瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的開(kāi)發(fā)及技術(shù)性能研究

鄭 凌

（福建省船政交通職業(yè)學(xué)院， 福建 福州 350000）

1 當(dāng)前道路現(xiàn)狀分析

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)就從未停止對(duì)交通道路的建設(shè)，從 1964年我國(guó)建設(shè)第一條高速公路開(kāi)始，截止 2001年，中國(guó)高速公路的總里程就已經(jīng)位居世界第二了，此時(shí)的高速公路總里程已達(dá)到1.9萬(wàn)公里。在2004年，中央國(guó)務(wù)院通過(guò)了《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》，并在2005年發(fā)布了“7918”工程，至此，中國(guó)全面展開(kāi)了交通運(yùn)輸?shù)缆方ㄔO(shè)。截止 2018年年底，中國(guó)高速公路總里程達(dá)到了14萬(wàn)千米，正式登上世界第一的寶座。

在這些建設(shè)好的高速公路中，75%以上都是由瀝青鋪設(shè)而成，因此，瀝青路面的養(yǎng)護(hù)直接影響著高速公路的質(zhì)量以及使用壽命。隨著道路建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)道路的養(yǎng)護(hù)任務(wù)也是越來(lái)越重了，因此，如何去提高道路養(yǎng)護(hù)的技術(shù)水平成了有關(guān)部門(mén)最關(guān)心的話題。

2 進(jìn)行道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的意義

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是針對(duì)已經(jīng)建設(shè)好的道路和道路的配套設(shè)施，盡可能的去減少道路被破壞的可能性或者將道路被破壞的時(shí)間延長(zhǎng)，并保持著道路應(yīng)有的功能狀態(tài)。采取這種措施雖然在道路建設(shè)初期會(huì)投入一定的資金，減少了后期養(yǎng)護(hù)時(shí)投入的資金。采用這種措施的出發(fā)點(diǎn)一是在不增加道路的承受力的情況下保持道路的良好狀況，延緩了道路被破壞的時(shí)間，二是可以根據(jù)不同路段采取不同的措施，提前計(jì)算好該路段的對(duì)應(yīng)養(yǎng)護(hù)資源，避免后期養(yǎng)護(hù)造成不必要的資源浪費(fèi)。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法，需要強(qiáng)調(diào)養(yǎng)護(hù)管理的主動(dòng)性以及合理性，爭(zhēng)取以最低的成本取得最大的效益，同時(shí)采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)也在修復(fù)路面依舊存在的功能性的一些對(duì)道路有害的一些隱患，同時(shí)也能保證延緩一部分的結(jié)構(gòu)損壞[1]。

《交通運(yùn)輸部“十二五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展規(guī)劃》要求全面推行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。在一定的成本控制下，針對(duì)我國(guó)的國(guó)情制定一系列的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)政策，研發(fā)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，規(guī)定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)將對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目資金列出以方便后期預(yù)算[2]。

3 瀝青路面新型灌封膠產(chǎn)品研發(fā)及技術(shù)性能研究

3.1 瀝青路面裂縫的分類

瀝青路面最常見(jiàn)的病害就是裂縫了，針對(duì)裂縫問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了很多的研究并對(duì)其進(jìn)行了分類。

這種裂縫的分類僅適用于對(duì)裂縫的外表狀態(tài)進(jìn)行分類，并沒(méi)有對(duì)產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行歸納，根據(jù)形成裂縫的原因又可以把裂縫分為兩大類即荷載型裂縫以及非荷載型裂縫，顧名思義，前者就是由于行車荷載產(chǎn)生的裂縫。比如，路面規(guī)劃不合理，從而路面整體強(qiáng)度不足而遭到破壞，又比如，當(dāng)汽車超過(guò)路面的承載重量上限，施工質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到要求或者瀝青路面年久之后路面老化的等問(wèn)題都會(huì)造成路面出現(xiàn)荷載型裂縫。而后者多半是由于溫度變化引起的伸縮裂縫，或者基層出現(xiàn)的反射型裂縫。大多數(shù)出現(xiàn)在路面上的裂縫都是荷載型裂縫。

3.2 裂縫修補(bǔ)材料分類

裂縫修補(bǔ)材料按照其特性可分為四大類：

3.2.1 傳統(tǒng)型

傳統(tǒng)型的材料大部分為乳化瀝青、橡膠瀝青以及瀝青瑪蹄脂等，這類材料最大的有點(diǎn)就是使用成本低廉，但他最大的缺點(diǎn)就是使用效果差，從而導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)成本極高。

3.2.2 加熱型

加熱型的材料主要是橡膠瀝青等，這種材料大多用于高等級(jí)瀝青路面，同時(shí)也可用于水泥路面，也是目前瀝青路面使用最多的瀝青。

3.2.3 常溫型

常溫型的材料主要有聚氨酯、聚硫以及有機(jī)硅等等，這類材料不是路面的主要鋪設(shè)材料，它一般在新建路面接縫的時(shí)候使用，不適合充分滲入裂縫。

3.2.4 貼縫型

貼縫型的材料主要是聚合防水膜以及聚丙烯機(jī)織物等，這是填補(bǔ)裂縫的常用材料，其主要用于填縫，貼縫以及壓縫等裂縫修補(bǔ)工作。

3.3 裂縫修補(bǔ)技術(shù)分類

裂縫的修補(bǔ)有很多種技術(shù)種類，不同的種類使用的材料不同，修補(bǔ)工藝也不同，所達(dá)到的效果也不同，因此，對(duì)于不同的路段產(chǎn)生的裂縫應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分析之后選擇不同的修補(bǔ)技術(shù)填補(bǔ)裂縫。

國(guó)外常用的修補(bǔ)技術(shù)是灌縫技術(shù)，這種技術(shù)需要對(duì)路面進(jìn)行開(kāi)槽，將裂縫清理干凈之后，然后把材料灌進(jìn)裂縫中進(jìn)行修補(bǔ)工作，這種修補(bǔ)技術(shù)需要用到專業(yè)級(jí)的設(shè)備及材料，屬于要求較高的修補(bǔ)技術(shù)。

由于國(guó)外的瀝青路面里程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國(guó)內(nèi)的路面里程，所以國(guó)外使用的修補(bǔ)技術(shù)不一定適用于國(guó)內(nèi)，所以國(guó)內(nèi)采用的修補(bǔ)技術(shù)大多為填縫技術(shù)，這種修理技術(shù)就沒(méi)有灌縫技術(shù)那么麻煩，它不需要開(kāi)槽，只需要將裂縫進(jìn)行簡(jiǎn)單的清理之后將材料填補(bǔ)在裂縫里即可，極大的節(jié)省了填補(bǔ)裂縫的工作時(shí)間，也節(jié)省了大量的物力人力資源。

還有一種技術(shù)是貼縫技術(shù)，這是近年來(lái)才興起的新技術(shù)，這種技術(shù)既不需要開(kāi)槽，也不需要清理裂縫，直接將材料填補(bǔ)在裂縫里，然后將裂縫與路面壓平即可，不過(guò)這種填補(bǔ)方法產(chǎn)生的效果是不如前兩種方法的[4]。

3.4 新型灌縫膠的研發(fā)

3.4.1 研發(fā)思路

橡膠瀝青灌封膠是一種由很多種化學(xué)材料融合而成的混合物，其主要成分有瀝青和橡膠粉，再配備一定比例的改性劑、成膜劑、軟化劑等等一系列的礦物填充物，而這些填充物的材料選擇性較高。

根據(jù)功能特性可將主要材料選用為以下類別：

瀝青：采用普通的重交瀝青，再根據(jù)實(shí)際情況添加一定量的軟瀝青或者硬瀝青。

橡膠粉：這種橡膠粉一般來(lái)自廢舊的輪胎或者高天然橡膠含量的橡膠屑，其根據(jù)不同生產(chǎn)溫度可分為常溫下的粗橡膠粉以及低溫下的細(xì)橡膠粉，可根據(jù)實(shí)際情況添加不同的橡膠粉。

采用成膜劑就是為了使橡膠瀝青灌封膠表面干結(jié)成膜讓橡膠瀝青灌封膠中的油分不易揮發(fā)，從而讓橡膠瀝青灌封膠的彈塑性得到保證。而軟化劑就是為了提高橡膠瀝青灌封膠的柔韌性，即其在不同環(huán)境下的變形能力。

3.4.2 技術(shù)研發(fā)步驟

按照技術(shù)研發(fā)思路，可將技術(shù)研發(fā)的步驟歸納為以下幾個(gè)步驟：

①初步篩選橡膠瀝青灌封膠的主要成分并確定基本使用材料

②初步擬定配備比例并著手制作橡膠瀝青灌封膠

③對(duì)制作出來(lái)的橡膠瀝青灌封膠的性能進(jìn)行測(cè)試并得出結(jié)論

④根據(jù)結(jié)論確認(rèn)出橡膠瀝青灌封膠所需要的具體材料

⑤根據(jù)所選出的材料以及得出的結(jié)論重新進(jìn)行材料配比

⑥將再次配比好的材料制作出新的橡膠瀝青灌封膠

⑦設(shè)立參照組

⑧對(duì)新的橡膠瀝青灌封膠進(jìn)行測(cè)試分析

⑨確定幾種具有良好性能的橡膠瀝青灌封膠的材料配比方案[3]

橡膠瀝青灌封膠的性能測(cè)試方法如圖所示：

3.4.3 橡膠瀝青灌封膠施工工藝

本篇文章研究的是加熱型的新型灌封膠，這種灌封膠在施工時(shí)對(duì)于灌入時(shí)的溫度控制要求較高，因?yàn)檫@種灌封膠的灌入溫度將直接影響到灌入的灌封膠的質(zhì)量以及與裂縫凹槽的粘合度，在灌入時(shí)，通常需要將溫度控制在180℃～200℃之間。

裂縫填補(bǔ)工作可歸納為以下四個(gè)步驟：

①開(kāi)槽

這填補(bǔ)裂縫之前對(duì)裂縫進(jìn)行開(kāi)槽的目的是為了將裂縫的空間擴(kuò)大，防止新填入的灌封膠材料會(huì)因?yàn)榱芽p邊緣即將開(kāi)裂或者合攏受到不應(yīng)有的拉伸力或者應(yīng)力作用，同時(shí)也是為了將灌封膠材料與瀝青路面充分粘合不至于發(fā)生荷載型破壞。

需要聲明的是，對(duì)于細(xì)小的裂縫（縫寬<6mm），是可以不用進(jìn)行開(kāi)槽處理的，因?yàn)檫@種裂縫可能會(huì)因?yàn)闅鉁氐淖兓匦潞蠑n，如果對(duì)這種裂縫進(jìn)行開(kāi)槽的話就會(huì)導(dǎo)致其整體結(jié)構(gòu)遭到破壞，因此對(duì)于此類裂縫，只需要將灌封膠材料填入其中即可。

對(duì)于寬裂縫（縫寬>6mm）的處理方法最好是需要進(jìn)行開(kāi)槽再處理，因?yàn)橐话愕膶捔芽p即便是溫度發(fā)生變化，他也不可能完全性的合攏，其內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)依然被破壞，因此在修補(bǔ)寬裂縫的時(shí)候應(yīng)該計(jì)算好需要開(kāi)槽的深度及寬度，使用專業(yè)級(jí)的開(kāi)槽機(jī)進(jìn)行開(kāi)槽。在開(kāi)槽的時(shí)候要注意，不要只對(duì)裂縫的長(zhǎng)度和深度進(jìn)行開(kāi)槽，還要對(duì)裂縫的側(cè)面進(jìn)行切割，將新的粘結(jié)面漏出來(lái)，這樣就可以使得橡膠瀝青灌封膠與原本的路面得到充分的粘結(jié)。

②清理

開(kāi)槽完畢之后，還需要對(duì)開(kāi)出來(lái)的凹槽進(jìn)行清理，將凹槽中的渣滓和細(xì)屑清理干凈，否則也會(huì)影響到灌封膠與路面的粘結(jié)度，嚴(yán)重的甚至?xí)辰Y(jié)失敗。

③灌縫

在灌縫之前，應(yīng)對(duì)開(kāi)出來(lái)的凹槽進(jìn)行預(yù)熱，然后將加熱好的灌封膠用灌封機(jī)均勻的灌入到裂縫槽里，同樣的，由于橡膠瀝青灌封膠對(duì)溫度的高度要求，為了防止在灌入過(guò)程中出現(xiàn)溫度下降的情況，應(yīng)當(dāng)在出料口加一道加熱裝置。

④養(yǎng)護(hù)

因?yàn)閯偣嗳氲墓喾饽z具有較高的溫度且仍然具有一定的粘著度，如果直接開(kāi)放通車，可能會(huì)有過(guò)往車輛將剛灌入的灌封膠粘著車輛輪胎上，導(dǎo)致剛填補(bǔ)好的裂縫再次出現(xiàn)。因此對(duì)于剛剛填補(bǔ)好的裂縫，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的溫度情況進(jìn)行不同時(shí)間的冷卻，為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，還可以在填補(bǔ)好的裂縫上撒上一些細(xì)砂，防止灌封膠與來(lái)往車輛的輪胎直接接觸[5]。

4 橡膠瀝青灌封膠的效益分析

橡膠瀝青灌封膠的主要成分橡膠粉，由于大部分是來(lái)自于廢舊的輪胎，因此對(duì)于多年來(lái)由于囤積的廢舊輪胎引起的“黑色污染”起到了削減作用。中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，走的是可持續(xù)發(fā)展道路，對(duì)廢舊輪胎的使用無(wú)疑是一項(xiàng)資源的再利用項(xiàng)目，而且是符合我國(guó)國(guó)情的一條可以堅(jiān)定執(zhí)行的道路，這在一定程度上也使得工程所需的成本大大降低，使項(xiàng)目部可以用有限的資金取得最大的效益。

5 結(jié)語(yǔ)

在公共交通設(shè)施建設(shè)過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些老化或者遭到人為的以及自然的一些破壞，所以在建設(shè)之前就應(yīng)當(dāng)考慮到這部分結(jié)果，并對(duì)該結(jié)果布置后續(xù)修復(fù)措施。

由于我國(guó)對(duì)于公共交通運(yùn)輸?shù)拇罅Πl(fā)展，位居世界第一的公路里程帶來(lái)的巨大的養(yǎng)護(hù)壓力和高額的養(yǎng)護(hù)成本，所以，對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行創(chuàng)新改善，研發(fā)新的養(yǎng)護(hù)材料，研究新的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，盡最大努力的降低養(yǎng)護(hù)成本和難度，盡可能的節(jié)省社會(huì)資源，促進(jìn)再生資源的利用是道路養(yǎng)護(hù)工程中應(yīng)當(dāng)時(shí)刻考慮的問(wèn)題。