提高路面性能或封填網(wǎng)狀裂紋等問題。微表處技術，可以在路面上形成比較密實、堅固的路面磨耗層，治療路面早期病害，延長路面使用壽命，節(jié)約瀝青材料和資金，提高養(yǎng)護質量。而且這項技術不同于以往的熱瀝青攤鋪，路面能夠在較短時間內達到正常使用功能，適用于城市一般道路、城市快速路和高速公路路面磨損后的修復。

　　3．用于橋面防水層、隧道內水泥路面罩面以及半剛性基層與瀝青層的聯(lián)結層等。

　　（三）瀝再生

　　在瀝青路面的養(yǎng)護中，多年來對路面病害多是采取挖棄舊面層重做新面層，在公路改造中多是采取挖棄或填埋。對挖取的廢棄物沿線堆棄路邊，既破壞環(huán)境又侵占糧田，尤其是高等級公路油路面層較厚，常需征用土地堆棄廢料。破壞環(huán)境，侵占糧田，資源浪費，增大成本等矛盾更顯突出。我們通過實際應用，深深體會到廢舊瀝青路面材料再生利用技術十分值得推廣。

　　瀝青路面在使用過程中，經受著行車和各種自然因素的作用，逐漸脆硬老化，其實是舊路面材料中的瀝青結合料發(fā)生了老化。主要表現(xiàn)為針入度減小、軟化點有所上升、延度降低。瀝青材料不是單體，主要是由油分、膠質、瀝青質等組成。在生產作業(yè)和使用一段時間后，瀝青的化學組分及性質也隨之改變，以致使瀝青變硬，降低粘性而產生龜裂，松散病壞（除路基和路面基層質量問題外）。通過摻入適量的再生劑在混合料中，經過加熱拌合產生物理化學反應，使舊瀝青恢復路用性能（必要時增加少量新瀝青），達到路用技術要求后實現(xiàn)再生利用目的。

　　四、霧封層預防性養(yǎng)護技術

　　霧封層作為高速公路早期預防性養(yǎng)護最有效的方法，在2004年年度《第二屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇》上，把它作為養(yǎng)護新技術，在全國推廣。

　　1．當瀝青路面正常使用幾年后，路面開始出現(xiàn)輕微疲勞龜裂、損失細骨料的現(xiàn)象，并且其滲水性大大提高，路面水會經過裂縫或細骨料損傷處（露骨處）進入到瀝青混合料中，這進一步加速了路面的損壞。在這時期，路面處于基本完好時期，如果在這一時期不進行及時處理，會導致網(wǎng)裂、龜裂、坑洞等路面破壞。如何對以上的這些缺陷進行處理，方法很多，如微表處、薄罩面等，都各有優(yōu)缺點，但總結起來，在這一階段，最有效的方法是“霧封層技術”即“FOG SEAL”，且它的費用非常低廉。

　　2．經霧封層后，由于所用材料流動性比較大，可滲入到骨料縫中去，可流入到裂縫中去，對路面“輸血”，從而恢復路表瀝青粘附力，填補微小裂縫和空隙，防止路表水下滲，將路面性能維持2~3年時間，推遲造價更高的養(yǎng)護工程，提高了道路的經濟效益。霧封層一般用于輕度到中度細料損失或松散的道路，對于開級配混合料出現(xiàn)松散時，霧封層可有效解決。無論低交通量道路還是高交通量道路均可使用霧封層。

　　3．道路經霧封層后：可更新和保護舊氧化瀝青路面；填補小型裂縫和表面空隙；使低溫下的路面免受損害；加深瀝青路面的顏色；加大瀝青路面與標線的對比度；防止開級配路面的松散。

　　路面霧封層技術處理路面滲水。瀝青路面的絕大多數(shù)病害都是由于水的原因造成的，有效地預防路面進水是非常必需的，而路面霧封層技術是一種很直接、有效和經濟的預防性養(yǎng)護措施。簡單地說就是利用專用霧封層灑布車在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性改性乳化瀝青，以形成一層嚴密的防水層將路面封閉，起到隔水防滲、保護路面功能的原理，最大限度的減少路面的水破壞，加大路面骨料間的粘結力，由此延長其使用壽命，從而節(jié)約養(yǎng)護資金。

　　五、結語

　　預防性養(yǎng)護在國內發(fā)展起步晚，尚未得到充分發(fā)展，“重建設、輕養(yǎng)護”的思想觀念根深蒂固，因此向公路管理者及其他相關人員貫徹預防性養(yǎng)護理念成為道路養(yǎng)護工作者的首要任務之一。對于不同的路面，其破壞類型及原因各不相同，而各種養(yǎng)護措施的機理、工藝、應用范圍及其所達到的效果各不相同，例如霧封層主要封堵細小裂縫及表面孔洞，也可改善路面的松散、輕微干裂，但會引起抗滑性能的下降；微表處可增加路面平整度、進行車轍填充、恢復路面抗滑能力，等等。因此，選擇合適的處置措施至關重要，否則，既浪費了資金，又達不到預期的效果，甚至會引起其他問題的產生。

　　參考文獻：

　　[1]郭忠印，李立寒．瀝青路面施工與養(yǎng)護技術[M]．北京：人民交通出版社，2003．

　　[2]中華人民共和國交通部．公路瀝青路面施工技術規(guī)范（JTGF40－2004）[S]，北京：人民交通出版社，2005．

　　[3]中華人民共和國交通部．公路瀝青路面設計規(guī)范（JTGD50-2006）[S]，北京：人民交通出版社，2007．

　　[4]胡昌斌．沈大高速公路路面使用性能養(yǎng)護綜合評價模型的研究[J]．公路，2002，（3）．

　　[5]張啟云，李殿雙．微表處瀝青路面封層技術探討[J]．交通世界，2005，（10）．

　　[6]沈金安．改性瀝青與SMA路面[M]．北京：人民交通出版社，2002．

　　[7]Cooley L A，James J S，Buchanan M S．Development of Mix Design Criteria for 4.75 mm Superpave Mixes[R].Final NCAT Report. National Center for Asphalt Technology. Auburn University. Auburn，Alabama.2002，（2）．