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摘要：在高速公路工程管理过程中，其中一项重要的组成部分就是沥青路面养护管理。而对于高速公路沥青路面工程养护控制管理来说，沥青路面预防性养护技术控制与管理可谓是其中的重中之重。各种内外部因素均容易影响高速公路工程中沥青路面预防性养护技术控制的应用工作，因此，工程技术人员需做好高速公路沥青路面预防工作，为高速公路工程养护管理乃至整个项目管理打下扎实基础。
关键字：高速工程；沥青混凝土路面；预防性养护
1、沥青路面预防性养护的定义
预防性养护的核心理念在于“预防”，在于防患于未然及对养护最佳经济效益的优先考虑。美国国家高速公路和交通运输协会（AASHTO）就“预防性养护”给出了定义，即在公路正常寿命期限内，为了保证路况良好、有效延长公路使用寿命及最大限度降低公路寿命期限内的养护成本，而在相关病害大规模发生前采取的一系列养护措施的过程。简言之，就是在道路状况衰减的初期，选择恰当的时机，采用恰当的技术、方法对公路进行提前、预防性的养护，从而以最小的成本延缓公路路面状况衰退，保证与提高公路的服务能力。公路沥青路面预防性养护以不增加建成公路系统及相关附属设施条件为前提。公路的大修、重建不属于预防性养护范畴。预防性养护就其种类可以分为初期养护、日常养护和预防性季节养护。我国现行《沥青路面养护技术规范》明确规定，必须对沥青路面进行预防性、经常性和周期性的养护，这主要是针对我国公路沥青路面结构的工程特点提出的。实践证明，预防性养护是最为科学的高速公路养护方法。
2、沥青路面预防性养护特点
设计或者施工的不规范、恶劣的环境、车辆的超载等因素，都会使路面在早期出现损坏。沥青路面的预防性养护，强调通过日常的养护和微小损坏的处理，延缓或者阻止路面的损坏。同时也需要注意养护路段的确定、养护时机的选择、养护的措施等三个要素。养护的目的就是让沥青路面的使用性能各项指标达到预计的功能要求，具备优良的服务和使用功能，从而满足高速公路的行车安全、高速、经济、舒适等要求。
（1）养护时机的合理性
养护时机的选择对路面养护的经济性、有效性等起到了决定性的作用。预防性养护时机选择的原则就是，定期对路面使用性能各项指标进行评价，在路面开始出现损坏时，立即对道路进行修复，使其能保持良好。目前通常采用的养护时机确定方法主要包括以下几种：基于时间的确定方法、基于路况的确定方法、生命周期费用分析法、决策树法等方法。
（2）养护周期的规律性
一般而言，高速公路沥青路面使用性能各项指标会因为时间的增加而降低，为了避免出现进行矫正养护，需要对路面进行周期性的检查，并采集数据进行汇总归纳，根据所积累的数据判断公路的使用性能处于何种状态，是否需要养护、需要怎样养护。通常情况下，高等级公路每年都需要进行路面检查。养护周期越短，获得的使用性能各项指标越精确，但是随周期性检查的次数增加，又会增加费用，根据有关的研究发现，以路面总寿命期限的1/6为最长周期对路面进行全面预防性养护，能够兼顾养护的经济性和路面的服务性。
（3）养护具有预防性
路面养护不是不可预测的，在做好周期性检查的同时，对沥青路面使用性能的各项指标进行汇总，找出变化的趋势和规律，做好养护的预防。将预测的各项指标与下次周期性检查的指标进行比对，观察是否吻合，如果存在较大差距，应及时找出原因，并消除影响路面服务性的因素，必要时进行路面病害的预防性养护，防止路面损坏，向更严重方向发展。因此，制定合理的高速公路养护方案，预防性是必不可少的。
（4）机械化程度高
应用新设备、新技术、新工艺，能够进一步促进检测手段的提高。通过先进的检测手段能有效提高路面状况分析的检测效率，保证数据的准确、完整。另外路面的养护施工应优先采用机械化的方法，机械化养护具有施工时间短、施工质量高、操作简单等优点。
每个地区、城市各个道路都不一样，有的路面损坏严重，需要及时进行养护；有的路面损坏较轻，可以暂缓养护等。因为各数据不尽相同，需要处理的养护检测数据就会很庞大，就需要用到计算机技术，准确、高效的把这些数据进行分类、处理。
3、沥青路面预防性养护的原则
对沥青路面的预防性养护，可能会有好几种措施，我们需要从中选择一个最佳的方案。挑选的方案应遵循两个方面要求：一方面，养护方案要有可实施性，选择了一个方案就是制定了施工的指导纲领，其中涉及到的人员、工机具、材料、步骤等要合理，能够做到满足路面使用性能各项指标的要求。如果是特殊施工工艺，要说明合理性和必要性。另一方面，要能体现养护方案的作用，在确定了最简单、合理、经济的养护方案，并顺利实施后，要能看得到养护的效果。只有满足以上两个方面的要求，才是费用—效益最佳的方案。
（1）路面养护需要按照公路管理单位的要求执行，满足养护的质量、效果。并且，养护方案要符合当地的施工能力，不能因为方案脱离实际而造成施工成本的大幅度增加而无法施行。养护方案的实施最好能带动当地的经济、增加就业岗位。
（2）大量的事实证明，路面的状况、行驶的质量与沥青路面表面的结构有很大关系，而与路面的抗滑性能关系不大，所以，在对路面进行养护时主要考虑路面的状况、平整度，抗滑性行进单独考虑。
（3）沥青路面破坏的主要原因是水造成的，所以对路面进行养护的主要要求就是防止水对路面的损害。
（4）对路面的预防性养护需要使用新的材料、新的技术，有些材料能够增强路面的防滑性能，有些材料能够使路面与水隔离，起到防水的效果。
（5）通过建立效果‐费用模型对路面养护的方案、时机、顺序进行评估、选择，做到高效、经济。
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4、常用高速公路沥青混凝土路面的预防性养护技术分析
4.1裂缝填封类预防性养护方法
4.1.1普通热沥青或改性热沥青灌缝
沥青为粘弹性材料，在流动状态下能够深入路面结构的缝隙，对裂缝具有填充的功能，能够有效的阻止路面上部水分的渗入。在施工过程中，最典型的灌缝沥青为AH-90#基质沥青；对于某些特殊的情况，为较好的保证填缝质量，可以优选部分软化点偏高、粘度较大的改性沥青作为灌缝沥青，比如橡胶沥青等。常规的施工步骤为：（1）将沥青加热到流态，一般为140℃~165℃；（2）将流态沥青沿路面裂缝灌入；（3）待沥青降温至软化点以下时，可开放交通。这种最为常规的养护方法，施工简单，对人力物力要求比较低，养护周期短，经济效益相对明显。
4.1.2溶剂型常温改性沥青材料灌缝
所谓溶剂型改性沥青，就是将具有特殊功能的改性剂经过乳化、泡沫化等工艺加入到沥青中，其与普通灌缝沥青的主要区别在于常温下具有一定的流动性，能够在低温状态下保证足够的渗透功能，在施工过程中不需要额外的加热。溶剂型改性沥青灌缝的主要优点在于，施工快捷，单独设备可以按照900米~1100米/天的速度施工，还能够保证良好的填缝效果，可在3~5年内维持应有的功能。溶剂型改性沥青灌缝推广应用存在的主要瓶颈在于，改性剂价格较高，加工出的灌缝材料价格可达8500~10500元/吨，大约10元/米。溶剂型改性沥青灌缝常规的施工步骤为：（1）制备改性沥青，将其装入固定容器内，通过气泵加压到一定的压强，将溶剂型改性沥青推向裂缝中，可根据裂缝情况进行重复灌缝；（2）在裂缝的顶部撒细砂并进行整平，可投入使用。
4.1.3灌缝胶处理裂缝
最新流行一种以密封胶为材料的预防性养护技术，采用密封胶进行灌缝，故在国内称之为灌缝胶。典型的灌缝胶有来自美国Kore公司、爱特易国际公司的系列产品，主要通过对石油产品的优化升级得到。结合灌缝胶的物化性质、原料构成，灌缝胶主要分为两类：一类通过化工合成途径得到；另一类通过石油产品优化、改性得到。在施工作业时，应结合道路所处的地域气候分区进行材料得选择，通过考虑气候分区的降雨量、温度、湿度等可有效的提高路面养护材料的应用耐久性。应用较好的灌缝胶拥有优良的粘附性能、抗拉性能、回弹性能、高温不软化、低温不断裂等性能，多采用几种高分子聚合物通过物理或化学方法制备而成。我国路面施工相关技术标准中还没有专门就沥青路面养护技术灌缝材料的具体规定，故灌缝材料在选择过程中其技术性能主要参考ASTMD 6690-01美国的规范进行评价。
4.1.4抗裂贴处理裂缝
抗裂贴为条带状的路面裂缝修复材料，常见的由沥青材料和土工膜、沥青材料和土工布等组合而成，主要结构包括沥青+土工膜（两层结构）或沥青+土工膜+沥青（三层结构），具备了弹性材料典型的力学特性而发挥应力扩散的作用。抗裂贴主要用于路面裂缝的维修及裂缝扩散控制，一般情况路表的沥青混合料已经没有强度，若采用灌缝处理，路表水分仍会沿着裂缝周围的已经松散的沥青混凝土入侵到结构内部。因此，使用抗裂贴需要将裂缝周围没有强度的沥青混凝土去除，并采用灌缝与抗裂贴同时使用的技术，其具体的施工工艺可描述为：
切槽→清缝→清槽→灌密胶→涂底层油→铺抗裂贴→加铺新面层。
切槽可以保证材料充分的与沥青路面的其他部分的粘结面积，清缝、清槽确保路面破坏的沥青混合料不影响抗裂贴的粘结性能，灌缝胶可以使裂缝处修复后呈现T型的粘结结构，底层油可以保证抗裂贴与切割后的沥青混合料底部粘结良好，抗裂贴不急具有防水的功效，还能起到应力扩散、防止裂缝增长的功能，可明显的减小加铺层底部的拉应力。
4.2雾封层
沥青路面受材料热胀冷缩性能的影响，经过昼夜温差循环后会出现间隔一定距离的裂缝，在经过行车荷载后路面裂缝密度会增加，并伴随一些松散、剥落病害。在降雨较多的季节及地区，路面水分极容易顺着松散的集料和裂缝处渗入路面结构中，入侵的水分会降低沥青与粘结性能，并对路面结构的抗冻性造成不良影响。针对上述现象，如果不对路面进行养护，沥青面层将进一步发生裂缝扩展、密度增加进而发生为网裂，松散、剥落进而扩散为坑槽。在上述阶段，最为常规的预防性养护技术为雾封层养护措施。即在沥青路面喷洒一层较薄的乳化沥青，乳化沥青渗入到路面结构中，能对路面裂缝起到一定的填充作用，可解决路面水损坏问题，及时的雾封层措施是一种有效、方便、经济的路面功能性能恢复技术。
4.2.1雾封层的主要特点
雾封层一般采用表面喷洒工艺，能够起到防渗、密封的功效，可补充路面松散集料间的粘结力，有效的减少水分对沥青与集料结合力的影响，增强路面的功能特性，对延长路面应用周期内的耐久性具有直接作用。雾封层的喷洒工艺要求一次性完成，喷洒层需要和沥青面层保持较好的接触、均匀分布，一般可用于沥青路面松散、剥落的病害处治，可以有效的解决各种级配沥青混合料的病害问题，在各等级沥青路面均有较好的适用性。雾封层中的乳化沥青渗透能力较强，可以侵入微小裂缝中修复沥青与集料的粘结性，填充裂缝达到阻止路表水分下渗的目的。雾封层养护技术可改善路面的功能特性，推迟路面大修年限2~3年，明显降低路面设计寿命期内的养护费用。
4.2.2雾封层施工技术要求
①详细的调查路面的开裂情况，选择不同类型的乳化沥青进行喷洒，必须保证乳化沥青深入裂缝，发挥有效的防水功效。
②雾封层在施工过程中，喷洒的乳化沥青要和下面层有效的接触，确保雾封层足够的抗磨耗性能。
③在施工24小时内，需制备好足够的乳化沥青并按照规定装进存储设备汇中，在运输过程中保证行车平稳。雾封层的乳化沥青喷洒量需要严格控制，一般设计值为0.23升/平方米~0.45升/平方米。
④在施工过程中尽量避免对道路工程基础设施的污染，如标志标线完好，应进行遮挡保护。
4.3同步碎石封层
同步碎石封层是在石屑封层的技术上发展而来，主要包括一油一料，依靠沥青与单层碎石的粘结力起到路面层间应力缓和裂缝扩展的控制的作用。还可以减少路面开裂，降低路面的渗水性能，延长路面的运营寿命。同时，能够提高路面的摩擦性能，提高路面平整度。
在施工准备工作中，务必掌握路面基本状况、交通量资料，首先对路面车辙、坑槽、剥落等病害进行处治，并确定材料来源，安排好施工控制工序，做好机具、人员的组织工作。主要工艺如下：
（1）同步碎石封层铺筑机械的工作性能是保证碎石封层质量以及施工进度的前提条件。机械摊铺过程中，需要控制好沥青的喷洒量和碎石撒布的均匀性等指标。
（2）同步碎石封层的沥青膜厚度对碎石封层的性能有很大程度的影响，而同步碎石封层铺筑机械喷嘴的高度是影响沥青膜厚度的关键因素，需要根据设计指标调整喷嘴高度。
（3）沥青温度必须保证在足够温度范围内，温度太高则沥青膜厚度难以保证，温度太低则沥青难以渗入裂缝，导致形成的沥青膜厚度不均匀。
（4）碎石的撒布以及沥青的喷洒量与同步碎石封层铺筑机械的行驶速度具有直接的相关性，需合理控制行驶速度，使其达到设计的洒布量。
（5）集料的粒径需要专门的设计，粒径过大则平整度不良，粒径太小则路面抗滑性不足。此外，必须控制集料中针片状石料的比例，不宜超过%，并保持集料压碎值不大于14%。
（6）施工过程中严格控制强度及平整度，使同步碎石封层的施工质量满足设计规范的要求。
（7）在准备工作中，务必保持路面清洁，避免路面的杂质、尘土影响沥青的粘结性能。
（8）碎石及沥青撒布完备后，需要进行及时的碾压。在热沥青降温到常温以及乳化沥青破乳后，采用足够吨位的压路机进行足够次数的碾压。
4.4温拌沥青混合料罩面
热拌沥青混合料在设计、施工技术方面都已经很成熟，但沥青在加热改性以及混合料的拌和、摊铺过程中释放的沥青烟对环境及施工人员都造成恶劣的影响。同时热拌沥青混合料所需温度高，消耗的能量巨大。为此，国内外业内人士都聚焦于温拌沥青混合料，温拌沥青混合料耗能低，对环境的污染小，但其路用性能相比较热拌沥青混合料还相差较大。近几年，各种温拌改性剂及温拌改性沥青混合料开始露面，其可以在低于热拌沥青混合料20~30℃的温度下拌和、摊铺、碾压，并达到热拌沥青混合料的路用性能。相比而言节省燃料约30%，沥青类污染物排放量明显降低，并缓解了施工过程沥青的老化现象，延长了沥青的使用年限。近一年多，我国多地路面维修罩面工程都采用了温拌沥青混合料，取得十分明显的经济效益和社会效益。
5、结语
对于现代高速公路工程而言，在整个体系中，一个至关重要的部分就是沥青路面工程养护控制管理，各种内外部因素都容易对其产生影响，因此，必须以沥青路面预防性养护技术控制与管理作为其管理依据，有助于养护单位有效提升养护质量管理与养护进度管理，进而保证其按照规定时间提高高速公路工程项目的品质，保障广大社会群众的基本权益。
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论文作者:马丽
论文发表刊物:《防护工程》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/17
标签：沥青论文; 路面论文; 预防性论文; 裂缝论文; 沥青路面论文; 性能论文; 碎石论文; 《防护工程》2017年第6期论文;