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摘要：在我国经济的高速发展过程中,高速公路作为路上交通运输的重要通道也进入了高速发展阶段。本文主要分析预防性养护技术不仅能获得更长的道路使用寿命，而且在路面使用寿命期间，始终能维持较好的路面使用功能。
关键词：高速公路 路面养护 技术
1 原路面设计概况
某高速公路为双向4 车道沥青混凝土路面。路基宽26m，行车道宽 2×2×3.7m，设计行车速度 120km/h。设计当量轴次 1362 万次/车道。路面设计弯沉值 22.5(0.01mm)。原路面设计情况如表1 所示。
对于重载较多的公路，面层宜选用改性沥青。同时，由表 1 可以看到，与近年来修建的高速公路相比，该高速公路路面结构材料和面层形式均属于早期典型的高速公路路面结构类型，且面层总厚度较薄，仅16cm;中面层厚度虽然与其他近期修筑的高速相同，为6cm，但是采用普通沥青而非改性沥青，在重载和环境的双重作用下容易产生车辙等病害。因而在现今交通量轴载和环境的作用下，该高速公路原路面结构不够合理，难以满足日益加剧的道路服务需求和不断增长的交通量。
2 养护技术措施影响因素
2.1 路面状况
2. 1. 1 路面平整度
该高速公路路面平整度衰退先加快后减缓，2012 年底双向路面平整度 IＲI 值主要分布在［0. 8，1. 5］m / km 之间，约占总测试路段的 66% ，2013 年底双向路面平整度 IＲI 值主要分布在［1. 5，3］m/km 之间，约占总测试路段的 68%，2014 年底双向路面平整度IRI 值主要分布在［0. 8，1. 5］m / km 之间，约占总测试路段的 66%，可见该高速路面行驶质量衰退趋势减缓，现阶段路面平整度 IＲI 值超过 4m/km 的路段比例约占 0. 4%，有必要对路面平整度 IＲI 值较大路段进行必要的养护处治，恢复路面行驶质量，提高道路行驶安全性能。
2. 1. 2 路面车辙
该高速公路双向行车道路面车辙呈现缓慢衰退趋势，其中车辙深度处于［5，10］mm范围的路段增长尤为明显。2012 年底双向路面车辙深度值主要分布在［3，8］mm之间，约占总测试路段的 67%，而 2013 年底双向路面车辙深度值主要分布在［5，10］mm 之间，约占总测试路段的83%。路面车辙状况衰退速度先增大后减小，整体上车辙表现出逐步发展的趋势。现阶段路面车辙深度值超过 10mm 的路段比例约占 5%，有必要对路面车辙深度较大路段进行及时的养护处治，提高道路行驶安全性和舒适性。
2. 1. 3 路面破损
2014 年现阶段该高速公路路面破损总量为7553 处，以横向裂缝为主，纵向裂缝其次，部分路段存在松散、修补和坑槽等破损。其中横向裂缝数量占总破损量的 94. 24%，纵缝占 5. 22%，其他破损数量仅占0. 57% 。可见裂缝类破损为该高速公路目前路面破损的主要类型，其数量比例达 99. 43%。
2. 1. 4 路面抗滑性能
该高速公路双向行车道路面抗滑性能还未呈现明显衰退趋势。2012 年底和 2014 年检测到的双向路面横向力系数值主要都超过 48，2012 年约占总测试路段的 82%，2013 年约占总测试路段的 90%，可见该高速路面抗滑性能状况较为良好。现阶段路面横向力系数不满 35 的路段比例约占 0. 02%，仍有必要对这些路段进行及时的养护处治，防止进一步恶化，降低道路行驶安全性能。
3 养护技术方案设计
3. 1 养护时机
目前该高速公路存在的主要问题是路面车辙和平整度衰退较快，横缝密集，贫油严重。表 2 汇总了2010～2014 年路面性能的检测结果。由表可知，近三年来，路面灌缝条数呈减少发展趋势，表明在日常灌缝和专项养护的处治下，一定程度上抑制了裂缝的出现，路面横缝间距变化不大，可见路面裂缝发展趋于稳定，因此在本次养护规划中不将裂缝作为判定养护时机的评定指标。而根据车辙和平整度的历年衰变可知，2013 年路面平整度和车辙均有明显的衰退，且平整度衰退尤为显著。而该高速所承受的交通量和轴载都属于轻交通级别(中等偏轻)，表明交通轴载对路面性能变化的影响程度相对较弱，而运营时间过长引起的路面结构材料性能变化很可能是影响路面性能衰变的主要影响因素。
3. 2 养护技术方案
根据现场调查、前期状况综合评估及对本项目的认识，本文所指路面养护遵循前期应以病害针对性处治方案为主，恢复路面使用性能;后期以薄层罩面为主，保护中下面层和基层，全面提升道路服务质量，延长道路使用寿命。主要遵循原则如下:(1)设计方案经济可行原则。设计方案既要能解决实际问题，保证路面功能满足要求，又要经济合理、施工方便，力求投资收益最大化。(2)病害针对性原则。重点针对现有沥青路面的典型病害进行改善，结合国内外已有的病害处治成功经验，有针对性提出适合本项目的病害治理方案。(3)施工易组织原则。针对本项目交通量特点，且老路改造过程中不可能中断交通的现实情况，通过选择经济可行便于施工易组织的路面方案，将施工带给路面交通组织的难度降低到最低。
目前该高速公路路面存在的主要问题是横向裂缝状况很严重，部分路段纵缝密集，面层多出现贫油现象，局部路段车辙严重，路面行驶质量较差，因此针对该高速实际路况，本文提出了以下几种养护方案，以供选择。
3. 2. 1 微表处
自 2010 年起，该高速公路每年均有部分路段采用微表处进行养护处治，并起到了一定的效果。然而考虑到微表处属于冷拌沥青混合料，若微表处路段再次出现损坏，则在实施其他养护处治前必须将微表处层铣刨，不能二次利用。此外，由于微表处以处治车辙为主，而目前该高速路面以横纵缝为主要问题，微表处的抗裂性能较差，因此不建议本次养护规划中大量使用微表处进行处治。
3. 2. 2 薄层罩面
本次罩面层混合料应具备抗反射裂缝、抗滑、耐磨耗、抗车辙等性能，同时应尽量做到密实防水。可采用公称尺寸为 9. 5mm 的沥青混合料，可选的类型有 SMA－10，ECA－10、Novachip 等。SMA 属于骨架密实结构，既有一定数量的粗集料形成骨架结构，又有足够的细集料填充到粗集料中间，粗集料多、矿粉多、沥青用量高、掺加纤维稳定剂，具有优良的抗车辙性能、良好的耐久性。但 SMA 施工工艺较为繁琐，施工成本高，施工质量难以控制; SMA－10型改性沥青混合料的工程应用实例较少，其实际路用效果并不明确。沥青用量高，容易出现泛油等现象;构造深度等表面功能特性略差。
易密实沥青混凝土(ECA)处治病害作为一种新型的沥青路面养护维修方案，各项性能指标均能很好满足高速公路的技术要求，具有易压实、表面构造深度大、降噪明显等特点，相对于微表处处治方法具有噪声低的优点，提高高速公路的行驶质量;相对于就地热再生和传统的铣刨重铺方式能够降低高速公路的养护成本，减少能源消耗和降低环境污染，施工工期短，对交通影响小。因此，相对于常用的养护维修方案该方法具有明显的经济效益。此外，在易密实改性沥青混合料 ECA －10 添加 2. 5‰的聚酯纤维，可以显著提高沥青混合料的柔韧性，增强混合料的抗裂性能。目前已作为一种重要养护技术方案在多省市高速公路中得到了大量推广应用。其中，在安徽的宁洛高速公路蒙蚌段成功进行了推广实施，该高速已连续三年采用该技术进行路面养护改造。
Novachip系统则是一种主要应用于高等级公路、城市道路养护的专有技术。它使用专用设备 NovaPav-er进行施工，施工过程包括NovaBond 改性乳化沥青喷洒、紧随其后的 NovaBinder 改性沥青混合料摊铺、压路机碾压成型。
3. 2. 3 铣刨重铺
本次沥青路面养护拟对原路面结构状况较差或路面破损严重的路段进行铣刨重铺的补强措施。根据对该高速公路路面结构层状况的分析结果可知，目前路面各结构层状况良好，部分路段路面裂缝状况极其严重，横纵缝密集。因此，本次铣刨重铺主要是为了改善路面裂缝状况，同时防止路面损坏进一步向底基层和路基扩散，保证基层、底基层和路基维持一个相对较好的水平。
3. 2. 4 裂缝病害处治
表3 该高速公路裂缝处治方案比选
4 结束语
本文通过对该高速公路的原路面设计概况、养护技术措施影响因素的分析，提出了适宜该高速的养护技术方案，发现该高速公路路面存在的主要问题是横向裂缝，部分路段纵缝密集，局部路段车辙严重，路面行驶质量较差，道路的整体性能呈下降的趋势。为了满足不断增长的交通量需求，提高该高速公路的服务水平和能力，保证道路的正常运营，考虑到该高速公路路面承受的轴载较小的因素，将路面车辙深度达到 10mm 时作为该高速公路路面预防性养护的最佳时机。同时，提出该高速宜继续采用针对性更强的微表处等四项预防性养护方法进行处治，以提高路面的使用性能，延长其路面使用寿命。根据现场调查和前期状况综合评估，建议路面养护遵循前期应以病害针对性处治方案为主，恢复路面使用性能;后期以薄层罩面为主，保护中下面层和基层，全面提升道路服务质量，延长道路使用寿命。
论文作者:徐陈伟
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/10/13
标签：路面论文; 车辙论文; 路段论文; 高速公路论文; 裂缝论文; 性能论文; 面层论文; 《基层建设》2015年17期论文;