綠色環保新材料在道路預防性養護行業中的應用前景分析

周亞軍

（山西省交通科技研發有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

道路預防性養護是指在不增加路面結構承載力的前提下，對結構完好的路面或附屬設施有計劃地采取有效的養護措施，達到避免損壞、保持或改進道路功能狀況，延長道路使用壽命的目的。隨著我國科技的發展，越來越多的新材料被應用于道路預防性養護施工，同時在綠色環保理念下，綠色環保新材料也逐漸得到了廣泛應用。應用這類材料不僅能達到道路預防性養護目標，保證道路使用安全，而且能有效減少施工過程中對環境造成的污染，可有效提升道路預防性養護工程的經濟效益、社會效益和環境效益。

1 預防性養護含義

1.1 預防性養護的概念

不同于傳統意義上的道路維修，預防性養護是具有強制意義的養護方式，需要相關工作人員在固定時間對道路進行相應的檢查，排查道路長期使用中出現的各種安全問題，并及時解決，避免問題蔓延，對道路產生更嚴重的危害。

同時，預防性養護有一定的周期性，這就需要立足道路所處地域、環境等因素，進一步確定道路養護的時間間隔以及在進行預防性養護中需要使用的監測技術。相較于傳統的道路養護方式，預防性養護在經濟成本上具備一定的優勢，且該工作也能為后期道路維修提供足夠的參考。目前，我國普遍采用的道路預防性養護方法是矯正養護，但此方法存在一定的局限性——只能養護某些特定道路，且無法及時排除道路中的部分安全問題[1]。

1.2 預防性養護需求

首先，想要提升道路的整體質量，就要定期對道路進行檢查，同時要求工作人員通過檢查，對道路橋梁的安全隱患及其整體結構有足夠的了解，獲取數據，對道路狀況進行合理的分析，針對性地設計道路預防性養護方案，并為以后的養護施工提供數據支撐。其次，道路預防性養護工作人員要不斷學習新的養護技術，同時重視計算機等技術的應用，從而有效提高道路數據分析的準確性和高效性，不斷提高道路預防性養護水平。再次，提升對道路預防性養護的重視度，相較于傳統技術，預防性養護技術屬于新興技術，在國內發展與應用的時間有限，且預防性養護的表面效果并不明顯，所以相關部門并不重視預防性養護技術，這就需要養護施工企業做好相關部門的工作，使其能夠關注預防性養護技術，投入足夠的資金，不斷發展和完善相關技術。最后，在道路預防性養護過程中，相關工作人員要關注季節變化，不同季節的外部環境截然不同，預防性養護的內容和目的也存在一定的差異。例如，冬季道路預防性養護的主要內容是排除積水，避免水結冰對道路結構產生破壞；夏季的道路預防性養護內容也包括排除積水，但目的是避免積水對道路產生腐蝕，降低道路的穩定性[2]。

2 道路預防性養護行業發展情況

目前，在我國的道路事業中，道路養護的重要性甚至已經超過了新道路建設。而且，隨著我國科技的快速進步，相關的道路養護理念及技術亦在不斷更新。目前，我國瀝青路面養護采用的方法有霧封層、再生封層、薄層罩面等。這些養護方法在材料、技術、工藝、區域等方面的要求較高，尤其是微表處、薄層罩面等技術。

隨著我國對環保要求的逐漸提高，道路預防性養護工作也需要不斷提升綠色環保意識，所以在瀝青路面沒有出現問題時，道路養護單位就需要采用性能比較好的封層材料對道路進行預防性養護。目前，霧封層技術采用的材料基本是乳化瀝青、改性乳化瀝青等，該技術的應用主要針對的是路面出現開裂、滲水等情況，同時也可以通過物理方式填上裂縫，實現路面的封閉和養護。雖然這種養護方式成本比較低，但預防道路出現問題的效果有限，針對這些道路病害的預防效果時間有限，而且也會造成路面不抗滑、耐久性不足的問題，所以滿足不了當下對道路養護的要求。因此，瀝青路面預防性養護未來的發展，仍舊集中在材料、工藝、設備這三個領域。隨著新技術、設備、材料的革新，出現了改性環氧瀝青代替以前的霧封層技術使用的材料，而且在工藝方面也有了一定的改進，補充了乳化瀝青、改性乳化瀝青在材料方面的缺陷，實現了有效針對瀝青路面早期病害的預防[3]。

3 道路預防性養護特點

3.1 延長道路使用壽命

道路預防性養護能夠有效提升道路橋梁的使用壽命。預防性養護不僅能夠有效提高道路打磨周期、時間，鞏固道路基礎的堅固性，也能讓道路一直處于最佳狀態，延長道路使用壽命，降低道路使用成本。

3.2 加強道路養護主動性

道路預防性養護是對公路橋梁進行長期性的養護，從道路建成到最后的廢棄，都需要相關的道路養護部門貫穿道路使用時間的始末，而且要在該工作的基礎上提升道路耐用性以及道路的使用效率[4]。

道路路面的養護工作具備很強的流動性、突然性。一般道路在運營中，會因為車輛載重壓迫路面，導致路面出現部分破損，這種破壞比較突然，發展過程也是階段性的。所以，要提升道路使用壽命，就需要不斷強化路面管理監管，及時發現、處理路面出現的問題，避免路面小病害逐漸發展成為大病害，最終導致安全事故。

另外，瀝青道路在不同季節會出現不同問題，所以不同季節使用的預防性維護方式也各有不同，同時需要對具體問題進行具體分析、解決，才能做好道路的預防性養護。

道路橋梁對養護技術的要求也較高，所以需要專業能力比較強的工作人員，而且整個養護工作內容還要進行細分化，因為道路維護工作中涉及物理、化學、管理等多個領域的專業知識。所以，道路預防性養護工作不僅需要專業人才、專業設備的參與，還要將不同的工作內容根據需求進行細化分工，這樣才能保障道路預防性維護工作切實落實，促使道路預防性養護的長遠發展[5]。

4 道路橋梁預防性養護措施

在交通系統中，橋梁是不可或缺的組成部分，而道路橋梁預防性養護直接關系著交通系統運行的穩定性，其涉及的結構比較復雜，所以針對道路橋梁養護措施分為上部結構、橋面、下部結構三個部分。

4.1 道路橋梁上部預防性養護措施

橋梁上部結構的預防性養護內容，包含碳化部位、鋼筋銹蝕、支座等。一般而言，普通混凝土在使用過程中，確定好品種、水灰比，就能極大減少問題的發生。而對于已經出現碳化的部位或者結構，則需要做好除銹工作。如果部分結構碳化程度過深，那么就需要將這部分結構拆除、重建。如果出現小裂縫，則可以將環氧樹脂注入其中并進行封閉處理；如果出現的裂縫比較大，那么就需要分析大裂縫產生的原因，之后才能考慮裂縫的處理方式。為了避免鋼筋在后期使用中出現問題，就需要在設計環節設置一定的保護層，同時確保在施工環節其他含有氯離子的材料對鋼筋的影響降到最低，并且在施工過程中摻入一定量的阻銹劑。支座的預防性養護，一般是做好日常支座檢查，避免支座周邊堆積垃圾，如果支座出現錯位、變形等征兆，那么養護工作部門要重視這些情況[6]。

4.2 橋面預防性養護

在橋梁結構中，橋面是直接與車輛、人流接觸的部分，所以非常容易被磨損。另外，橋面和自然環境的接觸面大，會受到光照、雨雪、污染物等的腐蝕。所以，橋面的預防性養護要使用優質混凝土材料以及鋼筋，從而提升橋面的抗腐蝕性。另外在日常養護當中也要做好橋面的清潔、修復，及時清理橋面積水、積雪以及橋面堆積的垃圾，確保橋梁排水系統能夠正常運行，避免橋面被雨水侵蝕。

4.3 道路橋梁下部結構預防性養護

在橋梁下部結構中，預防性養護涉及的工作內容有封閉橋臺裂縫、加固基礎、增加防撞設施等。對橋梁整體而言，下部結構是支撐橋梁的主體，如果橋梁下部結構出現嚴重損傷，就會產生非常致命的安全隱患。因為橋梁下部結構一旦出現問題，那么橋梁上部結構、橋面則直接失去支撐，此時橋梁必須立即停用。下部結構修復難度非常大，甚至可能拆除橋梁進行重建。橋梁下部結構的穩定性依靠設計以及施工過程中對橋梁現場的勘察和計算的精密性，所以在后期養護維修的過程中，盡量不要對橋梁下部結構進行修復，如果橋梁使用過程中出現問題，應盡量采用注漿加固或者加設防撞結構等方式[7]。

5 道路預防性養護新技術

隨著我國改性環氧膠黏劑相關技術的不斷發展，該技術在建筑、橋梁領域的應用已經非常廣泛，延伸出了包含混凝土修補、原建筑加固、橋梁修復等工藝。

在瀝青路面進行精細化表面處理的技術叫做精表處，也就是在使用同步碎石封層技術上，融入含砂霧封層、微表處等多種技術。該技術的使用方式是通過同步車將環氧瀝青養護劑噴到原本的瀝青路面上，經過滲透和吸附，逐漸彌合路面裂縫，同時配合精砂和其他材料，利用環氧固化化學反應，在瀝青路面形成耐磨、抗滑的保護膜，完成道路的養護。這個過程中使用的原材料就是典型環氧膠黏劑，向下滲透路面縫隙，形成防水層，向上黏合不同的集料，形成耐磨層。該技術的主要特點是立足微表處技術加入環氧體系材料的黏附性、耐磨性，融合多種技術的優勢，解決當下養護材料黏性不足、耐久性差等問題。

6 綠色環保新材料的應用特點

雖然環氧膠黏劑在我國道路預防性養護當中具備多種優勢，但仍舊存在一定的缺陷。

首先，環氧膠黏劑的耐老化性能不足，固化物比較脆，而且在抗剝離、開裂、沖擊等方面比較差，需要使用瀝青、樹脂等提高其韌性。

其次，環氧膠黏劑黏稠度過大，而且一部分稀釋劑有毒性和刺激性，會對周邊環境和人員產生不良影響。

最后，對溫度過于敏感。在15oC 以下的環境當中，該材料活性下降，而且固化速度非常慢，影響施工質量和進度。

目前，紫外光固化膠黏劑是我國新興的綠色環保新材料，其主要原理是通過光引發劑在紫外光下，使材料中的不飽和有機單體發生聚合等化學反應，從而實現材料的快速固化。該材料具有低能耗、品質高、無污染等特點，而且已經被廣泛地應用在各個領域中。隨著對材料的不斷研究和技術工藝的改進創新，現在該材料已經成為非常有應用前景的材料，而且該材料的性能優勢也是其他膠黏劑所不能相比的。

首先，黏結范圍大。該材料能夠實現多種材料的結構性黏結，其中包含金屬、玻璃、塑料等材料，而且黏結后的強度要高于基礎材料的強度，經過精表處技術后，能夠讓路面和集料具備很強的黏結力，從而有效加強路面的抗滑、耐磨、耐久等性能。

其次，該材料安全環保。該材料的環氧稀釋劑屬于無溶劑型材料，能夠百分百固化，固化過程中放熱小，不會對周邊的環境產生污染，也不會影響周邊居民生活，能夠推動精表處技術在全國范圍內快速推廣。

最后，該材料固化速度快。在紫外線照射下，該材料能夠快速固化，也能縮短在低溫環境下精表處施工時間，甚至可以在夜間施工。通過人工紫外線照射加快材料固化，極大地擴展了精表處技術的施工地域、時間等。所以，紫外光固化膠黏劑在道路預防性養護行業中的應用前景非常光明，也是該行業材料未來發展的主流方向。

7 結語

綜上所述，隨著我國綠色環保理念的深入實踐，綠色環保新材料在道路預防性養護領域中的應用已經成為時代發展的必然。新材料的出現，必然能夠有效推動道路預防性養護領域的創新發展，只有深入了解、掌握新材料的特性以及新材料的使用工藝等，才能充分發揮材料優勢，提升道路預防性養護工作的環保性，推動我國道路預防性養護行業的健康可持續發展。