張興明 趙巖荊

(1.江蘇京滬高速公路有限公司，江蘇淮安 223005;2.江蘇華通工程檢測有限公司，江蘇南京 211106)

0 引言

江蘇高速公路路面建設(shè)技術(shù)在“十五”“十一五”得到全面提高，在江蘇氣候環(huán)境下的路面早期病害基本得到解決。目前，主要的病害形式為輕微反射裂縫、車轍及少量小坑槽和輕微松散等。隨著江蘇省高速公路的使用壽命大幅延長，傳統(tǒng)的針對病害的矯正性養(yǎng)護(hù)方式已經(jīng)難以適應(yīng)新的需求。如何保證好的路面維持良好的使用性能，成為了路面養(yǎng)護(hù)方向新的課題。

在路面養(yǎng)護(hù)和維修的關(guān)系上，長期以來人們總是習(xí)慣于等到路面破壞后(如出現(xiàn)中等到嚴(yán)重車轍或大面積裂縫時(shí))才進(jìn)行維修，而對于路面還處于良好狀態(tài)時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的意義認(rèn)識不足。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是以延緩路面損壞，延長路面使用壽命為目的，在出現(xiàn)明顯病害之前對路面進(jìn)行的主動(dòng)性養(yǎng)護(hù)。道路養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)表明，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能延緩路面破壞，延遲昂貴的路面大、中修和重建，是一種效益費(fèi)用比非常高的養(yǎng)護(hù)措施。在一個(gè)全面的路面養(yǎng)護(hù)計(jì)劃中，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是最有影響的組成部分，應(yīng)受到足夠重視。

1 瀝青混凝土路面病害

1.1 裂縫

路面裂縫產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，包括溫縮裂縫及反射裂縫等。在江蘇范圍內(nèi)，反射裂縫病害更為普遍也更為嚴(yán)重。反射裂縫產(chǎn)生的原因是路面在正常使用情況下，由于基層的干縮或溫縮裂縫的存在，使得瀝青混凝土路面層底在車輛荷載作用下存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，在車輛反復(fù)循環(huán)作用下，逐漸產(chǎn)生裂縫，并最終擴(kuò)展至路面表面的現(xiàn)象，這也是現(xiàn)階段高速公路瀝青混凝土路面的主要破損類型。

1.2 車轍

由于瀝青混凝土是一種典型的粘彈塑性材料，并且具有較強(qiáng)的溫度敏感性，因此在荷載反復(fù)作用下將會導(dǎo)致永久變形，從而產(chǎn)生車轍病害。

1.3 坑槽

坑槽產(chǎn)生可以分為設(shè)計(jì)、施工以及使用過程的多方面原因。首先是設(shè)計(jì)空隙率偏大容易導(dǎo)致混合料松散，其次施工時(shí)出現(xiàn)離析或壓實(shí)度不足，將會導(dǎo)致空隙率進(jìn)一步增大。同時(shí)在使用過程中，瀝青逐漸老化，礦料之間的粘結(jié)力降低，在車輛荷載的作用下瀝青混凝土路面出現(xiàn)松散病害，從而形成坑槽;另外施工中加熱溫度過高，致使瀝青老化失效，以及基層平整度較差，在車輛和溫度荷載的雙重作用下，形成應(yīng)力集中，局部出現(xiàn)損傷，逐漸向四周擴(kuò)散，進(jìn)而形成坑槽。

2 路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

針對瀝青混凝土路面常見病害，常用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施包括裂縫填封、表面封層和薄層罩面，根據(jù)瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，裂縫填封用于封縫封水，防止路面裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，適用于裂縫寬度達(dá)到一定程度的裂縫。實(shí)際應(yīng)用過程中通常應(yīng)用于路面的單條縱縫或橫向反射裂縫的修補(bǔ)中。

表面封層是將養(yǎng)護(hù)材料，通常也是瀝青質(zhì)材料連續(xù)攤鋪于整幅路面之上，從而對路面形成保護(hù)層，恢復(fù)路面的使用功能，同時(shí)具有保護(hù)原有路面，延緩原有病害的擴(kuò)展，防止雨雪深入路面等功能。表面封層通常采用冷拌技術(shù)。

相對于表面封層，車轍填補(bǔ)、薄層罩面等采用的是熱板瀝青混合料，同時(shí)攤鋪厚度更大，因此在車轍處理，裂縫填縫，恢復(fù)路表功能，預(yù)防病害進(jìn)一步擴(kuò)展等方面具有更優(yōu)的性能表現(xiàn)。但造價(jià)偏高，同時(shí)由于存在一定厚度，對路面標(biāo)高也存在一定影響。

2.1 裂縫填封

裂縫填封是針對縱向裂縫、橫向反射裂縫等區(qū)別于龜裂和網(wǎng)狀裂縫的較規(guī)則的線狀裂縫。一般而言，當(dāng)縫寬較小(＜3 mm)時(shí)，裂縫太窄，難以施工，當(dāng)縫寬較大(＞25 mm)時(shí)，裂縫填封已難以達(dá)到理想的養(yǎng)護(hù)效果，因此裂縫填封適合處理一定寬度范圍內(nèi)的裂縫。

裂縫填封材料通常包括密封類，以及填充類兩大類。前者是將密封材料灌入開槽處理過后的裂縫中，起到防水密封作用。修補(bǔ)材料不許具有一定的剛度和強(qiáng)度以及抗疲勞性能，同時(shí)與裂縫的粘附面也要有足夠的粘結(jié)力。填充裂縫是將填充修復(fù)材料填入裂縫，在防止水分進(jìn)入的同時(shí)，對裂縫兩側(cè)的路面進(jìn)行一定程度的補(bǔ)強(qiáng)。

2.2 霧封層

霧封層是將瀝青類材料均勻撒布于瀝青路面表面，提高密級配路面的泌水性能，防止骨料進(jìn)一步松散剝落;同時(shí)能封閉細(xì)小裂縫，為老化的路表補(bǔ)充新鮮瀝青。霧封層不能夠修復(fù)車轍、基層失效、過多骨料損失，以及其他嚴(yán)重的路面損壞。但霧封層的使用將會降低路面的抗滑性能。表面致密的路面無法充分吸收乳化瀝青，將會在路表形成光滑表面，影響行車安全。因此霧封層只能用在乳化瀝青滲透性好的瀝青路面上，比如老化松散的熱瀝青混合料表面，碎石封層表面，開級配瀝青混合料表面等。在新路面通車2年～4年或者路面大修后1年～2年時(shí)，并且在交通量等級低、路面抗滑性能優(yōu)良時(shí)可考慮使用霧封層。在使用霧封層時(shí)，推薦的原路面抗滑性能的指標(biāo)范圍為:SFC≥54，BPN≥55，TD≥0.8。

霧封層主要用于恢復(fù)路面防水性能以及集料之間的粘結(jié)作用。同時(shí)霧封層材料能夠一定程度的下滲至路面之中，能夠補(bǔ)充原有瀝青混凝土中的瀝青老化成分，粘結(jié)表面松散集料。同時(shí)可以對已處理過的病害，如車轍填補(bǔ)、裂縫填充等痕跡進(jìn)行覆蓋，從而改善瀝青混凝土路面的外觀。但由于霧封層幾乎不存在厚度，僅是一層瀝青薄膜，因此，霧封層并不能補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其要求瀝青路面具有足夠的承載力。

霧封層技術(shù)主要應(yīng)用于早期出現(xiàn)的細(xì)微裂縫，表面由于瀝青老化等原因造成的松散麻面以及滲水現(xiàn)象，適用于當(dāng)路面狀況基本完好，僅出現(xiàn)了一些早期損壞的瀝青混凝土路面。

2.3 微表處

微表處理論上屬于稀漿封層的一種，但由于其對原材料的要求更高，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，因此性能更佳，被廣泛應(yīng)用于車轍修復(fù)，平整度恢復(fù)，微裂縫填充等病害處理中。但應(yīng)用微表處時(shí)，必須對原路面的裂縫、坑槽等病害進(jìn)行良好的處治。若原材料性能不合格，級配設(shè)計(jì)不當(dāng)，或施工水平較低，將會導(dǎo)致微表處混合料孔隙率過大，失去泌水的功能，同時(shí)還可能會導(dǎo)致微表處的行駛噪聲過大，降低路面的服務(wù)水平，也有可能導(dǎo)致微表處混合料的抗滑性能衰減過快。

改性乳化瀝青破乳過快，集料與改性乳化瀝青性質(zhì)不配伍，以及集料潔凈程度不足等原因均會導(dǎo)致微表處稀漿混合料稠度過大，造成施工中出現(xiàn)離析、刮痕等現(xiàn)象。油石比和外加水量未得到精確控制，將會造成微表處稀漿混合料出現(xiàn)泛油、松散等現(xiàn)象。氣候炎熱或寒冷的天氣均不利于稀漿混合料的破乳，因此應(yīng)避免在這樣的氣候條件下施工，下雨時(shí)同樣應(yīng)停止施工。

2.4 薄層罩面

薄層罩面是一種連續(xù)攤鋪于原有路面的熱拌瀝青混合料。與普通熱拌瀝青混合料相比，其級配偏細(xì)，因而能夠具有更小的攤鋪厚度。熱再生及銑刨重鋪等方法相比，其優(yōu)點(diǎn)在于不用處理原有路面，只需對原路面病害進(jìn)行處理后直接在上面層表面之上再攤鋪一層混合料即可。施工方法簡單，施工快捷方便。適用于原有路面未產(chǎn)生大規(guī)模嚴(yán)重病害，且路面承載力足夠的情況下。由于薄層罩面通常具有2.5 cm～4 cm的厚度，因此具有一定的分散荷載能力，攤鋪于原有路面時(shí)能夠?qū)υ新访孢M(jìn)行更好的保護(hù)，對抑制車轍的產(chǎn)生，延緩反射裂縫的發(fā)展，具有十分明顯的效果。

傳統(tǒng)薄層罩面材料通常具有AC類，OGFC類，以及SMA類，由于攤鋪厚度的要求，其最大公稱粒徑通常都不超過10 mm。AC類瀝青混合料造價(jià)便宜，施工技術(shù)與普通AC瀝青混合料幾乎一致。OGFC類混合料抗滑性能及排水性能更優(yōu)，但由于其級配設(shè)計(jì)，養(yǎng)護(hù)維修等均與普通瀝青混凝土差別較大，因此較少采用。SMA類混合料耐久性能及高溫性能較好，但造價(jià)偏高，對于交通量大，重載車輛多的路段可以考慮使用。

除了傳統(tǒng)的薄層罩面材料之外，研究人員最新研發(fā)了ECA-10新型路面病害處治材料，相對常用的熱拌瀝青混合料而言，其組成設(shè)計(jì)在材料和級配方面都有明顯的不同，但施工工藝與常用的熱拌瀝青混凝土基本相同。ECA碾壓溫度低，相對熱料拌和溫度降低20℃ ～60℃;由于料溫與環(huán)境溫度的差異減小，ECA在儲運(yùn)過程中降溫速率下降，允許儲存時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間均延長;顯著降低拌和及施工過程中的有害氣體和溫室氣體的排放;現(xiàn)場施工溫度可比熱拌瀝青混合料低40℃左右，溫度下降速率減緩，保證了充分的碾壓時(shí)間和一定的密實(shí)度。易密實(shí)瀝青混凝土處治病害作為一種新型的瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修方案，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能很好滿足高速公路的技術(shù)要求，具有易壓實(shí)、表面構(gòu)造深度大、降噪明顯等特點(diǎn)，相對于微表處處治方法具有噪聲低的優(yōu)點(diǎn)，提高高速公路的行駛質(zhì)量;相對于就地?zé)嵩偕蛡鹘y(tǒng)的銑刨重鋪方式能夠降低高速公路的養(yǎng)護(hù)成本，減少能源消耗和降低環(huán)境污染，施工工期短，對交通影響小。因此，相對于常用的養(yǎng)護(hù)維修方案該方法具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。此外，在易密實(shí)改性瀝青混合料ECA-10添加2.5‰的聚酯纖維，可以顯著提高瀝青混合料的柔韌性，增強(qiáng)混合料的抗裂性能。目前已作為一種重要養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案在高速公路中大量推廣應(yīng)用。

3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對策

瀝青混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是在路面各結(jié)構(gòu)層狀況基本完好，沒有發(fā)生嚴(yán)重或大規(guī)模損壞，僅產(chǎn)生輕微病害及缺陷等現(xiàn)象時(shí)采用的養(yǎng)護(hù)措施，用以保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)層，防止路面病害進(jìn)一步擴(kuò)展。采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施能夠減少路面大中修工程量，或推遲路面大中修時(shí)間。因此路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有很高的效費(fèi)比，對于提升路面性能，提升高速公路服務(wù)水平，節(jié)約路面使用維修成本，具有十分重要的意義。

4 結(jié)語

本文首先介紹了瀝青混凝土路面常見的病害，同時(shí)對有效預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行了歸納總結(jié):

1)瀝青混凝土路面最為常見的病害類型分別為:裂縫、車轍以及坑槽;2)分析了裂縫填封、霧封層、微表處以及薄層罩面等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的特點(diǎn)及使用范圍;3)闡述了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的作用和意義，表明預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在對于提升路面性能，提升高速公路服務(wù)水平，節(jié)約路面使用維修成本等方面，具有十分重要的意義。

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