探討瀝青路面預防性養護材料的開發及技術性能研究

于慶國 張寶鑫

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2109-5042-1042

摘? 要：伴隨我國瀝青路面預防性養護技術的不斷進步，當前行業的預防養護技術正面臨著預防性材料不足的難題，尤其是缺乏快速型以及環保類養護瀝青路面材料。瀝青路面預防養護材料使用性能及其施工工藝的好壞，對公路養護使用周期和投資方面有著直接的影響。交通運輸部自頒布“十二五”發展計劃以來，強調對瀝青路面進行科學養護，強化預防養護新材料、新技術、新設備的研究，推廣低碳環保、節能養護技術的運用，從而實現標準化成套技術系統的形成，提升瀝青路面的養護水平。基于此，該文主要分析瀝青公路路面開發預防性養護材料以及技術性能。

關鍵詞：瀝青路面? ?預防性養護材料? ?開發? ?技術性能

中圖分類號：U416? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）09（a）-0047-03

Research on Development and Technical Performance of Preventive Maintenance Materials for Asphalt Pavement

YU Qingguo1? ?ZHANG Baoxin2

（1.China Highway Engineering Consulting Corporation， Beijing， 100089 China; 2. Highway Maintenance Testing Technology Co.， Ltd.， China Highway Engineering Consulting Corporation， Beijing， 100089 China）

Abstract： Along with the continuous progress of preventive maintenance technology of asphalt pavement in China， the current preventive maintenance technology of the industry is facing the problem of insufficient preventive materials， especially the lack of rapid and environmental protection maintenance asphalt pavement materials. The performance of asphalt pavement preventive maintenance materials and their construction technology have a direct impact on the service cycle and investment of highway maintenance. Since the promulgation of the "12th Five-year" Plan， the Ministry of Transportation has emphasized the scientific maintenance of asphalt pavements， strengthened the research of new materials， new technologies and new equipment for preventive maintenance， and promoted the use of low-carbon environmental protection and energy-saving maintenance technologies， so as to realize the formation of a standardized set of technical systems and improve the maintenance level of asphalt pavements. Based on this， the paper mainly analyzes the development of preventive maintenance materials and technical performance of asphalt pavements.

Key Words： Asphalt pavement; Preventive maintenance materials; Development; Technical performance

自從我國公路建設加速發展以后，國內公路的建設高峰和養護高峰開始在重合期介入，這就增加了養護工作的任務負重。各部門對于養護公路工程的重要性深層認識、怎樣提升公路養護的操作水平，變成擺在道路管理部門面前急需處理的問題。此外，養護資金不足與公路服務水平退化發生沖突，如何處理好此類沖突，使用有效資金營造出最大化養護收益，成為道路管理部迫切處理的一大難題[1]。預防性養護屬于公路大量資金實現增保值的最佳手段，在上述問題的處理方面，彰顯出潛在優勢。作為一種新型養護道路理念，公路預防養護深受業界的高度關注，并得到了切實的推廣運用。

1? 瀝青路面灌封材料的現狀分析

瀝青路面的裂縫修補需要對縱向、橫向、反射、塊狀這4種裂縫進行針對性處理，裂縫的修補材料有加熱型、傳統型、貼縫型、常溫型這4種，傳統修補材料應用方便，采用的材料包括乳化瀝青、改性瀝青、橡膠瀝青、改性乳化瀝青、瀝青等。加熱修補材料經常在高等瀝青路面的施工中運用，還能在水泥路面上使用，通常使用橡膠類瀝青材料[2]。常溫修補材料常在新建路面的接縫中運用，但不適合在裂縫中滲入，通常使用的材料包括有機硅、聚硫、聚氨酯等。貼縫修補材料通常在填縫、壓縫、貼縫中使用。

2? 灌縫膠性能的評價方法

瀝青路面的灌封技術屬于最佳預防養護方法，已經在國外養護道路作業中推廣運用，在中國，也深受諸多道路管理部門的關注。一般灌縫膠技術會使用改性瀝青的高分子聚合材料，具體使用中使用熱施工方式。通常而言，灌縫膠應該具備和瀝青混凝土縫壁較強粘結性、高溫不會流淌、不會粘輪、低溫不會脆裂等功能。國外具備相對完善的成套灌縫膠性能的評價系統與技術標準，但其在國內的實用性與合理性仍需做深入探討。

3? 橡膠瀝青灌縫膠產品的開發以及技術性能分析

3.1 瀝青路面的裂縫分類

瀝青路面上的裂縫是一種常見病害，我國按照諸多分類方式對其類型進行了分類及分析。據相關報道顯示，裂縫分類適合在瀝青路面的使用性能調研分析，不適合在修補瀝青路面裂縫中使用，因其分類標準只局限于裂縫的表面，尚未將路面裂縫的產生因素明確呈現。與我國研究實況相結合，可將裂縫分成荷載裂縫與非荷載裂縫兩種。荷載裂縫是因行車荷載產生的，如路面整體的設計不合理，導致路面整體的強度不足[3]。此外，超載汽車、施工質量不達標、道路長時間使用中瀝青發生老化等原因皆為瀝青路面上的荷載裂縫。非荷載裂縫即瀝青路面溫縮產生的裂縫、半剛性基層反射性裂縫。

3.2 開發新型灌縫膠

3.2.1 橡膠粉

橡膠粉通常是由舊輪胎與天然橡膠含量較高的膠屑組成，成分包括灰分與炭黑、丙酮抽出物、橡膠聚合物等，橡膠粉根據輪胎的來源分成斜交胎橡膠粉與子午胎橡膠粉兩種;如果根據膠粉顆粒可以分成0.5～1.5 mm粗膠粉、0.3～0.5 mm細膠粉、0.075～0.3 mm微細膠粉、低于0.075 mm的超細膠粉。一般狀況下，常溫生產出來的膠粉很粗，冷凍會生產出比較細的膠粉。

3.2.2 聚合物改性劑

聚合物改性劑類型繁瑣，總結起來通常可以分成三類，即樹脂類、橡膠類、熱塑性。熱塑性材料中SBS、SBR就是橡膠材料，樹脂類材料中給乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯就是樹脂類材料。

3.2.3 成膜劑

成膜劑發揮著讓聚合物改性瀝青的灌縫膠中維持油分的作用，可以長時間維持碳塑性與持塑性，讓灌縫膠的表層固結不會輕易揮發。在這里油分通常微瀝青與軟化劑當中的油分。當前市場上成膜技術類別繁多，其中大部分以含量不飽和的動植物油為主[4]。

3.2.4 軟化劑

軟化劑主要作用為提升灌縫膠柔韌度、粘彈性、可塑性。換而言之，即用其提升灌縫膠與低溫情況下變形力。一般選用石油系列柔化劑，其作為加油石油流程中的產物，具體包含煤焦油、變壓油、機械油、六線油等類型。

3.3 橡膠類瀝青灌縫膠的實用性以及施工技術

橡膠類瀝青灌縫膠的施工技術如下。

3.3.1 裂縫開槽

沿裂縫開一條凹槽的目標在于為正處于開裂與合攏裂縫提供足夠的空間，讓裂縫中填入的灌縫膠不會受拉力、壓應力作用以及受到交通荷載方面的損害。在這里值得注意，針對因溫度變化出現的水平位移大裂縫需要開槽灌封進行修補，以此來滿足由于水平位移讓灌封材料所受的應力作用。針對微小裂縫與沒有成熟的裂縫，隨溫度變化，這個裂縫可能會自己合攏，這時進行開槽灌縫并不合理。所以，對于這種裂縫無須開槽灌縫，可以免去開槽步驟，直接開展清理裂縫操作[5]。此外，針對一些不會形成水平位移的縱向裂縫在進行灌縫修補過程中，要想省時、省費用，可以考慮不開槽作業。針對這種裂縫即便未進行開槽灌縫修補，也會收獲比較滿意的效果。

3.3.2 清理

在修補裂縫時，不管開槽或未開槽，裂縫當中都會具有碎屑、雜物以及灰塵，開槽作業需要在施工上道環節開展中在裂縫槽中產生殘渣，這里提出了對這些殘渣與灰塵進行全面清理的要求，以確保灌縫膠和縫壁之間并無雜物，確保其穩定粘結，若是未對裂縫壁進行全面清理，容易造成本身和灌縫膠材料粘附性降低，并導致灌縫膠材料發生脫出產生粘結無效。一般使用壓縮空氣方式或鋼絲刷對裂縫進行清理，偶爾為了避免灌縫膠在裂縫槽中灌入中，由于周邊溫度較低而對其本身性能產生影響時，可選用對灌縫槽提前預熱的方式，使用熱空氣噴槍工具。

3.3.3 灌縫

加熱橡膠類瀝青灌縫膠處理至其灌入溫度，使用灌縫設備帶刮平器壓力噴頭在裂縫槽內均勻灌入灌縫膠。此外，為確保灌縫膠在切實灌入中溫度不會下降，需在灌縫膠出料口處裝置一個加熱設備。通常包括貼縫灌入與針式灌入兩種[6]。在這里需要注意，每一條裂縫灌入灌縫膠都要保證持續不間斷地灌入，不然會對灌縫膠性能方面造成影響，若是裂縫尚未被完全填充，需及時開展二次灌縫。

4? 結語

總之，瀝青路面的預防性養護材料在我國處于剛起步階段，尚未獲得充分落實與發展，所以未來道路管理工作者應將貫徹預防性路面養護觀念作為養護道路工作中的主要任務。針對不同路面與損壞型需選擇不同養護方法，只有積極開發預防性養護材料，才能提升瀝青路面的養護效率，從而為我國交通安全提供保障。

參考文獻

[1] 王晉.瀝青路面預防性養護材料的開發及技術性能研究[J].產業科技創新，2019，1（22）：59-60.

[2] 石玥茹.公路瀝青路面預防性養護材料的試驗及應用研究核心探究[J].中國建材科技，2019，164（2）：100-101.

[3] 閆晨，朱振祥，李燕，等.高速公路瀝青路面預防性養護指標及措施決策研究[J].土木工程，2020，9（2）：11.

[4] 蘇衛國，戴民松.基于瀝青路面使用性能衰變規律的高速公路預防性養護計劃研究[J].公路工程，2020，45（5）：178-183.

[5] 林科杰，彌海晨，向豪，等.瀝青路面快速修復用單組分樹脂冷補料性能研究[J].硅酸鹽通報，2020，39（5）：238-246.

[6] 姚海星.基于路面實際工作溫度的瀝青混合料路用性能研究[J].公路，2020（8）：6-11.