瀝青路面預防性養護性能分析

欒斌

（煙臺市長島公路建設養護中心，山東煙臺 264000）

0 引言

在交通運輸領域中，瀝青路面的彈性變形性能非常明顯，可以為交通參與者帶來較舒服的出行體驗，而且當瀝青路面老化以后，只需進行適當的加工，瀝青材料仍可以循環利用，具備良好的經濟效益和環境效益。但是，瀝青路面很容易受到外部環境的影響，瀝青材料一旦處于高溫、低溫、強降水等環境中，就極易發生老化，導致基本性能下降，從而減少其實際使用壽命。而采取適當的預防性養護措施，可以很大程度地解決此問題，并能有效減少病害的發生，保證瀝青路面的正常運行。

1 瀝青路面預防性養護的重要性

隨著改革開放的深入，公路建設越來越受到國家的重視，各地都按照國家出臺的公路網絡規劃有關規定，加大了對公路設施的建設力度。在我國高速公路的施工中，有70%以上的高速公路都是用瀝青攤鋪而成，為確保高速公路的安全，降低各類事故的發生概率，必須加強對瀝青路面的預防性養護管理，延長瀝青路面的使用壽命。隨著我國公路事業的發展，對公路的預防性養護管理提出了更高的要求，必須研究新的技術，逐步改進現有的養護管理方式，以適應公路行業的發展要求。所謂預防性養護，即對已經完工的公路及相關設施展開有效的維護管理，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益的措施，以達到保養路面系統、延緩損壞、保持或改進路面性能的目的，確保公路的安全性和穩定性，為公路正常運營打下堅實的基礎[1]。

預防性養護是一種較為科學的管理方式，它能有效地保障道路的正常使用，并能獲得較大的經濟效益。然而，在實際的應用中，卻存在一些較為突出的問題，比如：預防性養護并不能減輕周圍環境對路面的影響；只可以延長道路的使用壽命，而不能提高路面的承載能力；在特殊的情況下，甚至有可能對路面造成更大的損壞[2]。因此，在施工建設中應強化對瀝青路面預防性養護管理的重視，合理規劃和安排工作的重心，保證基礎方式的科學化和合理性，避免對公路造成不良的影響。在具體的實踐過程中，應強化對預防性維護功能的有效革新，盡可能地延緩路面結構的老化。在我國所頒布的關于公路養護管理的發展規劃中，清晰地提出要進一步加大對養護管理模式的研究和開發，建立健全費用控制的管理機制，制定科學的養護管理方案，以避免各類矛盾的出現，使瀝青路面可以平穩地運行。當然，加強對預防性養護標準的創新也非常重要，相關工作人員應該針對目前的養護方案進行優化，并將其細化為多種技術創新的模式，以達到提高預防性養護管理效果的目的（見圖1）。

圖1 瀝青路面施工

2 瀝青路面病害問題分析

2.1 車轍

車轍一般是由于一些超重車輛長時間碾壓而產生的路面印記，路面的使用性能、使用壽命和舒適度等都能夠從車轍的深度中得到體現。路面之所以會出現車轍，主要是由于基層、面層之間壓實度不夠，同時中間層的強度、硬度都比較低，致使路面局部發生凹陷；或由于路段地形比較復雜，局部有一定的視距限制，導致車輛經常需要剎車，車輪與地面頻繁摩擦而產生橫向和縱向的車轍；或由于路面基層的水穩性、強度、剛度都未達到標準，在水流沖刷和地表水下滲的影響下，使基層發生沉降，從而引起上部結構出現車轍；或由于路面材料的配合比控制不當，瀝青用量超出設計要求，在高溫天氣則容易出現車轍[3]。

2.2 裂縫

裂縫是瀝青路面普遍存在的一種病害類型，主要分為網裂、龜裂和縱橫向裂縫。瀝青路面的裂縫與路面基層的厚度、瀝青混合料的配合比、施工的氣候環境等諸多因素密切相關。在道路運行不久，路面上就會產生大小、寬度不一的縱橫向裂縫，早期對路面的使用效果沒有明顯的影響。然而，由于道路環境的復雜性和車輛荷載的持續性，瀝青路面的開裂面積持續增大，從而導致路面的使用性能下降[4]。在雨季，地面積水會透過裂縫向基層滲透，導致地基失穩。

3 瀝青路面預防性養護材料主要性能的相關要求

3.1 抗老化的性能

瀝青是一種耐老化能力比較弱的物質，在施工過程中經常會受到外部環境的影響，因而其性能在一定程度上也會受到影響。在選擇預防性養護材料時，其主要特性要求是具備一定的耐老化性，以保證瀝青路面的使用壽命。在材料測試中，需要對一些已經產生老化反應的瀝青材料進行測定，向其添加一定量的預防性養護材料，再通過復合物理和化學作用優化原瀝青材料的各項性能，使之盡可能地恢復到原來的程度，甚至可以進一步提高其與基層的結合強度，從而達到提高其抗老化能力的目的。材料測試結束后，可以展開取樣和進一步的測試工作，測試內容包括針入度、延展性、軟化點等，并根據測試結果選取最佳的養護材料。

3.2 高溫穩定的性能

公路工程是一種戶外施工項目，施工過程中經常會遇到高溫氣候環境，高溫穩定性是瀝青材料的一項非常重要的性能指標，所以在進行預防性養護時，必須充分考慮此種影響。在高溫穩定性的測試當中，通常選擇常規的瀝青材料即可，將養護材料添加到瀝青材料中，通過復合反應完成養護測試。上述工序結束以后，在確保其他因素不發生變化的情況下，將養護后的物料置于不同的環境溫度下，同時測量其黏度，得出不同溫度下的物料黏度情況表，通過對比，選擇最佳的預防養護材料。之后，還要通過控制試驗確定養護材料與瀝青材料的最佳混合比例，在保持恒溫的前提下，調整養護材料的用量，并對不同摻量下的黏性變化趨勢進行合理的分析，以改善配合比的設計。

3.3 低溫抗裂的性能

瀝青材料在高溫下需要考驗其穩定性，而其在低溫下則需要考驗其抗裂性。在低溫氣候環境中，瀝青材料的脆性會大幅度提高，在外界載荷的作用下，非常容易出現裂縫和斷裂的情況，導致道路結構被破壞。在低溫抗裂性能的測試當中，主要是在常規的瀝青材料中添加養護材料，在保證其他因素相同的情況下，只對周圍的溫度環境進行變化，并利用適當的機械對其脆性進行測試。通常情況下是以脆點為基準，依據不同的溫度等級，選用具備最佳抗裂性的養護材料。在上述試驗結束以后，還應進行最佳配合比的試驗分析。在相同的低溫環境下，改變配合比，測量每一種配合比對應的脆點，并采用統計學方法進行優化。

3.4 抗滑的性能

瀝青路面的抗滑性是衡量道路性能的一個重要評判指標，它直接影響著車輛行駛的安全度和舒適度。但實際應用中，由于太陽的照射、雨水的沖刷、車輛的碾壓等因素的影響，其抗滑性能往往會受到一定的損害，嚴重時甚至會引發交通事故。在開展抗滑性能測試時，通常是將抗滑性能比較弱，或使用時間比較長的瀝青材料作為研究和測試的對象，將擬測試的預防性養護材料添加到此類瀝青材料中。加入養護材料后，瀝青材料的抗滑性得到明顯的改善，其主要參數表現為表面摩擦系數的增加。在上述測試工作結束以后，測試員可以利用擺動摩擦系數計測量出養護后的瀝青材料的擺值，并將測量到的擺值轉換為20℃的擺值，與未加工的擺值進行比較，以此確定最佳的養護材料。

3.5 防滲水的性能

防滲水性是瀝青路面的另一個重要指標，如果防滲水性不好，則會使雨水滲入路面的內部結構和基層當中，從而破壞路面的耐久性。防滲性能測試是將擬測試養護材料加入具有明顯滲透性的瀝青材料中，利用兩者產生反應后的物料對裂縫進行填補，以增強其抗滲性。在進行材料防滲性能測試后，根據實測的相關數據和資料展開分析，并將其與未經養護的瀝青材料進行比較，同時考慮經濟性、施工適應性等因素，選擇出最佳的預防性養護材料。

3.6 耐久的性能

耐久性的目的在于保證道路的基礎性能能保持足夠長的時間，在預防性養護材料的作用下，最大限度地延長道路的使用壽命，提高工程的經濟效益。耐久性測試是在抗車轍能力差的瀝青材料中添加耐磨性能強的材料，并使二者充分反應。通過使用養護材料，可以提升瀝青的耐久性。根據瀝青結構的動態穩定性，將其置于輪胎表面進行擠壓，直到結構失去動態穩定，并記錄下整個過程。通過比較未經處理的瀝青結構失去動態穩定所用的時間，可以選出性能最好的預防性材料。

4 預防性養護的技術分析

4.1 再生利用技術

在道路運行的過程中，由于車輛荷載和碾壓等因素的作用，以及周圍環境因素的影響，使得路面出現很多裂紋和老化現象。瀝青路面是由瀝青和膠質構成的，在使用較長一段時間后，會出現黏度下降、松散等問題，而采用再生利用技術，可以有效地解決上述問題：添加合適的再生劑，經加熱之后，使其發生物理和化學性質的改變，從而提高其綜合性能。

4.2 乳化瀝青稀漿封層技術

乳化瀝青稀漿封層技術是公路養護中比較常用的一種技術，它是將適當級配的石屑或砂、填料與乳化瀝青、外摻劑和水依據一定的比例進行拌和，均勻地攤鋪在路面上形成的瀝青封層。該技術在處理瀝青路面的裂縫、坑槽等病害方面具有較好的效果，且成本低，操作簡單，因而得到了大范圍的應用。在實施預防性養護技術時，需要對瀝青路面的具體情況進行細致的分析，并根據瀝青路面的構造和耐磨性能，選用適當的粗封層和細封層技術。在選用合適的添加劑和乳化劑時，應根據路面的情況，合理選用填料，并適當增加填料種類和用量，以提高稀漿封層的總體質量。此外，由于溫度、濕度等因素的影響，在養護時，要根據當地的道路實際情況，對其配合比進行科學的控制（見圖2）。

圖2 瀝青路面封層

4.3 微表處技術

微表處技術是高速公路和機場道路常用的養護方法，在形式上與稀漿封層技術有很多相似之處，但在原料選擇、混合料技術要求、使用性能與壽命等方面存在差別。在瀝青路面的施工中，采用專用的攤鋪機將拌和好的混合料攤鋪到原路面上。如果道路損壞比較嚴重，可以采取二次攤鋪或多次攤鋪的方法進行修復。但需要指出的是，該技術在實際使用中存在費用高昂、工序繁雜等缺點，故目前很少采用這種技術。

4.4 霧封層預防養護技術

霧封層技術是瀝青路面預防性養護的一項前沿技術，在實際養護中，該技術不需要集料，只需要將稀釋后的乳化瀝青混合料均勻地噴灑在路面上即可，可以降低路面的水分，提高路面的平整度、承載力等綜合性能。霧封層技術特別適用于易發生開裂的路面，此外，也可以用于道路填埋的預處理施工當中，但其缺點是會減少路面的摩擦力，所以，在應用時需要加以注意。

5 結語

綜上所述，伴隨著我國公路施工技術水平的不斷提升，瀝青路面的養護技術也得到了進一步的完善和發展，對瀝青路面的養護以及管理也提出了更高的標準和要求，相關工作人員要結合實際的工作需要，加強對瀝青路面預防性養護材料的篩選和應用，從而提高瀝青路面預防性養護效果。