淺談瀝青路面預防性養護

張宇 郭新紅

［摘 要］隨著我國公路建設的迅速發展，瀝青路面已成為我國主要的路面類型之一。針對瀝青路面不同類型、不同程度的病害，預防性養護已經從路面發生結構性破壞再去被動維修轉變為在路面較為完好時預先采取養護措施的科學養護，從而保障道路的安全可靠，降低道路的整體養護成本，提高公路的通行能力。目前，我國瀝青路面的預防養護技術措施已日趨完善，如何在最佳養護時機采取合適的預防養護技術措施至關重要。

［關鍵詞］瀝青路面；預防性養護；養護時機；技術措施

［中圖分類號］U41文獻標志碼：A

隨著我國公路建設的快速發展，傳統的被動性養護管理模式已不能適應公路養護的發展需要。有效的預防性養護，不僅有助于提升道路的安全、耐久度，還有助于降低道路的運營成本，進一步提升道路的服務水平，為道路的安全、舒適和經濟效益提供有力的支撐［1］。

1 瀝青路面預防性養護內涵

1.1 預防性養護定義

瀝青路面預防性養護旨在提升道路的整體性能，是一種為了防止貧油、松散、輕微網裂、車轍、沉陷等輕微病害而預先采取的主動性養護作業。瀝青路面預防性養護通常包括六大封層技術、罩面類技術等，旨在提高道路的抗滑性能和防滲水性能，能將輕微病害抑制在萌芽狀態，保證路面處于良好的使用狀態和舒適狀態。

1.2 預防性養護實質

預防養護的實質是在適當的時間，將適用的技術措施應用在適宜的路面上。選擇結構強度沒有大幅度衰減且路齡較短的路面，在適合的預防性養護時機，采取性價比較高的合適的預防性養護技術措施進行養護作業，以達到保證路面良好使用性能和減少路面全壽命周期內養護費用的目的［2］。

1.3 預防性養護與被動養護的關系

一般情況下，養護技術可分為兩類。一是預防性養護，是指在路況較好且沒有結構性破壞時所實施的養護技術措施，以便使路況功能一直保持在較好的狀態；二是被動性養護，是指在路況已經出現不同類型、不同程度的病害時所實施的傳統的養護措施，如灌縫、修補坑槽等。這兩種養護方法實施的最佳時機存在差異，與被動性養護相比，預防性養護是一種更為經濟有效的養護方式，具體原因有以下三點。

第一，從對路況性能的影響來看，預防性養護有更大的優勢，因為它能使路面始終保持在一個良好的服務狀態，從而產生良好的社會效益。

第二，就費用而言，預防性養護具有較強的經濟性。預防性養護雖然需要預先投入養護資金，但由于后期養護維修費用大大降低，因此可以節約養護資金。

第三，就施工工藝而言，預防性養護簡單、快速，對交通通行影響小。

在此需要注意的是，目前在我國公路養護工作中，被動性養護和預防性養護并不是對立關系，而是處于從被動性養護向科學的預防性養護逐漸過渡的過程。

2 瀝青路面預防性養護時機

瀝青路面預防性養護時機的確定至關重要，因為它決定了預防性養護的經濟性和有效性。目前，確定預防性養護時機的方法有很多種，如決策樹法、生命周期評估法等。

在美國的道路養護工作中，PCI指數被用于表示道路狀況的優劣，PCI指數介于75～95可以采取常規的養護措施；而PCI指數介于60～75之間，表示道路狀況良好，此時應該及時采取預防性的養護技術，以確保道路的正常使用，并阻止輕微病害的發展。

我國《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG5142—2019）（以下簡稱“新規范”）中明確提出，應根據公路等級、使用年限、路面技術狀況、交通流量大小及組成氣候條件等因素，合理確定瀝青路面預防養護時機。預防性養護時機太早太遲都會產生不良后果。如果太早，即在路面還沒有任何輕微病害時就進行預防性養護，會造成經濟上的浪費；如果太遲，即錯過了預防性養護時機，路面已經出現不同程度的結構性病害，使用預防性養護技術措施已無法達到保持路面完整的狀態，只能采取傳統的被動性養護，也會提高整個使用壽命周期內的養護總費用［3］。

3 瀝青路面預防性養護常見技術措施

瀝青路面預防性養護技術措施主要包括封層類、罩面類、裂縫封縫類和表面涂刷類。新規范中提出各等級公路適用的封層預防養護措施，見表1。

3.1 霧封層

通過使用霧狀乳化瀝青或專門的再生劑，可以對原有瀝青混凝土進行瀝青密封或還原，以增強其防水功能，填充微小的裂紋，并且顯著改變其外觀，增強其耐久性。這種技術特別適用于孔隙率較大的路面類型，如開級配、老化嚴重、已經松散的路面以及碎石封層路面。當出現嚴重的破壞基礎的結構性病害時，這種方法并不適用。

3.1.1 原材料

在霧封層的施工過程中，乳化瀝青、水、膠乳以及其他成分都是必不可少的。其中，乳化瀝青的選擇應該是陽離子類型，乳液的破乳速度不是特別嚴格，但是一般來說，建議選擇快裂型的乳化瀝青。

3.1.2 施工質量控制要點

霧封層施工質量控制要點主要包含噴灑均勻度控制、橫向接頭控制以及施工質量的控制。為了確保改性乳化瀝青的混合均勻，在施工過程中，需要確保噴涂設備的性能穩定。此外，為了確保一個平整的橫向接縫，需要在開始位置鋪上一層厚厚的塑料膜，并且一旦開始施工，就馬上把它拿掉，從而保證路面的美觀。

3.2 還原劑封層

采取還原劑封層作為預防性養護措施，可以顯著改善瀝青路面老化問題［4］，它可以采取特殊的方法，如施加特殊的還原劑、再生劑等，以及采取相關措施來修復受損的路面，從而增長路面壽命，起到改善路面品質、提升通行安全系數、減少污染等效果。

3.2.1 原材料

還原劑是封層的關鍵組成部分，它具有強大的滲透、再生和密封功能，可以有效地恢復老化瀝青的性能，并且在受到外力的反復作用下，能夠持續地滲入道路表層，達到10～20 mm 的深度。

3.2.2 實施效果評價指標

還原劑封層的實施效果是通過滲水系數、構造深度和摩擦系數來評價的。

3.3 碎石封層

同步碎石封層技術是目前最常用的碎石封層技術，通過同步碎石封層車專用設備，黏結材料和碎石被同步鋪灑在路面上，而后通過自然行車碾壓或輪胎壓路機碾壓即可形成單層瀝青碎石磨耗層。經過同步碎石封層處理后的瀝青路面，具有良好的抗滑性能和防滲水性能。

3.3.1 原材料

碎石封層是由黏結料和石料組成的。其中，石料在里面比重最大，因此對碎石的形狀、級配、硬度都有較高要求。施工使用的主要設備為同步碎石封層設備。使用同步碎石封層車需要操作者具備較高的技能，需要掌握機械的工作原理并具備良好的操作能力，以便能夠準確、高效地完成鋪設高質量的路面任務。

3.3.2 核心技術

同步碎石封層的核心技術主要有路用材料的選用、施工設備及施工工藝三個方面。

3.4 纖維碎石封層技術

纖維封層技術是一種先進的預防性養護施工方法，它通過纖維封層專用設備將兩層瀝青黏結料和中間的夾層玻璃纖維同步撒布在路面上，再經過碾壓處理，形成一個新的耐磨層或者應力吸收層，從而有效地保護道路的安全性和耐久性。

3.5 稀漿封層、微表處技術

自20世紀80年代以來，稀漿封層技術已經被廣泛應用于我國的公路建設中，尤其是普通公路的養護和下封層工程［5］。

近年來，隨著技術的進步，微表處技術也已經成為一種重要的公路養護方式。它可以有效地保護公路表面，如作為瀝青路面、混凝土路面、隧道路面的罩面等，還可以作為新建或改建高速公路和一、二級公路的瀝青路面、水泥混凝土橋面的表面磨耗層，并且可以有效地減少表面磨損，從而延長道路的使用壽命。

3.5.1 原材料

稀漿封層和微表處的原材料均由乳化瀝青、礦料、填料、添加劑、水組成。其中，礦料是稀漿封層和微表處混合料的重要組成部分之一，礦料的重量百分比高達90 %以上。因此，礦料的級配、品質等都會顯著影響稀漿封層和微表處的使用性能。

3.5.2 稀漿封層和微表處的區別

普通稀漿封層和微表處的最大區別在于瀝青的不同，相較于稀漿封層使用未改性的乳化瀝青而言，微表處則使用的是改性乳化瀝青；由于微表處經常用在交通流量大的路面，故在ISSA-A143中微表處的級配刪除了Ⅰ型級配，因為Ⅰ型級配太細，不利于形成骨架，起不到支撐作用。因此，微表處只保留了Ⅱ型、Ⅲ型兩種級配。另外，微表處常被用于高速公路，要求施工時盡量對交通影響降到最小，因此微表處混合料對黏聚力指標做出了要求，而一般稀漿封層沒有；微表處除作為封層結構外，還可以用來填充車轍病害，因此微表處混合料要求其負荷車輪碾壓1 000 次后的試樣側向位移不能大于5 %。

3.6 復合封層

瀝青復合封層的特點在于它的多重性，因為它由三到四層混合料組合而成，其中包括碎石聯結層、改性乳化瀝青透層、乳化瀝青碎石封層、稀漿封層或者微表處結構層，總厚度約2～3 cm。雖然復合封層是由幾個層次組合而成的，但由于不同粒徑集料之間的互相嵌擠，層與層之間是沒有明顯分界線的。

集料在復合封層中是所占比重最大的一種原材料，它包含了三種不同大小粒徑的石料，分別是20～30 mm的碎石、5～10 mm的碎石和0～5 mm的石粉。為了獲得更好的黏結效果，經常會使用玄武巖和石灰巖。乳化瀝青也分別應用在不同的層次，透層乳化瀝青可以有效地促進層與層之間的黏接，而高固含量乳化瀝青則可以有效地封堵碎石形成的孔隙。

3.7 薄層罩面

在國際上，薄層瀝青混凝土罩面已經被廣泛應用于各個領域，其中法國尤為突出。這種材料的結構層可以有效地提高新建或舊路改造過程中的抗滑能力，從而延長道路的使用壽命。在法國，薄層罩面的攤鋪厚度通常在30～40 mm。而在美國，人們通常認為薄層瀝青混凝土的厚度應該在15～30mm。

根據我國的瀝青混凝土面層厚度，可將薄層罩面劃分為三種：薄層罩面為25～30mm，很薄的罩面為20～25mm，超薄罩面的則為15～20mm。

3.7.1 結構特點

薄層罩面由兩個部分組成：一個是表面磨耗層，它保證了駕車的安全、舒適、持久；另一個是黏結防水層，它可以增強上下層的黏結性，提高道路的防水能力，還能有效地減少反射裂縫對路面的不利影響。

3.7.2 NovaChip改性超薄磨耗層

NovaChip改性超薄磨耗層，旨在改善改善路面的高溫穩定性、低溫穩定性以及水穩定性，提高路面的抗裂縫和抗滑性。它主要適用于現有的瀝青、水泥路面的養護作業。它是一種復合材料，其特性是NovaBond改性乳化瀝青黏合層和NovaBinder間斷半開式級配改性熱瀝青拌和料可同時通過NovaPaver去撒布和攤鋪，施工效率高，開放交通快。

3.8 超黏磨耗層

這是一種黏結性很強的新型路面，因為它將超薄磨耗層NovaChip和微表處結合在一起，充分發揮兩個路面結構的優勢，同時還會加入玻璃纖維，從而使路面具有高的防水性能、耐磨性能，由于其具有高黏附性，會有效地抑制裂縫的發展。

其原材料中的玻璃纖維可以增強混合料的流變性，減少噪聲影響，并延長道路的使用壽命。其攤鋪設備中的超級攤鋪箱大大提高了攤鋪效率。

3.9 瀝青路面裂縫預防性養護

通過對瀝青路面的填縫，可以達到四個目的。提高道路的平整度；增強道路面的抗壓性、抗拉性；加固道路的結構，提高道路的承載能力；防止由于雨水通過裂縫下滲而引起的基礎結構破壞。

近年來，由于技術的飛速發展，越來越多的新材料、新技術和新工藝應運而生，如開槽灌縫、貼縫、養護劑灌縫等，它們可有效地解決傳統的熱瀝青和乳化瀝青人工灌縫的問題，使瀝青可以更好地滲透至路面基層，從而有效地防止道路基礎的破壞，并有效地保持道路的完整性［6］。

3.10 瀝青路面涂刷瀝再生技術

瀝再生是一種混凝土修補材料，它散發出淡淡的揮發性氣味，外觀呈現出深棕色的油狀物，它的組分主要包括35 %～50 %的煤焦油、32 %～42 %的石油蒸餾液以及15 %～40 %的煤焦油再生劑。它被廣泛應用于道路裂縫的修補，以提高道路的耐久度。與傳統的表面密封劑相比，瀝再生RejuvaSealTM更加穩定，它能夠在極端的環境中保持良好的黏結力，并且擁有極高的抗腐蝕能力。

4 結語

預防性養護的核心理念是通過“早養護”實現“少養護”，通過“早投入”實現“少投入”，代表了養護理念的科學發展方向。在恰當的養護時機采取適合的瀝青預防性養護技術措施，不僅可以延長瀝青路面的使用壽命，節省壽命周期內的養護費用，還可以使瀝青路面在使用周期內保持良好的使用狀態和服務狀態，由此產生良好的社會和經濟效益。

參考文獻

［1］王娟. 淺談預防性養護技術在公路養護中的應用［J］. 現代經濟信息，2014（22）：422.

［2］舒譽櫸. 淺談公路預防性養護的現狀與改進措施［J］. 科技創新與應用，2017（23）：75-76.

［3］陳永鋒. 預防性公路養護技術及其應用實踐研究［J］. 建材與裝飾，2016（34）：248-249.

［4］龍湘春. 預防性公路養護技術在公路施工中的應用解析［J］. 建材與裝飾，2016（34）：253-254.

［5］羅曼，湯杰，幸遠. 高速公路預防性養護戰略體系研究［J］. 中外公路，2011，31（1）：269-272.

［6］閆麗英，高速公路瀝青路面的預防養護時機選擇［J］. 交通世界，2018（7）：74-75.