浅谈沥青路面预防性养护技术及其发展

【摘要】在世界许多国家公路建设发展的过程中都经历过“重建设轻养护、重维修轻预防”的阶段，我国正面临即将到来的公路养护维修的高潮期，国外的经验教训是值得借鉴的，加强预防性养护将是一项有远见的战略决策。本文以路面预防性养护的实施为主线，分别介绍了预防性养护的理念和目前常见的预防性养护方法及其优缺点，最后对预防性养护未来的发展趋势做了展望。

【关键词】预防性养护；新材料，新技术，新设备

1前言

现在大多数公路养护是传统意义上的养护，它是指当公路设施出现明确病害或已部分丧失服务功能的情况下，再采取相应的功能性或结构性恢复措施。而预防性养护是指公路养护部门在路基、路面桥涵、隧道以及其它公路设施的结构良好或病害、损毁发生初期，即对其进行养护，延缓公路病害、损毁的发生或进一步的扩大从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好率、提高公路质量和服务水平、降低公路寿命成本、延长中修或大修期限等目的的作业方式。传统养护与预防性养护有区别，显然传统养护模式是“头痛医头，脚痛医脚”，这种条件下的养护会带来两个方面的问题：一是公路设施出现病害后，对其服务功能的影响，导致了社会使用成本的增加；二是错失了公路设施在病害刚出现时可能通过适当处治措施防止或延缓病害发生、发展的时机。而预防性养护则是一种全面的全方位的养护模式，强调的是治早治小、及时主动养护、超前养护、动态养护，是一种全新的公路养护理念。本文对几种常见的预防性养护方法进行综述。

2预防性养护方法

2.1石屑封层

单层的石屑封层[1]是最早出现的预防性养护技术，其施工方法是首先在路面上喷洒一层沥青材料（热沥青、轻制沥青、乳化沥青等），接着撒布砂、单粒径或适当级配的集料并紧跟着进行碾压。是一种工艺简单、价格低廉的养护方法。缺点是初期养护时间长、路面噪音过大、抗滑能力差。石屑封层的新发展是围绕着材料和工艺两方面：主要是采用改性沥青来提高沥青与集料的粘附性；采用同步石屑封层技术将粘结剂的喷洒和集料撒布同步进行，它可提高碎石颗粒与粘结剂的接触力，有助于粘结剂更好地渗入到原路面的裂缝中而改善它的封水性能。

2.2薄层罩面

薄层罩面[2]是一种早期传统预防性养护方法，是在原有路面上加铺一层厚度不超过2.5cm的热沥青混合料。其优点是可有效防止路面继续恶化并改善其平整度，恢复它的抗滑阻力，并补强路面；缺点是由于层面较薄、容易冷却又不宜使用振动压路机而不易施工，则密实度较低、成本较高。采用改性沥青作为粘结剂铺筑的薄层罩面，在耐久性和抗滑性能方面都优于普通沥青，但碾压温度要求更高。为了适应薄层路面快速压实的需要，近些年出现了高频振动压路机，它的振幅极低，约为0.2mm，频率高达70Hz，大大降低了振动冲击力，既可以避免因振动冲击力过大而压碎集料，又能给被压材料提供较高的振动能量。

2.3雾封层和还原剂封层

此类封层是将雾状的乳化沥青或专门的再生剂喷洒在老化的沥青路面上，用于更新和还原表面已氧化的沥青膏体。雾封层和还原剂封层的共同特点是施工后开放交通较迟且对单位面积的喷洒量要求高，喷洒量过多会在路表面形成一层薄膜而使路面丧失摩擦阻力，必要时需用铺砂的方法来改善其抗滑阻力。雾封层和还原剂封层通常主要用于低交通流量、低速的道路和停车场上。

2.4稀浆封层和微表封层

稀浆封层是由乳化沥青、集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆状混合物。它在拌和均匀后被摊铺到原有的沥青路面上，形成一层牢固、具有抗磨表面结构的均匀养护层。微表封层是由慢裂快凝的改性乳化沥青、集料、矿粉、水和添加剂组成稀浆混合料，其厚度可达10mm～15mm，其抗滑阻力和抗磨耐久性好，且具有一定修复性功能的特点，如用于修补车辙、轻度松散、泛油等病害。稀浆封层具有良好的抗滑性能、快速凝固成型、开放交通早、施工简单、生产效率高等特点。

3预防性养护技术的发展趋势与展望

沥青路面预防性养护技术总的趋势仍将沿着材料、工艺、设备三个方面发展。

3.1新材料

传统的改性沥青只注重对沥青一般性能的改善，我们需针对预防性养护的特点来不断开发新的养护材料。预防性养护是敷设在沥青路面上的一薄层养护层，它不像沥青混凝土那样对抗疲劳破坏和在抗车辙能力有着很高的要求。养护层首要作用是抵抗车轮磨耗的能力，以及集料与粘结剂之间的粘附性，这些都直接影响养护层的抗滑性能；二是养护材料抵抗外部塑性变形的能力，亦即要求养护材料有足够的粘弹性和延展性；三是它的密水性能，这直接影响养护层抗水损害的性能；四是在环境因素的作用下耐老化的能力。

针对上述要求，新的养护材料的开发重点是增强它的粘弹性、坚韧性以及与集料之间的粘附性能。高粘度橡胶沥青的开发是新型养护材料的一个典型实例。橡胶沥青（Rubberized Asphalt）是一种将磨细的橡胶屑经特殊的工艺处理后形成的一种沥青与泡胀成凝胶状的橡胶颗粒组成的高粘度的粘结剂，其优势在于：

①具有更强的粘附能力，可以使集料颗粒之间以及养护层和原路面之间粘结得更加牢固，因而表现出更强的抗车轮磨耗的能力； ②良好的密水性能，可防止水分透过养护层渗入至沥青路面；

③具有高度的弹性恢复能力，可以更好地承受弹塑性变形和应力；

④可以更多地提高粘结剂在混合料中的含量，增加裹覆集料颗粒的沥青膜厚度而不会导致泛油；

目前橡胶沥青已广泛地应用于石屑封层、薄层罩面、应力吸收层、开级配的磨耗层等各种需要具有高粘结力粘结剂的场合，也是制作各种裂缝填封、接缝填封材料和密封胶的主要原料。

3.2新工艺

预防性养护工艺总体将沿以下方向发展。

①随着乳化沥青性能的不断提高，预防性养护工艺将进一步向冷态施工的方向发展；

②引入某些新技术来解决养护作业中突出的矛盾和问题；

③采用多种工艺的复合使不同工艺的优势能得到互补而弥补各自的缺点。

人们致力于上述方向的研究，如橡胶沥青通过冷态施工技术移植到稀浆封层；提出了将细砂在乳化沥青喷洒前先行混合的新概念，从而解决粘结剂与集料的裹覆问题；国外提出[4]覆盖封层（Cap Seal）和三明治封层（Sandwich Seal）等复合封层技术的发展。

3.3设备的新发展

养护设备发展趋势仍将沿两个方向发展：①满足新材料、新工艺发展的需求；②现代高新技术向传统机械工业渗透、改造的趋势。

4结语

公路预防性养护在国外已经成功地得到了运用，并已取得了成熟的经验和成效。目前，我国在这方面仍处于起始阶段，这就要求我们在今后养护工作中不断探索和研究公路预防性养护并加以运用。今后预防性养护应向以下两个方向发展：一是对路网的道路进行科学评价，从而在适宜的时间对适宜的道路，采取适宜的预防养护措施；二是提高预防性养护的效果，不断开发并利用新的材料、结合新的养护工艺、养护设备，从而提高预防性养护的质量效益。