高速公路瀝青路面預防性養護技術研究

0 引言

傳統矯正性養護多在病害顯著惡化后介入，不僅工程量大、成本高昂，且嚴重干擾通行。預防性養護[1]強調在路面結構性能良好、僅出現輕微病害征兆時，主動采取經濟有效的技術措施，阻斷或延緩病害發展，維持路面使用功能，是提升路網服務水平和投資效益的關鍵策略。其實質是一種具有前瞻性的低成本養護理念。

本研究聚焦高速公路瀝青路面預防性養護核心技術，深入剖析其作用機理、適用條件、實施要點與效果評價，旨在構建科學完善的預防性養護技術體系，為養護工程實踐提供系統化解決方案。

1預防性養護技術機理及優勢

1.1 基本概念

預防性養護并非單一技術，而是一個基于路面狀態監測、性能預測和經濟分析的綜合性技術體系。其核心理念在于“治未病”，即在路面結構強度尚存、表面功能開始退化，如出現細微裂縫、輕度松散、抗滑性能小幅下降，但尚未發生結構性破壞的“最佳時機”。通常路面性能指數 PCI 處于 80～95 時進行干預介入，可以實現最低的成本投入獲取最大的性能維持效益。

1.2核心功能

從技術作用機理層面來看，預防性養護主要實現四大核心功能：密封阻水、修復表面、改善功能及延緩衰變。密封阻水是基礎，通過有效封閉細微裂縫和表面孔隙，阻斷水分侵入路面結構內部，防止水損害這一加速路面破壞的關鍵誘因。修復表面則是針對已出現的輕微缺陷，如細小裂縫、麻面、松散等，以恢復路面的連續性和完整性。

改善功能重點提升路面的行駛安全性與舒適性，包括恢復或提高抗滑性能以減少雨天事故風險，改善平整度以提升行車舒適度并降低車輛磨損。延緩衰變則是最終目標，通過上述綜合作用，顯著減緩路面性能指標的下降速率，推遲昂貴的大中修時機。

1.3經濟性優勢

該技術的經濟性優勢主要體現在顯著降低路面的全壽命周期成本[2]。大量研究與實踐表明，科學實施的預防性養護雖需一定的初期投入，但能大幅延長路面的使用壽命，減少使用期內的大中修次數和規模。通過查閱大量資料并結合工程經驗，將不同養護干預時機的成本效益進行對比，如表1所示。

2預防性養護技術分類及特點

2.1 表面封層技術

2.1.1 微表處技術

微表處技術是由聚合物改性乳化瀝青、級配集料、填料、水和添加劑在常溫下精確拌和攤鋪而成的薄層罩面[3]。其核心優勢在于能快速開放交通（通常1~2h）、具有卓越的抗滑與耐磨性能、良好的封水效果及一定的車轍填補能力。

表1不同養護干預時機的成本效益對比分析

改性乳化瀝青（常用SBR、SBS改性）賦予其高黏結性和彈性恢復能力。集料要求堅硬、潔凈、呈近立方體狀，最大粒徑通常為 9.5mm 或 4.75mm （用于精細罩面）。油石比設計是關鍵，需通過配合比設計試驗（如濕輪磨耗試驗、負荷車輪黏砂試驗）優化確定，一般在5.5%～8.5% 之間。施工需采用專業攤鋪設備（帶精確計量系統），控制好攤鋪速度、厚度（一般 7～15mm ）和接縫處理。

微表處技術主要適用于表面老化、輕度松散、抗滑不足、存在非活動性車轍（ ?<25mm ）的路段，其局限性在于不能解決結構強度問題，對裂縫擴展的抑制作用有限，且初期噪音可能稍大。

2.1.2霧封層技術

霧封層技術是將低黏度的乳化瀝青（常為慢裂型）或再生劑類材料，通過專用灑布設備形成霧狀噴灑至已清潔的舊瀝青路面。其作用機理主要是滲透、密封和再生。材料滲入路面微小孔隙和細微裂縫，形成密封層阻隔水與空氣[4；同時，輕質油分可部分軟化老化瀝青，恢復其柔韌性和粘結力。其材料選擇多樣，包括普通乳化瀝青、改性乳化瀝青（如SBR改性）、專門的再生霧封層（含更高比例活性成分）。

霧封層技術施工簡便快捷，單位面積材料用量少（一般 0.3～0.8L/m²) ，成本低廉，交通中斷時間極短。霧封層技術主要適用于路面整體狀況良好（ PCI>85 ）、存在細微裂縫（ ∠3mm. 、輕度滲水、瀝青膜輕度老化、抗滑性能尚可但需維持的路段。其缺點是對嚴重病害無效，對路面宏觀構造紋理無改善，甚至可能輕微降低抗滑性能，效果持續時間相對較短，通常為1~3年。

2.2薄層罩面技術

2.2.1熱拌瀝青混合料薄層罩面

熱拌瀝青混合料薄層罩面是在現有路面上加鋪一層2.5～4.0cm 厚的熱拌瀝青混合料，常用類型包括SMA-10/SMA-13（強調抗滑耐久）、0GFC-10/OGFC-13（強調排水降噪）、Novachip（特制的斷級配混合料）等。其核心價值在于能顯著改善平整度、提升抗滑性能、有效封閉路面、修復輕度表面變形及提供更長的服務期（5~8年甚至更長）。

其材料設計需考慮層間黏結性（必須噴灑高黏改性乳化瀝青黏結層）、混合料本身的抗滑性、耐久性及抗反射裂縫能力。施工要求路面潔凈干燥、黏結層噴灑均勻足量、混合料攤鋪溫度控制嚴格及壓實及時充分。該技術適用于表面損壞較明顯（如輕度塊裂、龜裂、麻面、車轍）、平整度較差、抗滑性能顯著下降，但結構強度仍滿足要求的路段。其成本高于微表處，對施工工藝要求更嚴格。

2.2.2冷拌與溫拌薄層技術

冷拌與溫拌薄層技術是為響應環保與節能降耗的要求發展而來，如乳化瀝青冷再生混合料薄層、溫拌瀝青混合料（WMA）薄層。其優點是降低拌和與攤鋪溫度（溫拌一般降低 20～40^°C )，減少能耗和排放，改善施工環境，延長施工季節，并允許更長的運輸距離。

該技術核心在于溫拌添加劑（有機蠟類、化學類、泡沫瀝青技術）或冷拌乳化瀝青的應用，其性能可接近或達到熱拌混合料水平（需優化設計），適用于對環保要求高、施工溫度受限或長距離運輸的場景。

2.3裂縫處治技術

裂縫是瀝青路面最常見病害，及時有效處治是預防性養護的核心內容。針對不同類型裂縫，技術選擇各異。

2.3.1非活動性裂縫處治

非活動性裂縫以溫縮裂縫為主，對于此類裂縫首選裂縫密封（灌縫）。材料主要有熱瀝青、改性熱瀝青、橡膠瀝青及專用密封膠，其中專用密封膠因其優異的彈性、黏結性、耐老化性和自愈性成為主流。

其施工工藝包括開槽（通常寬 >1.2cm ，深 >1.5cm 人清縫（高壓空氣）、加熱（熱施工型）、灌縫（專用灌縫機）及撒砂（防粘輪）。施工過程中，關鍵要確保槽型合理、縫壁潔凈干燥、材料溫度適宜及灌入飽滿均勻，實現有效密封。這可顯著阻止水分和異物侵入裂縫，防止裂縫進一步擴展和周邊路面松散。

2.3.2活動性裂縫處治

活動性裂縫多由反射裂縫[5]、基層裂縫引起，對于此類裂縫需采用能適應水平位移的處治方法。貼縫帶（自粘式抗裂貼）應用廣泛，其結構通常為聚合物改性瀝青層覆以高強度織物（聚酯、玻纖等）或薄膜為主。該技術施工簡便，先清潔干燥裂縫區域，撕去隔離膜，再沿裂縫粘貼并壓實即可。其作用機理是吸收裂縫尖端的應

力集中[6]，提供防水屏障。

在選擇帶寬時需考慮裂縫預期位移量，對于更寬或更活躍的裂縫，可采用抗裂貼（應力吸收層材料，如SAMI）。其模量低、變形能力強，將其鋪設在裂縫上方一定寬度范圍內，再覆蓋罩面層即可。

3工程應用與效果驗證

3.1工程概況

選取某高速 K1250+000-K1260+000 雙向路段作為預防性養護技術應用示范段，該路段通車運營8年，原路面結構為4cm厚SMA-13、6cm厚AC-20、8cm厚AC-25、36cm水泥穩定碎石基層、 20cm 厚級配碎石底基層。

其主要病害表現為：輕度至中度縱向與橫向裂縫（裂縫率約 1.8% ），局部輕微塊裂，表面瀝青膜老化明顯；構造深度（TD）略有下降（平均 0.52mm 0，滲水系數偏大（部分點位 >150mL/min) ；平整度（IRI）平均值為2 .1m/km 路面損壞狀況指數（PCI）平均值為85.2；結構強度足夠，彎沉代表值 <0.20mm 。綜合評估后，決定采用微表處（MS-3型）作為該路段預防性養護技術方案。

3.2實施要點

對寬度 ?3mm 的裂縫進行開槽清理并灌入高彈性密封膠。對局部松散、坑洼區域進行挖補修復。徹底清掃路面，確保無浮塵、雜物。材料選用SBS改性乳化瀝青（殘留物含量 ?62% ，軟化點 ?65^°C ）、玄武巖機制砂（粒徑 4，75～9.5mm ，砂當量 ?65% ）、礦物填料（水泥）。通過室內試驗確定最佳配合比，即集料：乳化瀝青：填料：水：添加劑 =100:10.5:1.5:8.0:0.3 ，油石比為6. 8% 。

使用進口微表處攤鋪車進行全幅攤鋪，設計厚度10mm 。施工過程中，要嚴格控制乳化瀝青和集料計量精度、拌和時間、攤鋪速度（約 3m/min ）和均勻性，并重點處理縱向接縫，確保平順。施工后自然養生，環境溫度為 25^°C ，濕度適中，約2h后開放交通（初始限制車速）。

3.3效果分析

實施微表處預防性養護后，定期進行路面性能檢測。某高速公路微表處預防性養護實施前后主要性能指標對比如表2所示。

由表2可知，微表處層與原路面黏結牢固，表面均勻密實。關鍵指標顯著改善：構造深度（TD）提升至0.71mm ，提升約 36.5% ；滲水系數降至接近0mL/min（完全密封）；路面平整度（IRI）改善至 1.8m/km° 經歷一個完整的冬季凍融循環和夏季高溫考驗后，路面狀況良好，原有細微裂縫被有效封閉覆蓋，未出現明顯反射裂縫或層間剝離現象。路面損壞狀況指數（PCI）在養護后12個月仍保持在92以上。

表2某高速公路微表處預防性養護實施前后主要性能指標對比

4結束語

相比滯后性的矯正措施，預防性養護能以顯著降低的長期投入獲得更優的性能維持效果。本研究系統論證了高速公路瀝青路面預防性養護在技術可行性和經濟性方面的優勢?；凇爸挝床　崩砟?，明確了路面性能指數（PCI）處于80~95區間為最佳干預窗口期。詳細闡釋了微表處、霧封層、薄層罩面及針對性裂縫處治等關鍵技術的核心作用機理、嚴格適用條件及精細化施工控制要點。

本文依托實體工程案例，采用SBS改性微表處（MS-3型，厚10mm）實施預防性養護，其科學的設計與精準施工，使路面關鍵性能指標得到全面提升，并成功抵御季節考驗，路面性能指數PCI穩定在92以上。實踐證明，科學選擇并規范實施預防性養護技術，是提升高速公路路面服務品質、延長使用壽命、優化養護投資效益的核心策略。

參考文獻

[1]李文江，曹偉杰.預防性公路養護技術在現代高速公路養護中的應用探討[J].價值工程，2025，44(9):112-114.

[2]蒲小平.基于全壽命周期的高速公路工程造價影響因素[J].大眾標準化，2024(16):83-85.

[3]盧厚錠.高速公路養護工程中微表處施工技術分析[J].交通世界，2025(8):69-71.

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[5]郎海鵬.半剛性基層瀝青路面反射裂縫處治技術研究[J].建材發展導向，2024，22(14):55-57.

[6]蘆川.粒料基層瀝青路面層間剪切性能研究[D].合肥：安徽建筑大學，2021.