半刚性基层路面常用的预防性养护对策及分析

翟 志 强

(山西省寿阳公路管理段，山西 晋中 045400)



半刚性基层路面常用的预防性养护对策及分析

翟 志 强

(山西省寿阳公路管理段，山西 晋中 045400)

解释了预防性养护的含义，从纤维封层应力吸收层、橡胶沥青应力吸收层和薄层罩面工艺三方面，介绍了半刚性基层路面常用的预防性养护技术，并对比分析了不同养护技术的剪切强度和拉拔强度，为路面养护技术的选择提供参考。

路面，预防性养护，剪切强度，拉拔强度

在我国公路建设中，90%以上的沥青路面使用了半刚性基层，具有较高的刚度和荷载扩散能力。半刚性基层的收缩开裂引起的路面裂缝普遍存在，且内部排水性能差，一旦损坏后没有愈合的能力，无法进行修补，只能挖掉重建。使用到一定年限的沥青路面出现的裂缝、渗水、车辙等病害，极大地影响了路面的通行和行车安全。

公路的好坏直接影响着人民群众的生命财产安全。随着使用年限及交通量逐年增加，路面状况指数呈逐年下降趋势，部分路段出现路面老化、松散等病害。对各病害进行统计和分析，针对坑槽、龟裂、车辙、翻浆等病害开展路面养护就尤为重要。养护的目的在于尽可能保持路面使用性能，恢复破损部分，延长使用年限。

与传统的矫正性养护不同，低成本的预防养护是一种先进的养护理念。参照国外先进经验，推行预防性养护可显著提升我国的道路服务水平，有效推迟重建时间，降低后期养护成本，延长路面使用寿命。采用应力吸收层及罩面增强措施是治理半刚性基层弯拉疲劳损坏最为成熟的处治方法。同时，采取有效的防水下渗措施可有效消除行车隐患，确保路桥安全畅通。

1 预防性养护概述

随着使用年限的增加，路面出现裂缝、车辙、松散、坑洞等病害(如图1，图2所示)是不可避免的，应采取有效措施防止病害扩散，延缓路况下降速率，确保行车舒适与安全。因此，采取合理有效的养护措施是必须的。

在美国进行的一项研究表明：一条质量合格道路的性能可在其使用寿命75%的时间内下降40%，在该节段进行的养护称为预防性养护。当未及时进行养护时，道路性能在随后12%的寿命内再下降40%，此时采取的养护称为矫正性养护，会大幅增加养护成本。

传统养护是指矫正性养护，一般是在公路设施出现明确病害或已部分丧失服务功能的情况下，通过功能或结构恢复来确保道路性能。

预防性养护是相对于传统道路养护的一种新型养护理念和模式，通过强调治早治小，实现了道路养护的主动性、超前性和动态性，见图3。在预防性养护理念里，强调养护措施须在公路设施和结构良好或是病害、损毁发生初期进行，将病害、损毁发生的速率显著降低来延长中修或大修的期限，从而实现延长道路使用寿命，降低寿命成本的目的。在预防性养护模式里，确保最佳成本效益是核心，养护管理的强制性和计划性是关键。

在我国，半刚性基层是公路建设最常用的基层结构形式，该种路面结构最主要的破坏形式是弯拉疲劳损坏。按照预防性养护的要求，采用加铺应力吸收层或罩面技术形成良好的保护层，可有效确保道路使用性能的恢复，且翻新后的路面还可具有防水、抗滑、耐磨等特性，使得道路的使用寿命显著延长。

2 沥青纤维碎石封层

纤维封层自2007年起进入中国，一经使用便取得不俗的效果。使用沥青纤维碎石封层作为路面的应力吸收层，使得纤维本身的高抗拉伸强度和高弹性模量值得到显著发挥，将封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度有效提升。在旧路面与新路面间铺设纤维封层作为应力吸收中间层，具有超强的吸收和分散功能，如图4所示，对提升路面使用性能效果显著。

在纤维封层结构中，在上下两层均匀洒布的沥青中，使用专用机具专门工艺破碎切割成一定长度的纤维呈乱向均匀分布，如图5所示，相互搭接具有的加筋和桥接效果会形成良好的网络缠绕结构，相当于形成具有良好弹性和强度的一层防护网垫，使得封层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度等综合性能有效提高。

纤维封层(如图6所示)与传统沥青路面相比，对改善沥青路面效果显著。工程应用实践表明，纤维封层的抗拉强度比传统沥青路面提升30%以上，应力吸收和扩散能力显著，可有效抑制反射裂缝出现；其抗疲劳性能提升30%以上，抗车辙性能提升300%以上，具有显著的高耐磨性、防水性和稳定性，将早期破坏或毁损大大延缓；其施工方便快捷，养护时间极大缩短，使得交通开放时间提前。

将沥青纤维碎石封层作为旧沥青路面、面层层间应力吸收层，对提高路面性能，延长养护周期具有显著效果。

3 橡胶粉改性沥青应力吸收层

在半刚性基层与沥青路面之间，或是水泥混凝土路面与沥青路面之间铺筑一层具有高变形能力的橡胶沥青层应力吸收层(见图7)，可有效吸收裂缝部位的应力集中，防止沥青路面形成反射裂缝。

在施工中，先将高温状态下的橡胶沥青由洒布车均匀洒铺于旧路面上，再撒铺碎石，并随时检测洒油量及撒石量。最后使用轮式压路机在橡胶沥青尚在高温状态下快速进行碾压后成型(见图8)，并随时进行碾压温度控制。

在施工中，沥青洒布量控制在2.4 kg/m2～2.6 kg/m2，碎石撒布量控制在14 kg/m2～16 kg/m2。

4 薄层罩面养护

薄层罩面是给原路面提供一个崭新的表面，将其抗滑和封水性能有效恢复。在薄层罩面施工中，当混合料的温度损失过快时，对路面的压实度容易产生不利影响。当薄层罩面与下层粘结不牢时，翻新后的路面容易出现脱层等病害。

薄层罩面施工中，按工艺的不同，可分为冷薄层罩面、热薄层罩面和温薄层罩面。按使用的材料不同，可分为普通沥青混凝土薄层罩面(AC系列)、SMA罩面，SAC罩面、超薄橡胶粉改性沥青罩面等。

在高速公路养护中，常用的薄层罩面混合料主要有SMA-10，Novachip与微表处。以壳牌NovaChip薄磨耗层施工为例，乳化沥青喷洒和热拌料摊铺同步施工(如图9所示)后立即进行碾压(见图10)。使用该技术进行施工，每分钟可施工10 m～30 m，薄层厚度控制在10 mm～20 mm，还可有效避免进行碎石清理及长时间封闭交通造成的社会影响。

通过在原路面上进行的薄层罩面施工，使得薄罩面与碎石封层的优势得到充分发挥，相当于在旧路面上铺筑了一层寿命长达8年～10年的超薄表面磨耗层，且抗滑、抗车辙、抗水雾、抗磨耗、降噪性能良好。

5 结语

在旧路面的预防性养护中，新旧面层间的层间粘结是影响施工质量的关键因素。在施工中，应通过室内试验分析采取不同的养护对策下的剪切强度和拉拔强度来合理解决层间粘结问题。

表1为不同的应力吸收材料沥青面层间的界面剪切强度检测结果。

表1 不同的应力吸收材料沥青面层间的界面剪切强度检测结果

从表1中可以看出，从抗剪强度上来说，橡胶沥青应力吸收层最好，其次是纤维增强沥青应力吸收层，最差的是乳化沥青粘层。但纤维增强沥青应力吸收层施工和易性要好些。

表2为不同的应力吸收材料沥青面层间的界面拉拔强度检测结果。

表2 不同的应力吸收材料沥青面层间的界面拉拔强度检测结果

从表2中可看出在20 ℃下三种不同类型的应力吸收层粘结强度，粘结强度最大的是橡胶沥青应力吸收层，纤维增强沥青应力吸收层次之，聚合物改性乳化沥青粘层最差。

表3 不同的应力吸收材料沥青面层间的界面剪切疲劳强度检测结果

表3为不同的应力吸收材料沥青面层间的界面剪切疲劳强度检测结果。

从表3可以看出相同对数应力水平下三种不同类型应力吸收层的疲劳寿命，橡胶沥青应力吸收层最高，纤维增强沥青应力吸收层次之，聚合物改性乳化沥青粘层最差。

在半刚性基层路面养护中，应综合考虑气候、行车载荷、地理环境等因素合理选择最适用的材料和施工工艺，践行预防性养护理念，确保施工质量，以达到有效延长路面养护周期及寿命的目的。

预防性养护理念是公路建设养护的一轮新的技术革新。在我国进行推广和应用，对提高道路的养护水平，延长路面使用寿命具有重要意义。

[1] 凌天清.沥青应力吸收层及薄层罩面增强技术[Z].2015.

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[3] 廖卫东.基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究[D].武汉：武汉理工大学，2007.

Common preventive maintenance countermeasures and analysis of semi-rigid-base pavement

Zhai Zhiqiang

(ShanxiShouyangHighwayAdministrationSection,Jinzhong045400,China)

The thesis explains the definition of preventive maintenance, introduces common preventive maintenance technologies of semi-rigid-base pavement from three aspects of rubber asphalt stress absorbing layer and thin overlaying technology, and comparatively analyzes shearing strength and pull-resisting strength of different maintenance technologies, which has provided some guidance for selecting pavement maintenance technology.

pavement, preventive maintenance, shearing strength, pull-resisting strength

1009-6825(2016)28-0146-03

2016-07-22

翟志强(1968- )，男，助理工程师

U416.2

A