摘 要: 通过高速公路沥青路面预防性养护的实例，对雷诺锋雾状封层、精细磨耗层和超薄磨耗层罩面三种常用的预防性养护措施采用探地雷达( GPR)等方式进行检测试验，提出各种预防性养护措施的使用范围和注意事项，以提高沥青路面预防性养护的效果。
关键词: 沥青路面; 预防性养护; 探地雷达; 试验检测; 适用性
高速公路沥青路面养护分为3类:预防性、经常性和周期性养护，其中道路预防性养护(PreventiveMaintenance)的概念是美国于20世纪90年代提出的，其被定义为:在公路寿命期内，为了保证路况良好、延长公路寿命并将寿命周期内养护成本降到最低而应用一系列的预防性养护措施的系统过程。
高速公路沥青路面预防性养护在我国起步较晚，法规和标准规范滞后和不配套，可操作性不强。2001年，交通运输部标准《JTJ073.2－2001公路沥青路面养护技术规范》提出了预防性养护概念，仅对季节性预防养护提出要求，未对预防性养护的措施作具体规定。
，上海市市政工程管理局发布了《SZ－G－D01–公路沥青路面预养护技术规程》(简称《规程》)，定义路面预防性养护是在路面结构强度足够、路面状况尚好时对路面有计划地实施养护措施，以达到保持或提高路面使用年限、延长路面使用寿命和减少路面周期养护费用的目的，简称(PPM)，这可能是我国最早以地方行业标准形式出现的定义。《规程》对公路沥青路面面层预防性养护措施的类型定义为:稀浆封层、微表处、碎石封层、复合封层、薄层热拌沥青混凝土罩面、灌缝或封缝、雾状封层、沥青再生等，并对预防性养护措施选择方法作了规定。，上海市地方标准《DB31/T489－公路路面养护技术规范》发布，废止了《规程》，同时对沥青路面预防性养护措施选择方法作了规定:当沥青路面的PSSI符合养护规定值，PCI、ＲQI，ＲDI、SＲI中某个分项评价指标接近养护规定值时，应根据路面的主导损坏类型及严重程度、公路等级和交通量等因素，采取针对性的预防性养护措施，以延缓该项指标进一步衰减。，陕西省地方标准《DB61/T978－沥青再生处治预养护应用技术规程》发布。
由于对各种预防性养护措施的机理、工艺、应用范围及其所达到的效果不甚清楚，对恰当的时间、合适的路面、采取正确的措施不明确，极易发生措施不明、方法不当、产生浪费等问题，既达不到预期的目的，又浪费了经费，并有可能产生不良的社会影响。
浙江省某高速公路沥青路面采用雷诺锋雾状封层、精细磨耗层和超薄磨耗层罩面三种预养护措施分别进行了预防性养护试验，对三种预防性养护措施路段进行检测，并作适用性分析，为沥青路面预防性养护工作提供参考意见，以提高高速公路预防性养护质量和节约养护费用，发挥沥青路面预防性养护方法的经济效益和社会效益。
三种预防性养护措施试验路段
三种预防性养护措施
(1)雷诺锋雾状封层
雷诺锋路面雾状封层养护材料由英国ASI公司开发，是一种渗透型的高速公路路面养护封层材料，它是完全由有机材化工材料组成，富含天然岩沥青，渗透至表面沥青层，对沥青中的粘结剂提供一层坚固的保护膜，从而使上面层与骨料更有效的加固和粘合，并激活原来的沥青质，改善沥青质的针入度、软化点，粘结性。雷诺锋粘结剂在路面喷涂后，密封表面水的进入，并且更好的保留基本树脂与精油，对表面沥青层进行抗氧化保护，使其不会进一步恶化，从而提高路面的抗磨耗性能、抗剥离性能和抗渗水性能，进一步延长路面的使用寿命。
雷诺锋预防性养护施工使用专用的洒布车，实现了粘结剂和金刚砂的同步施工(图1)。金刚砂材料主要作用是保证开放交通初期，经雷诺峰处治的沥青路面保持良好地摩阻力，并在行车作用下将表面的雷诺锋材料逐步地压实，随后镶嵌在雷诺锋粘结剂内;雷诺锋功能发挥后金刚砂将随着车辆的碾压逐步被带走而消散。雷诺锋粘结剂洒布后不用压路机碾压，一般洒布半小时后就不怕下雨淋，包括路面清理和交通封道工作在内，至多两小时就可开放交通。9月，宁波交通工程建设集团有限公司第一次从英国引入该技术，目前国内推广应用较为广泛。
(2)精细磨耗层
精细磨耗层是把(改性)乳化沥青、0～6mm集料、填料、水、纤维、添加剂等按一定比例拌和形成的浆状混合物，快速摊铺到洒布粘层油后的路面上，形成6mm左右的铺层，在1小时内能够开放交通的(按照常温25℃左右)高级表面功能层。，精细磨耗层为河南省某公司提出并推广应用(图2)。
(3)超薄磨耗层
超薄磨耗层即为超薄沥青混凝土面层，是指将间断级配热拌沥青混合料与乳化沥青相结合，采用特殊机械同步完成乳化沥青洒布与沥青混合料的摊铺并用压路机碾压成型的单层沥青混合料，厚度一般为15～20mm。
试验路段
雷诺锋预防性养护措施试验历时5年，精细磨耗层2年次，超薄磨耗层2年次，三种预防性养护措施试验路段见表1。
综合检测
探地雷达(GPR)测试
(1)检测方法
采用探地雷达(GPR)按“车载快速测试+人工加密测试”和“雨季前后对比测试+局部取芯验证”相结合的方法:雷达车载快速测试确定病害区域，对该区域人工加密测试;雨季前后测试放大病害问题，现场局部取芯验证病害，据此识别沥青路面病害等级，为分析评价预防性养护路面封水效果提供技术依据。
图3分别是车载和加密测试测线布置图，图4为车载快速测试(v＜20km/h)、人工加密测试和取芯验证。
(2)GPR的水损害检测原理
探地雷达检测方法是基于电磁波在不同介质中的传播特性。电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率μ和介电常数ε，前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中的传播速度。不同的地质体( 物体) 具有不同的电性，因此，当发射天线发射的高频电磁波遇到介电常数不同的界面时，都会产生反射回波，根据接收天线接收到反射回波的时间和形式，能够确定反射界面的距离及判定反射体的可能性质( 图5) 。
沥青路面中的物料介电常数ε如表2所示，由表可知水(ε=81)与沥青材料(ε=3～5)的介电常数差异较大，故通过GPR方法能够检测到沥青路面的水损害病害区域及其病害深度。
(3)局部破损性验证试验
探地雷达检测结果表明K1470+801沥青铺装层下5cm处存在强反射，根据GPＲ图谱判断该区域的病害为含水，雷达图谱如图6(a)所示，为验证判断结果，进行现场路面取芯验证(图6(b))，试验结果表明雷达检测结果与道路实际状况呈现高度一致性。该区域为蓄水状态。
(4)隐性病害图谱分类
为评价路面病害程度和利于沥青路面病害的整治，对含水病害等级进行分类，分类依据如下:
(1)严重(图7)
①10cm深度含水;
②或者5cm含水且含水长度＞1m;
③或者5cm处含水且表面唧浆。
(2)一般(图8)
含水深度为5cm病害:一般，长度＜1m。
常规检测
(1)检测内容。常规检测主要为路面渗水系数测定、摩擦系数测定(摆式摩擦系数测试仪)、构造深度测试(手工铺砂法)。
(2)检测点布置。在同一行车方向的相邻区域路面，以不同养护年份分类，对代表性桥面进行实验或取芯(图9)。靠近中央隔离带路面A点(红色点)为预养护路面的标准参考点，因为该区域不会受到行车载荷的影响，保留原始预防性养护路段的特征;第1或者第3车道的左右轮迹线的B点(蓝色点)为预防性养护路段性能分析的测试点，A，B点实验指标的横向对比用于衡量养护效果，各养护年限B点试验指标纵向对比用于衡量预养护效果随养护时间的变化。每处试验点平行进行3组测试，同时对比测试相邻未养护段。
检测试验结果
雷诺锋预防性养护
共检测出经过雷诺锋预防性养护路段病害区域:9处，7处，5处，3处，2处，可见，经雷诺锋预防性养护之后，离处治年份越近路面病害越少，路面质量显著提高，但随着处治后年份的增长，累计病害区域有所增多。常规检测指标良好。
同时，经雷诺锋预防性养护后路面渗水系数远小于未经雷诺锋预防性养护路段，可见雷诺锋预防性养护措施封水效果较好，可延长路面的使用寿命。从逐年养护投资情况看，雷诺锋预防性养护路段初次投资之后几年内不必再进行养护，而未经雷诺锋预防性养护路段每年都需要进行养护投资，同时，雷诺锋预防性养护时间越早效果越佳。
精细磨耗层预防性养护
精细磨耗层采用车载快速测量方式，测量结果表明精细磨耗层使用效果良好，未出现明显病害;但宏观构造深度较小，不利于路面的抗滑性，尤其在有雨的情况下，宏观构造深度不足，无法为雨水提供排除通道，而在路面表面形成水膜。
施工的精细磨耗层，测得渗水系数为33.3，未经养护的路面渗水系数为29.3;施工的的精细磨耗层，测得渗水系数为27.2，未经养护的路面渗水系数为26.6。表明精细磨耗层预防性养护措施对于路面封水效果不尽理想。
超薄磨耗层
超薄磨耗层处治路段检测结果:施工的渗水系数为24.3，未经养护的路面渗水系数为30.1;施工的超薄磨耗层养护路段渗水系数为20.7，未经养护的路面渗水系数为29.3;超薄磨耗层预防性养护措施对于路面封水、防治路面水损害有一定的效果。
、施工的超薄磨耗层预养护路面与未养护路面进行路面构造深度和摩擦力系数试验结果变化不大，效果不明显;超薄磨耗层路段路面出现不少剥落、裂缝病和破碎现象，可见超薄磨耗层不利于路面结构整体性受力而破碎(图10)。
三种预防性养护措施适用性分析
(1)逐年养护费用和总费用结果表明，进行雷诺锋、精细磨耗层和超薄磨耗层预防性养护路段总费用高于相邻未做防性养护路段，雷诺锋、精细磨耗层和超薄磨耗层预防性养护单价分别为30元/m^2、21元/m^2和27元/m^2。
(2)3种预养护方法对路面养护均有一定的效果，但存在初期投入成本过大，高于相邻路面的后期养护费用。
(3)3种预防性养护措施适用路段见表3。
结语
(1)通过对雷诺锋雾状封层、精细磨耗层和超薄磨耗层罩面3种预养护措施分别进行的沥青路面预防性养护试验检测及分析，初步总结了3种预防性养护措施的适用性，根据不同路段的实际情况采用不同的沥青路面预防性养护措施，取得了一定的效果。
(2)雷诺锋预防性养护措施封水效果显著，且使用时间越早效果越明显;同时，雷诺锋预防性养护措施单价虽然高于精细磨耗层和超薄磨耗层，但在重交通轴载的荷载使用情况良好，预防性养护后路面一般可维持3～5年，重载+高温耦合作用可维持2～3年，初期投入费用在后期养护中发挥了效益，这与文献［5］的结果基本吻合。
(3)在原路面具有足够的强度和足够的刚度且路段状况较好时，精细磨耗层和超薄磨耗层有一定的效果，虽然精细磨耗层和超薄磨耗层初期投入比雷诺锋预防性养护措施小，但难以承受重交通轴载的荷载，选取预防性养护路段时需综合考虑。
参考文献:
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