高速公路養護專項施工新材料新工藝的應用

李濟杰

（山東高速集團青島發展有限公司，山東 青島 266000）

1 高速公路養護專項施工新材料的應用

1.1 擴張網

擴張網是一種以金屬板材為原材料，經過機械切縫、拉伸、壓平等工藝制成的擴張到原來數倍面積的金屬孔狀網面，孔洞率較大，延展性較好，輕質便利，而且孔洞形狀可以根據需求制定，常見的有三角形、六邊形、菱形、魚鱗形等，在裝飾裝修、機械制造、基坑護坡等方面均有一定的應用。由于擴張網具有良好的抗拉、耐久、防火、防腐、耐候等性能，將其應用到混凝土基層補強、道路鋪裝等公路養護施工中，能夠產生較好的效果。擴張網施工簡單，可以與混凝土產生較好的黏結力，能夠有效達到防裂、防震目的。在橋面鋪裝中應用擴展網，可以降低結構自重，提高結構整體性，減少材料使用量，有效延長道路的使用壽命。

1.2 瀝青改性劑

由于傳統瀝青材料具有高溫流淌、低溫脆裂的弱點，溫度穩定性較差，延展率不高，所以，通常會添加瀝青改性劑提高瀝青材料的使用性能。瀝青改性劑主要包括橡膠改性劑、塑料改性劑、纖維改性劑等類型。其中，橡膠改性劑應用最為廣泛，但在實際應用中存在著一定的局限性。纖維改性劑同樣能改善瀝青的熱穩定性，聚酯纖維是一種輕質、高強、耐久的材料，在瀝青混合料中摻入聚酯纖維不僅會對瀝青產生一定的吸附力，提高瀝青膜的穩定性，延緩瀝青老化速度，而且聚酯纖維隨機分布，大大增加了瀝青與礦料之間的黏附性和握裹力，有效抵抗路面開裂時產生的內部應力，從而減少裂縫的產生。同時，聚酯纖維具有較好的高溫穩定性與耐候性，可以降低瀝青混合料的溫度敏感性。另外，抗車轍劑也是一種瀝青改性劑，能夠有效預防瀝青路面車轍病害，在瀝青混合料攪拌過程中直接加入，能夠起到嵌擠、加筋、膠結、變形恢復等作用，特別適用于高速公路高溫地區、重要交通路段的道路養護。隨著材料科學的不斷發展，越來越多的瀝青改性劑得以實踐應用，瀝青混合料的性能不斷優化，在高速公路工程建設中發揮著越來越重要的作用[1]。

1.3 APR還原再生劑

瀝青還原劑是道路養護施工中常用的材料，可以有效延緩路面性能退化，延長道路使用壽命，將專用還原劑噴灑到已經老化的瀝青路面上，可以還原表面已經發生老化的瀝青膏體，并對未老化的瀝青產生保護作用。

APR 還原再生劑，即全滲透型還原再生劑，能夠實現不需銑刨的再生，可補充瀝青中被氧化的飽和烴部分，使已經老化、氧化、硬化的瀝青層重新軟化，讓道路恢復柔韌性和延展性，提升瀝青的活性，以及路面防水和防侵蝕功能，達到修復老化瀝青的目的。APR 還原再生劑具有較強的滲透能力，可以滲透到路面表層深處，并以流體形式存在，在車輛荷載的作用下，會持續下滲，將路面裂縫中的空氣不斷排出，使瀝青混合料的內部黏結力更強。

1.4 纖維增強混凝土

在許多路面修復工程中，一般采用瀝青混凝土或普通水泥進行施工，這兩種方式都有一定的不足之處。瀝青混凝土受溫度波動影響較大，使用壽命較短；普通水泥容易開裂，需要留設接縫，而且要保證路面寬度。鋼纖維增強混凝土是一種在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼筋纖維形成的新型多相復合材料，這些鋼纖維能夠有效阻止裂縫的形成和擴展，從而改善混凝土的力學性能。根據相關研究表明，普通鋼纖維混凝土比普通混凝土的抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度均能提高一半以上，也能大幅度提升抗壓韌性。使用鋼纖維增強混凝土代替瀝青混凝土和普通水泥，不僅能夠提高路面修復效果，提升混凝土使用性能，從而降低道路面層厚度，還可以增大伸縮縫設置間距，降低對施工工藝的要求，達到節約成本、提高質量、加快速度的施工目的。鋼纖維的摻量要根據施工需求科學設計，通過增加長徑比、改善基體黏結性、調整纖維形狀等方式，都可以起到混凝土增強效果。

1.5 聚合物修補材料

聚合物修補材料是一種高分子復合材料，使用先進工藝和科學配方制成，具有高黏結性、耐腐蝕、耐磨、抗疲勞等優點，能夠對道路病害部位起到很好的支撐與補強作用，適用于各種道路破損情況的養護，如裂縫、面板破損、坑槽等，尤其是在橋梁工程養護專項施工中，能夠發揮更多的作用?；炷翗蛎嫫茐臅斐射摻钿P蝕問題，在冬季，除雪劑的使用加劇了鋼筋腐蝕程度，而聚合物材料的優越性能可以降低碳化作用、電化學腐蝕，達到修補破損、保護鋼筋的目的，使道路使用性能得到明顯提升。

2 高速公路養護專項施工新工藝的應用

2.1 瀝青再生工藝

利用瀝青再生工藝能夠充分利用原有道路結構破壞產生的廢棄材料，經過回收處理后，實現資源循環利用價值，減少養護專項施工新材料的使用量。瀝青再生工藝可以分為廠拌熱再生、廠拌冷再生、現場熱再生、現場冷再生。

廠拌熱再生工藝具有良好的適用性，能夠在各種公路養護工程中應用。將銑刨后的廢舊材料運輸到工廠，進行破碎、篩分處理，添加再生劑、新集料、瀝青等材料，開展拌和作業，用于路面養護工程，能夠滿足路用性能指標，具備較強的抗車轍能力。

廠拌冷再生工藝主要應用在基層施工中，將廢舊材料用作穩定土骨料，沒有對舊瀝青充分有效利用，比較適用于無法熱再生回收的情況，有利于解決固體廢棄物污染問題。

現場熱再生工藝不需要運輸到廠內，可以就地實現舊瀝青混凝土的再生利用，但需要使用大型機械設備實現一系列操作流程，存在一定的局限性。

現場冷再生工藝對高等級路面不適用，適用范圍相對較窄。在選擇瀝青再生工藝時，基于半剛性基層的瀝青混凝土路面病害，一般表現為表層病害和結構性病害，具有離散性的特點，所以，采用廠拌工藝更為合適，有利于保證瀝青混合料再生質量和效率，減少更多病害的產生[2]。

2.2 微表處工藝

微表處工藝是一種在稀漿封層的基礎上發展而來的預防性養護工藝，使用一定配比的集料、填料、水、聚合物改性瀝青、外加劑拌制而成的混合料，將其均勻灑布在路面上，具有防水、耐磨、防滑、平整等功能，適用于高速公路預防性養護專項施工，有利于提高路面的使用性能，延長道路使用壽命，快速實現輕微病害填補修復的效果。

根據性能劃分，微表處工藝可以分為A、B 兩個等級，對于高速公路等級要求較高的道路，一般采用A 級微表處。在配合比設計上，通過試驗確定最佳瀝青用量，并通過混合料拌和時間試驗和黏聚力試驗，初步確定其他材料用量，選用的集料需要滿足級配設計要求，石料要干凈、耐磨、堅固，必須根據相關技術規程，結合氣候條件、工程特點、施工條件等綜合因素，合理調整不同材料用量，提高設計和施工效果。

利用微表處工藝進行養護的效果對原路面情況依賴較大，由于厚度較薄，發揮不了承重性結構作用，只能當作磨耗層、保護層、防水層使用，針對結構性破壞、坑槽等病害實現預處理的目的。隨著技術應用的不斷成熟，微表處工藝得到了快速的發展，纖維微表處添加了纖維材料，能夠改善瀝青膠體布局，一定程度上抑制了反射裂縫的出現，低噪聲微表處工藝是在微表處養護工藝的基礎上研發的新技術，能夠顯著降低交通運行噪聲，提高路面行車舒適性。

2.3 霧封層工藝

霧封層是通過噴灑設備將流體狀材料噴灑到瀝青路面，起到封閉路面孔隙、穩定松散集料的作用，促進老化瀝青路面的快速修復。當瀝青路面產生嚴重網裂縫時，在裂縫發展相對穩定后，可以采用霧封層工藝進行處理。當原有路面出現松散、麻面、脫落等病害時，而且結構強度沒有明顯降低，可以通過霧封層工藝黏結松散集料，改善路面外觀。當原有路面滲水系數較高，路面結構保持初始強度時，也可以采用霧封層處理，能夠有效起到防水、防滲作用，降低水損壞程度。

霧封層材料中的功能助劑能夠發揮橋梁作用，將集料與新舊瀝青有效結合，從而提高整體黏結性。選擇霧封層的材料時，要充分關注防水性能、黏附性能、施工性能、耐高溫性能以及其他性能。

通過灑布車的噴灑霧化系統、自動計量系統、加熱輔助系統進行施工，能夠提高施工精度，避免灑布不勻、管道堵塞等問題。施工前，要做好原路面的檢測工作，在保證原有結構能夠滿足抗滑要求的前提下，才能使用霧封層工藝。同時，要檢測路面透水率，提前除掉積水，可以采用高壓沖洗和高壓吹風的方式進行路面清理?？茖W合理劃分施工段，通過現場試驗的方式，調整相關技術指標，找到最佳施工方案。在噴灑施工時，需要安排專業人員進行操作和檢查，實時監測施工情況，根據路面透水率確定灑布次數。根據防護劑固化程度確定灑布時間間隔，保證層間養護效果。在沒有固化前，要避免遭受雨水沖洗，創造合適的溫度、濕度條件，有利于提高施工質量、加快施工速度。

2.4 瀝青溫拌工藝

以往的瀝青路面施工一般采用熱拌瀝青工藝，需要控制混合料拌制溫度，可能會超過160 ℃，攤鋪、碾壓溫度也需要達到120 ℃以上，在加熱拌和過程中需要消耗一定的能量，而且在拌和、攤鋪、碾壓過程中都會排放瀝青煙，造成廢氣污染。從綠色施工的角度出發，采用溫拌瀝青工藝能夠達到良好的節能降耗與環境保護效果。該工藝主要通過添加外加劑的方式降低瀝青黏度，在較低溫度條件下，實現正常拌和與施工。其中，外加劑主要指的是表面活性劑，其能夠在膠結料中形成結構性水膜。溫拌瀝青混合料的設計過程與熱拌瀝青混合料基本一致，關鍵在于溫度的把控，需要通過科學實驗確定。相對于熱拌瀝青施工，采用溫拌瀝青工藝能夠降低溫度約30～60℃，可以有效延長施工時間，增加施工便利性和靈活性，具有良好的經濟效益和環保效益，在寒冷地區、低溫季節的路面養護專項施工中擁有廣闊的應用前景[3]。

3 結語

綜上所述，高速公路對道路條件要求較高，一旦產生道路病害，需要及時采取預防性養護措施，降低病害影響，延緩病害發展，提高公路使用性能和運行壽命。在高速公路養護專項施工中，應積極采用新材料、新工藝，根據病害產生原因與發展規律，提高養護技術應用水平，力求實現更好的綜合效益，實現高效養護、綠色養護效果。