关于高速公路沥青路面养护管理技术探讨

2023-01-07杨汇

建材与装饰 2022年3期

杨汇

（云南省沥青油料储备保障中心，云南昆明 650501）

随着我国经济建设快速发展，城市商圈和人民的生活圈不断扩大，高速公路作为城市圈之间的纽带，为人们提供了便捷、快速的通行需求，迫使高速公路建设的步伐也需不断加快。目前，我国现有高速公路运输量逐渐趋向饱和，使得很多专家逐渐注重公路路面养护方面的问题，并运用最新的养护理念与检验技术对高速沥青路面进行管理。

1 概述

中国机动车数量从2000 年开始迅速增长，家用车辆已经普及到千家万户。随着我国互联网和物联网的快速发展，物流和货运量也随之增加，这造成了很多高速公路交通量处于饱和、过饱和状态。云南地区由于地域的特殊性重载车辆超重等现象较为突出，使高速公路的破坏程度居高不下。从1996 年的昆明到曲靖高速公路通车以来，云南省高速公路逐渐发展起来，要想富先修路的观念深入人心，到如今高速公路沥青路面的运用年限每年都修4000~6000km[1]。目前，现有高速公路90%的路面都属于沥青路面，高速公路路面养护管理的关键职责就是确保驾驶舒适程度，延长路面使用年限，应采用现代最新的检测技术，按照规定时间检测管养路段，随时掌握道路质量情况，从而提供道路养护管理的策略。

2 高速公路沥青路面早期破坏的原因

2.1 水损坏

高速公路使用年限不断延长，在长期下雨等特殊天气后，轮迹位置路面向两侧推挤使部分路面突出，轮迹位置存在沉陷，对路面造成不可挽回的伤害性损伤，依靠轮迹突出的部分损坏严重，导致面层松散、剥落、坑槽等问题，这属于典型的水损坏现象。一般水损坏出现的原因有3 种：①路面排水体系不完善。②路面压实度不够。③路面离析。

2.2 裂缝

裂缝是一种十分常见的路面问题，裂缝主要有横向裂缝与纵向裂缝，其主要的危害是裂缝中渗入水分让基层甚至路基逐渐软化，造成路面承受力降低，加快路面损坏。

2.2.1 横向裂缝

横向裂缝大部分存在于路面两侧的硬路肩，容易贯通全路段幅。横向裂缝包括2 种，分别是荷载性裂缝与非荷载性裂缝[2]。导致横向裂缝出现的原因有3 种：①材料的收缩导致裂缝。在基层成型方面，基层材料会失去水分出现收缩导致规律性的横向裂缝，而且材料会随着温度降低出现低温收缩开裂。②沥青和混凝土的温度收缩导致的裂缝。由于沥青是一种随温度变化性状变化较大的材料，同时也是一种十分复杂的粘弹性材料，温度降低时，沥青混合料变得更加坚硬和脆化，并且会出现收缩变形[3]。在收缩拉应力超出沥青混凝土的抗拉强度时，沥青路面表层就会出现拉裂，同时逐渐向下发展，形成上宽下窄的横向裂缝。③地基（路基）以及结构物体差异下降导致横向裂缝。在软土地基和非软土地基相交处、软土地基处理策略变化位置或者结构物台背和路段联结位置，由于地基或者路基以及结构物差异降低导致基层出现裂缝，主要体现在沥青方面，形成横向裂缝。

针对基层裂缝造成的反射裂缝和沥青混凝土温度收缩等出现的横向裂缝，如缝宽较小的不需要处理，如宽度超出3mm，就需要将缝隙完全清理干净，用压缩空气将尘土吹掉，采用热沥青和乳化沥青灌缝喷洒料法封住[4]。如缝宽超过5mm 时，就要把裂缝中的杂物清扫掉，也可以在裂缝周围开槽后用压缩空气吹净缝隙，采用砂料式或细粒式搅拌沥青混合料填充捣实，同时运用烙铁封住。

面对因为土基下降出现的横向裂缝，比如存在错台、啃边、裂缝宽度超过5mm，就需要沿着横缝两边分别在50~100cm 范围中开槽，将上面层挖除，依据策略先进行裂缝填充，之后在横缝周围加入玻璃格扇，再一次摊铺上面层。

2.2.2 纵向裂缝

产生纵向裂缝有以下3 种原因：①路基压实程度不够，路面不平整下降造成的。②沥青路面在分幅摊铺的过程中，两幅接茬如果无法解决好，在行驶车辆负载的影响下，会出现纵向裂缝。③水进入路面或路基中出现损坏导致的纵向裂缝，一般都在半填半挖路基位置、紧急停车位置或路肩位置、行车道位置出现，其重要原因是路基不均匀下降导致的。

避免纵向裂缝出现的重要策略：首先是解决好地基，应让路基上的分层填充并压实，使其变得更加平均，尤其应当提前采取措施避免地表面水进入地基中，这能够在一定程度上减轻纵向裂缝的数量，而且也能延长裂缝出现的时间。

2.2.3 网状裂缝

网状裂缝也称为龟裂，一般是因为路面总体强度不够造成的。一种原因是在设计路面结构中采用的方法不科学、不合理，在路基、路面的压实工序时存在一定的缺陷，路面材料的搭配不恰当或者搅拌不均匀出现沥青和石料结合性较差的问题；另一个原因是路面产生横向或纵向龟裂后，不能及时填充和修补，导致水分渗入下层，使石基表层受到泡软，在负载车辆重复碾压作用下，粉浆容易在龟裂方向被挤压到表层，将基础表层逐渐掏空，出现网状裂缝。此外，沥青老化以及超载车辆，让基层出现劳损甚至破坏，这是造成沥青面层形成网状龟裂的主要因素。为预防和避免网状裂缝一定要加强货车载重的管理。同时，对龟裂路面也要及时修补。

2.2.4 车辙与推移

车辙是车辆在路面行驶后留下的车轮压痕，对沥青路面而言是一种永久性且具有破坏性的变形，主要是因为沥青混合料配比不符合设计要求、稳定性差、基层和施工中压实度不够，导致面层与基层材料在负载车辆行驶时，由于车轮位置重复压力作用下形成的固结变形与侧向剪切位移。车辙与推移病害让路面不平整，将严重影响到行驶舒适度和安全性，如果车辙形成更大的深度，形成的凹槽中会产生积水现象，行驶的车辆会出现飘滑从而出现交通事故。

（1）车辙与推移产生的因素有：①车辆负载的影响。②基层实施工程的质量较差。由于基层厚度不够或者由于基层材料、施工、养护不合适等造成的基层总体强度不够，让路面的变形太大逐渐形成辙槽以及推移。③沥青路面温度稳定性较差。这是因为沥青混合料属于一种具有粘弹性的材料，如选择的沥青、矿料不切合实际，将造成沥青混合料温度稳定性较差、抗塑性能力降低。在高温条件下，车轮碾压重复作用，荷载应力超出了沥青混合料的极限范围，让发生变形的位置逐渐累积而出现车辙与推移。

（2）避免车辙与推移问题的策略：①应该选用合适的修路材料。如选取低针入度、高软化点、含蜡量低且高粘度的沥青，并选择表面粗糙、镶嵌效果好、与沥青结合性强的材料，在很大程度上能够改善车辙现象。②在实施工程时，要增强对压实程度的控制，这是防止车辙出现的有效渠道。③在温度高的自然环境条件下，应严格禁止超载车辆通行。

（3）解决车辙与推移问题的策略如下：对持续没有超过30mm、辙槽深度小于8mm、车辆行驶出现小摆动的情况，一般可以通过路面烘烤、耙松，并加入合适的新材料后压实解决。如果沥青面出现磨损和横向推移中，要将不固定的沥青混合层清除掉，通过铣刨机拉毛，进行重铺表面。

2.2.5 波浪、松散

出现波浪的因素是路面构成材料设置不科学或者施工质量较差，导致路面材料不能够抵抗车轮水平力的作用。

松散的原因有沥青粘结力较差、沥青添加比例不够、矿料太潮湿、铺撒不均匀、嵌缝料不符合标准无法将沥青粘贴牢固。

3 高速公路养护的重要意义

高速公路养护工作对交通事业发展和公路安全运输具有重要意义。高速公路养护工作主要体现为：①掌握和评价公路运行情况与服务水准，按照具体情况组织养护和维修，构建畅、安、舒、美的行车环境。②避免道路和设施出现病害，及时处理存在问题的道路和损坏的设施，尽力延长道路和设施使用时间，延长大修或翻修的时间，降低运营监管成本。③解决设计不当或者其余因素导致的道路、设施问题和运用时产生的问题，逐步建立和健全高速公路运用和服务管理体系，并适时进行改善和改进。④防止或避免因为道路、设施保护不到位导致意外的事故，减少没有必要的法律纠纷。

4 高速公路养护工作内容和形式

4.1 养护工作的任务

高速公路养护管理是高速公路施工建设后对高速公路工程质量保持和维护，养护管理不仅能增加高速公路使用效率、提升经济效益、也能使社会化进度加快。同时，也让高路公路养护工作向健康、可持续的方向发展。高速公路工程养护工作主要有沥青路面养护、路基和其附属设施养护、隧道工程养护、桥涵构造物养护、水泥混凝土路面养护和交通组织措施的养护。

4.2 养护工作的形式

高速公路养护监管实际操作有4 个步骤：①应做好管理路段内高速公路的日常路况检查工作，能够随时掌握高速公路的情况。②发现问题路段时，应立即因地制宜的分析问题，并及时采取有效的措施解决问题。③对桥涵和隧道等结构物体应按照规定时间和规定要求进行检测，以便能及时发现问题并及时处理，尤其是结构问题。④高速公路的绿化工程和园林建设都是季节性工程，应该积极解决植物和病虫害防治工作，树木的季节性维护策略和草坪修剪等工作。

5 高速公路养护特征

高速公路养护就是为了让高速公路实现安全、快速、畅通、舒适、经济的运行目的，避免公路质量下降。具体工作的特征有下面6 个方面：①高速公路养护作业具有强制性。高速公路在我国综合运输网络中所占据的地位和作用十分重大，这决定了对高速公路养护要依法依规做好养护。②高速公路养护对象具有广泛性和全面性。高速公路的养护对象不仅有道路、桥涵和沿线附属设施，也有交通工程设施、绿化环保设施、生活服务设施等。③高速公路养护操作模式具有一定机动性和时效性。与普通的公路养护比较，高速公路养护更应迅速、机动、实用有效、操作流程更强，养护作业实行中尤其设计交通安全管理区段，应保证车辆运行安全。④高速公路养护技术具有一定专业性与复杂性。高速公路养护不仅要保证机械化和专业化，而且还应该积极主动地研究与应用新材料、新技术、新工艺。养护工作和很多行业都息息相关，其科技含量高、技术流程十分复杂。⑤高速公路整体养护具有一定高要求性。高速公路养护对象的价值很高，为确保或者恢复养护工程的使用功能与服务水平，需要花费较高的成本。故此，需要养护人员和管理者具备较高的素质和素养，能够熟练掌握养护工程技术。⑥高速公路养护监管具有预防性作用。高速公路养护一般分成2 种，分别是预防性养护和修补性养护。目前云南大部分公路养护都只停在修补养护，对问题公路通常采取延时修补的方式。这种形式不仅容易对养护造成很大的资金压力，同时也容易影响到路面养护的效果。因此，采用积极、有效的预防性养护方式是特别重要的。预防性养护就是在提高路面承载力基础上，针对结构比较完整的路面或附属设施有计划地进行工程养护，进一步做好路面养护、避免损坏、改善路面功能。作为一种路面养护新的理念，公路养护单位需要在路面存在问题时就积极开展养护，杜绝问题道路向恶化方向发展，延长公路的使用时间和寿命、降低公路使用成本、提高公路质量和行驶的安全性与舒适性。

6 高速公路养护出现的问题

6.1 养护管理制度落后

当前，云南高速公路养护方式依然存在很多问题，与养护机制和市场化运行依然有差距，高速公路管理机制创新力度不够和养护技术能力薄弱。建立的机构仍然出现管理人员增多的情况，导致机构臃肿。总体上而言，养护运行制度落后、创新性不够、养护市场机制不健全，无法形成市场主体地位，对高速公路市场化运行十分不利，对监管和养护施工是不利的。主要体现在职责分工不清、监管交叉和不到位，不能够提升工作效率，单位中没有活力与竞争力，使养护工作的整体水平受到影响。

6.2 较低的养护机械化程度

工欲善其事，必先利其器。高路公路养护要求标准高，要提升养护技术和改变养护流程的一种直接、高效的模式即提升养护机械化程度。当前，云南省养护机械配套率缺乏，养护技术含量低。即使一些企业、监管一些路段由国外引入很多综合性养护机械，但实际上对机械的适应性较差，对机械化的应用不足，运用的频率较低，存在设备闲置的情况。大部分养护作业依然运用手工作坊式进行生产组织，对国外已经存在的最新技术处于试验期，也无法进行大范围推广运用。

6.3 养护者的素质和素养低

养护者的素质和素养无法满足高速公路养护的合理化和现代化水平要求。养护管理者专业技术水平较低，学习和掌握新技术、新材料、新工艺的能力差。同时，养护技术工作者占比不到30%，让养护管理的质量与水平受到影响。

7 高速公路养护发展解决策略

根据系统理论，公路养护管理是公路建设的延伸与发展，对公路的运用功能具有十分重要的保障作用。在新背景下，对云南地区高速公路养护提出更高的要求，针对当前出现的问题，一定要引起充分重视，从而逐渐解决各种问题。

7.1 公路交通管理单位和公路养护施工单位分离

在市场经济背景下，公路交通管理单位具体职责就是确定相关方案，组织执法监督，为公路安全运输市场提供公正的市场竞争环境，把公路养护施工企业推到市场中，让养护单位进行企业化管理，变成独立经营发展的企业法人，让公路养护领域走上规模运营的集约化发展道路。故此，公路施工和公路养护运营管理应形成一定的策略模式，让公路养护管理工作进一步发展。

7.2 构建规范有顺序的公路养护市场

根据交通运输单位的相关规定，公路养护工作必须是在具有相关正规手续与资质的单位下进行选择，根据资质情况参加对应等级的公路养护市场竞争，在公平的氛围中通过公开招标的方式竞争各种规模、等级的公路养护工程，中标单位应自主接受公路交通管理单位对该工程的监管。

7.3 提高公路养护企业的专业水准

①在进行公路养护时应科学分工，按照施工者技术特征建立专门的路面养护、桥梁养护、绿化养护、公路附属设备养护等专业队伍。②对养护公路和桥梁要制定相应的方案，从而在发现问题时能及时处理每种问题与隐患，确保交通更加通畅和舒适。③要确定养护施工队伍的责任范围，抽调的技术过硬的人员组建质量检查小组，按照规定时间开展现场质量检查，制定通报机制，建立奖惩制度并加以落实，同时形成淘汰制度。

7.4 提高公路养护技术

在科技迅速发展的时代下，传统公路养护策略在能源、资源消耗和养护效率上已经落后，无法与当前先进技术水平和技术进步要求相符合，需要我们在公路养护策略、理念、方法方式等都要与时俱进，做出相应改进和提高。故此，公路养护企业要结合自己养护专业方向、队伍状况、实力、资质等情况，以节能、降耗、减排为目的，淘汰一些和工作情况脱节的滞后技术，形成低碳和绿色发展的道路。并根据资金或实力分批次、分时间段引入先进适用的机械化养护设施，掌握节能和环保养护技术并加以推广，从而进一步提升企业养护技术水平，促进企业公路养护效率。