公路瀝青路面預防性養護技術研究

王川友

（內江市公路機械化養護中心，四川 內江 641000）

0 引言

公路是重要的交通基礎設施之一，瀝青路面是常見的公路路面行駛，其使用壽命和質量直接影響交通安全和效率。然而，隨著使用時間的延長和交通負荷的增加，瀝青路面難免會出現各種老化與損傷問題。如何有效延長瀝青路面的使用壽命，確保其高性能運行，一直是交通領域研究的重要方向。預防性養護技術作為一項重要的維護策略，近年來受到廣泛關注?；诖?，對公路瀝青路面預防性養護技術進行研究，以期為實際應用提供指導。

1 公路瀝青路面破損與老化原因分析

1.1 公路使用情況對瀝青路面的影響

公路使用情況對瀝青路面的健康狀況會產生直接影響。瀝青路面的老化與損傷主要受以下因素的影響：

第一，車輛荷載。車輛重量和軸荷對路面有很大的沖擊，特別是重型車輛。ESAL（等效單軸荷載）是量化該影響的標準參數，計算公式如下：

式（1）中：ni為第i類車輛的數量；Wi為第i類車輛的重量；Wref為參考軸荷（通常為80kN）；k為荷載指數。

第二，交通流量。高交通流量意味著路面受到更頻繁的車輛過載，會加速路面損傷。

第三，車輛速度。高速行駛的車輛在制動或加速時會對路面產生額外的拉扯力，容易導致路面過早老化[1]。

1.2 氣候和環境因素對瀝青路面的影響

氣候和環境因素對瀝青路面也有很大的影響，溫度波動會導致瀝青材料膨脹或收縮，進而產生路面裂縫。在寒冷的氣候條件下，瀝青材料會變得更加脆硬，容易破損[2]。長時間的水分浸泡會降低路面基層結構的承載能力，形成路面沉陷或麻面。紫外線會導致瀝青路面老化，降低其黏結性和柔韌性。

1.3 材料性能與瀝青路面破損的關系

瀝青路面的質量與施工材料的性能密切相關：優質的瀝青具有更好的黏結性和耐老化性能，能夠提供持久的保護；集料的硬度、形狀和大小都會影響路面的承載能力和耐磨性；瀝青混合料中瀝青和集料的比例，以及其他材料的添加量，如再生瀝青、改性瀝青等，都會影響路面的性能。常用瀝青混合料性能參數如表1 所示。

表1 常用瀝青混合料性能參數

2 預防性養護技術效益分析

2.1 延長瀝青路面使用壽命

預防性養護的主要目標之一是延長瀝青路面的使用壽命。對瀝青路面進行定期的養護可以防止小損傷擴大，從而延長路面的整體耐用性。例如，使用高彈性的瀝青材料對裂縫進行封閉可以避免水分和有害物質侵入，減少凍融循環造成的損傷。此外，微表面修復技術可以對微小損傷進行及時修復，保證路面的平整性和整體性能。據統計，定期進行預防性養護的瀝青路面其使用壽命可延長20%～40%。

2.2 節約養護費用

雖然預防性養護初期投資相對較高，但從長遠角度來看，可以大大減少瀝青路面的修復和更換成本。及時進行小規模修復可以避免未來的大修或重建，可以節約大量養護費用。而且，預防性養護可以減少因路面損壞導致的交通延誤，降低對交通的影響。綜合來看，預防性養護的長期經濟效益較高。

2.3 提升交通安全性

平整、無損傷的瀝青路面對確保交通安全至關重要。裂縫、車轍和其他路面缺陷都可能導致車輛失控，引發交通事故[3]。采用預防性養護技術，這些問題可以在早期得到修復，從而提高路面的摩擦系數和駕駛穩定性。此外，預防性養護還能夠確保路面標線清晰可見，提高夜間駕駛的安全性?？偟膩碚f，預防性養護不僅可以延長路面使用壽命，還可以為駕駛人員提供更安全、更舒適的駕駛環境。

2.4 對環境影響小

當前，環境影響也是公路養護中需要重點考慮的因素。預防性養護有較高的環保效益，可以減少大規模的路面重建或更換，能夠減少建材的使用和廢棄物的產生。例如，使用冷再生技術或其他低溫瀝青技術可以減少能源消耗和溫室氣體排放。此外，降低瀝青路面養護施工頻率，可以減少施工期間的粉塵和噪聲污染。

3 預防性養護技術分類

3.1 表面處理技術

3.1.1 打磨和精研

打磨和精研是針對瀝青路面表面不平整、局部損傷或摩擦系數低的處理方法。該技術主要是利用特殊的研磨設備，去除因長時間使用出現局部坑洞、車轍或表面老化的路面的頂層，露出均勻、粗糙的基層。該技術能為后續的表面處理提供有力支持，確保新舊材料的有效結合。此外，該技術可用于去除表面油漬、膠體和其他污染物，進一步提高路面防滑性能。

3.1.2 表面封層

表面封層預防性養護技術能夠延長瀝青路面的使用壽命。路面表面受到紫外線、氧氣和水分的長時間侵蝕時，可能逐漸失去其原有的黏結性和柔韌性。表面封層可以為路面提供一個額外的防護屏障，延緩這一老化過程，主要是在現有路面上涂覆一層薄薄的瀝青乳化劑或其他黏結材料，以防止水分和有害化學物質侵入[4]。該技術的另一個優點是能夠提高路面摩擦系數，減少雨天或路面濕滑情況下的駕駛風險。

3.2 結構性加固技術

3.2.1 薄層覆蓋技術

薄層覆蓋技術是公路預防性養護中的一項關鍵技術，用于恢復和增強瀝青路面的功能。其基本原理是在現有的道路表面上鋪設一層較薄的新瀝青混合料，厚度通常在20～50mm 之間。薄層覆蓋技術可以快速解決裂縫、車轍、老化等常見的瀝青路面問題，新的覆蓋層能夠提高瀝青路面的平整度，同時有助于延緩路面的磨損[5]。

薄層覆蓋對混合料設計要求較為嚴格，混合料必須具有良好的耐久性和抗老化性，同時必須能夠與現有路面材料很好地黏結在一起。為此，施工前需要在原路面上涂抹一層特殊的黏結層，便于新舊材料之間穩固的黏結。進行薄層覆蓋施工時，路面銑削結束、表面清理干凈后，需要快速鋪設新的瀝青混合料[6]。為了保證施工質量，鋪設完畢必須進行有效的壓實，并合理控制施工溫度、厚度和平整度等。

總之，薄層覆蓋是一種高效的道路預防性養護技術，不僅可以快速改善瀝青路面性能，還可以延長路面的使用壽命。

3.2.2 熱再生技術

熱再生瀝青路面養護技術的核心理念是對老化瀝青路面進行修復和再利用[7]。該技術主要是對舊瀝青路面進行銑削，然后在特制的設備中對舊瀝青材料進行加熱和其他處理，使舊瀝青材料恢復原始黏結性和彈性，可以與新的集料和瀝青材料結合，進而形成性能優良的新瀝青混合料，進行重新鋪設（見圖1）。

圖1 熱再生技術道路鋪設

通過再利用舊的瀝青材料，可以減少對新原材料的需求，從而降低能源消耗、減少溫室氣體排放。此外，再生過程中使用的材料和能源成本通常較低，因此從經濟角度來看，熱再生技術通常比重新鋪設路面更為經濟。

當然，熱再生技術也存在一定的局限性：

第一，熱再生設備使用過程中可能會產生一定的碳排放。

第二，不同的瀝青舊路面可能需要不同的處理方法和條件。為了確保最佳的再生效果，需要對舊瀝青材料進行詳細的檢測和分析，確定合適的再生方法和參數[8]。

盡管如此，熱再生技術依然為公路養護提供了具有高度可行性的選擇，不僅可以延長公路使用壽命，而且有助于資源的循環利用和環境保護。

3.2.3 冷再生技術

冷再生技術是一種在常溫或低溫條件下對舊瀝青路面材料進行再生和回收的技術。與熱再生技術相比，冷再生技術不需要對舊材料進行高溫加熱，能夠節約能源，且能降低環境污染[9]。在冷再生施工過程中，需要先銑除舊瀝青路面，使之與新的黏結材料、添加劑和新骨料等混合，形成可以重新鋪設的新瀝青混合料。從環保、經濟和技術角度來看，冷再生技術具有顯著優勢。

首先，由于不需要高溫加熱，冷再生技術的能源消耗和碳排放通常遠低于熱再生。

其次，與鋪設新路面相比，冷再生技術可減少對新材料的需求，且能縮短施工時間，可有效降低施工成本。

再次，冷再生能夠有效修復和改善舊路面的結構和性能。通過使用乳化瀝青、泡沫瀝青或水泥等材料，可以增強再生混合料的結構強度和耐久性。

最后，冷再生混合料通常具有良好的工作性，可降低施工操作難度。

盡管冷再生具有許多優點，但該技術在應用也存在一些挑戰。例如，冷再生技術對黏結材料的性能與再生混合料的配比要求較高，設計不當可能導致再生混合料的性能不佳或壽命縮短。此外，由于冷再生過程中不涉及高溫加熱環節，因此需要加強水分含量控制，以保證再生混合料的質量和性能[10]。

3.3 專用修補技術

3.3.1 熱補技術

熱補技術主要是將瀝青混合料加熱至可工作狀態，用于填補和修復路面缺陷。熱補技術的主要優點是能夠提高修復材料與原路面的融合效果，保證瀝青路面的均勻性與持久性。

該技術通常用于修復孔洞、裂縫、車轍等常見瀝青路面損壞。該技術施工流程如下：將受損區域清理干凈，用預先加熱的瀝青混合料填補，由于混合料處于高溫流動狀態，能夠更好地與原路面材料結合，且隨著其冷卻和凝固，修補區域會變得非常堅固。與其他修補技術相比，熱補的持續時間更久、耐用性更高。

3.3.2 冷補技術

冷補技術主要是采用室溫下的瀝青混合料進行路面損壞修復。與熱補相比，冷補技術不需要預先加熱瀝青混合料，整個修補過程更為便捷、快速。該方法特別適用于緊急情況，如在冬季或偏遠地區，無法應用其他修復技術時。采用冷補技術進行修復時，需要先清除損壞區域的雜物、水分等，然后將混合料填入損壞區域并壓實。雖然冷補修復可以迅速完成且便于操作，但可能不如熱補技術的修復效果持久或耐用。

4 結語

綜上所述，道路使用情況、氣候變化以及材料等性質都對瀝青路面的健康狀況產生一定的影響，預防性養護技術為瀝青路面養護提供了新的解決方案，能夠在問題發生的早期進行干預，從而避免問題的進一步發展，降低后期大規模養護或重建的費用。并且，公路瀝青路面預防性養護技術在延長路面使用壽命、提高交通安全性及環境保護方面有重要價值，未來應繼續深入研究預防性養護技術，進一步提升公路養護成效。