瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)性能分析

欒斌

（煙臺(tái)市長(zhǎng)島公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心，山東煙臺(tái) 264000）

0 引言

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中，瀝青路面的彈性變形性能非常明顯，可以為交通參與者帶來(lái)較舒服的出行體驗(yàn)，而且當(dāng)瀝青路面老化以后，只需進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，瀝青材料仍可以循環(huán)利用，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。但是，瀝青路面很容易受到外部環(huán)境的影響，瀝青材料一旦處于高溫、低溫、強(qiáng)降水等環(huán)境中，就極易發(fā)生老化，導(dǎo)致基本性能下降，從而減少其實(shí)際使用壽命。而采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，可以很大程度地解決此問(wèn)題，并能有效減少病害的發(fā)生，保證瀝青路面的正常運(yùn)行。

1 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性

隨著改革開放的深入，公路建設(shè)越來(lái)越受到國(guó)家的重視，各地都按照國(guó)家出臺(tái)的公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有關(guān)規(guī)定，加大了對(duì)公路設(shè)施的建設(shè)力度。在我國(guó)高速公路的施工中，有70%以上的高速公路都是用瀝青攤鋪而成，為確保高速公路的安全，降低各類事故的發(fā)生概率，必須加強(qiáng)對(duì)瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。隨著我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展，對(duì)公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理提出了更高的要求，必須研究新的技術(shù)，逐步改進(jìn)現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)管理方式，以適應(yīng)公路行業(yè)的發(fā)展要求。所謂預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，即對(duì)已經(jīng)完工的公路及相關(guān)設(shè)施展開有效的維護(hù)管理，在不增加路面結(jié)構(gòu)承載力的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)完好的路面或附屬設(shè)施有計(jì)劃地采取有益的措施，以達(dá)到保養(yǎng)路面系統(tǒng)、延緩損壞、保持或改進(jìn)路面性能的目的，確保公路的安全性和穩(wěn)定性，為公路正常運(yùn)營(yíng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種較為科學(xué)的管理方式，它能有效地保障道路的正常使用，并能獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，在實(shí)際的應(yīng)用中，卻存在一些較為突出的問(wèn)題，比如：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)并不能減輕周圍環(huán)境對(duì)路面的影響；只可以延長(zhǎng)道路的使用壽命，而不能提高路面的承載能力；在特殊的情況下，甚至有可能對(duì)路面造成更大的損壞[2]。因此，在施工建設(shè)中應(yīng)強(qiáng)化對(duì)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理的重視，合理規(guī)劃和安排工作的重心，保證基礎(chǔ)方式的科學(xué)化和合理性，避免對(duì)公路造成不良的影響。在具體的實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)預(yù)防性維護(hù)功能的有效革新，盡可能地延緩路面結(jié)構(gòu)的老化。在我國(guó)所頒布的關(guān)于公路養(yǎng)護(hù)管理的發(fā)展規(guī)劃中，清晰地提出要進(jìn)一步加大對(duì)養(yǎng)護(hù)管理模式的研究和開發(fā)，建立健全費(fèi)用控制的管理機(jī)制，制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)管理方案，以避免各類矛盾的出現(xiàn)，使瀝青路面可以平穩(wěn)地運(yùn)行。當(dāng)然，加強(qiáng)對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新也非常重要，相關(guān)工作人員應(yīng)該針對(duì)目前的養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行優(yōu)化，并將其細(xì)化為多種技術(shù)創(chuàng)新的模式，以達(dá)到提高預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理效果的目的（見圖1）。

圖1 瀝青路面施工

2 瀝青路面病害問(wèn)題分析

2.1 車轍

車轍一般是由于一些超重車輛長(zhǎng)時(shí)間碾壓而產(chǎn)生的路面印記，路面的使用性能、使用壽命和舒適度等都能夠從車轍的深度中得到體現(xiàn)。路面之所以會(huì)出現(xiàn)車轍，主要是由于基層、面層之間壓實(shí)度不夠，同時(shí)中間層的強(qiáng)度、硬度都比較低，致使路面局部發(fā)生凹陷；或由于路段地形比較復(fù)雜，局部有一定的視距限制，導(dǎo)致車輛經(jīng)常需要?jiǎng)x車，車輪與地面頻繁摩擦而產(chǎn)生橫向和縱向的車轍；或由于路面基層的水穩(wěn)性、強(qiáng)度、剛度都未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在水流沖刷和地表水下滲的影響下，使基層發(fā)生沉降，從而引起上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)車轍；或由于路面材料的配合比控制不當(dāng)，瀝青用量超出設(shè)計(jì)要求，在高溫天氣則容易出現(xiàn)車轍[3]。

2.2 裂縫

裂縫是瀝青路面普遍存在的一種病害類型，主要分為網(wǎng)裂、龜裂和縱橫向裂縫。瀝青路面的裂縫與路面基層的厚度、瀝青混合料的配合比、施工的氣候環(huán)境等諸多因素密切相關(guān)。在道路運(yùn)行不久，路面上就會(huì)產(chǎn)生大小、寬度不一的縱橫向裂縫，早期對(duì)路面的使用效果沒(méi)有明顯的影響。然而，由于道路環(huán)境的復(fù)雜性和車輛荷載的持續(xù)性，瀝青路面的開裂面積持續(xù)增大，從而導(dǎo)致路面的使用性能下降[4]。在雨季，地面積水會(huì)透過(guò)裂縫向基層滲透，導(dǎo)致地基失穩(wěn)。

3 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料主要性能的相關(guān)要求

3.1 抗老化的性能

瀝青是一種耐老化能力比較弱的物質(zhì)，在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到外部環(huán)境的影響，因而其性能在一定程度上也會(huì)受到影響。在選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料時(shí)，其主要特性要求是具備一定的耐老化性，以保證瀝青路面的使用壽命。在材料測(cè)試中，需要對(duì)一些已經(jīng)產(chǎn)生老化反應(yīng)的瀝青材料進(jìn)行測(cè)定，向其添加一定量的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，再通過(guò)復(fù)合物理和化學(xué)作用優(yōu)化原瀝青材料的各項(xiàng)性能，使之盡可能地恢復(fù)到原來(lái)的程度，甚至可以進(jìn)一步提高其與基層的結(jié)合強(qiáng)度，從而達(dá)到提高其抗老化能力的目的。材料測(cè)試結(jié)束后，可以展開取樣和進(jìn)一步的測(cè)試工作，測(cè)試內(nèi)容包括針入度、延展性、軟化點(diǎn)等，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果選取最佳的養(yǎng)護(hù)材料。

3.2 高溫穩(wěn)定的性能

公路工程是一種戶外施工項(xiàng)目，施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到高溫氣候環(huán)境，高溫穩(wěn)定性是瀝青材料的一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)，所以在進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)，必須充分考慮此種影響。在高溫穩(wěn)定性的測(cè)試當(dāng)中，通常選擇常規(guī)的瀝青材料即可，將養(yǎng)護(hù)材料添加到瀝青材料中，通過(guò)復(fù)合反應(yīng)完成養(yǎng)護(hù)測(cè)試。上述工序結(jié)束以后，在確保其他因素不發(fā)生變化的情況下，將養(yǎng)護(hù)后的物料置于不同的環(huán)境溫度下，同時(shí)測(cè)量其黏度，得出不同溫度下的物料黏度情況表，通過(guò)對(duì)比，選擇最佳的預(yù)防養(yǎng)護(hù)材料。之后，還要通過(guò)控制試驗(yàn)確定養(yǎng)護(hù)材料與瀝青材料的最佳混合比例，在保持恒溫的前提下，調(diào)整養(yǎng)護(hù)材料的用量，并對(duì)不同摻量下的黏性變化趨勢(shì)進(jìn)行合理的分析，以改善配合比的設(shè)計(jì)。

3.3 低溫抗裂的性能

瀝青材料在高溫下需要考驗(yàn)其穩(wěn)定性，而其在低溫下則需要考驗(yàn)其抗裂性。在低溫氣候環(huán)境中，瀝青材料的脆性會(huì)大幅度提高，在外界載荷的作用下，非常容易出現(xiàn)裂縫和斷裂的情況，導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)被破壞。在低溫抗裂性能的測(cè)試當(dāng)中，主要是在常規(guī)的瀝青材料中添加養(yǎng)護(hù)材料，在保證其他因素相同的情況下，只對(duì)周圍的溫度環(huán)境進(jìn)行變化，并利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械對(duì)其脆性進(jìn)行測(cè)試。通常情況下是以脆點(diǎn)為基準(zhǔn)，依據(jù)不同的溫度等級(jí)，選用具備最佳抗裂性的養(yǎng)護(hù)材料。在上述試驗(yàn)結(jié)束以后，還應(yīng)進(jìn)行最佳配合比的試驗(yàn)分析。在相同的低溫環(huán)境下，改變配合比，測(cè)量每一種配合比對(duì)應(yīng)的脆點(diǎn)，并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化。

3.4 抗滑的性能

瀝青路面的抗滑性是衡量道路性能的一個(gè)重要評(píng)判指標(biāo)，它直接影響著車輛行駛的安全度和舒適度。但實(shí)際應(yīng)用中，由于太陽(yáng)的照射、雨水的沖刷、車輛的碾壓等因素的影響，其抗滑性能往往會(huì)受到一定的損害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)交通事故。在開展抗滑性能測(cè)試時(shí)，通常是將抗滑性能比較弱，或使用時(shí)間比較長(zhǎng)的瀝青材料作為研究和測(cè)試的對(duì)象，將擬測(cè)試的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料添加到此類瀝青材料中。加入養(yǎng)護(hù)材料后，瀝青材料的抗滑性得到明顯的改善，其主要參數(shù)表現(xiàn)為表面摩擦系數(shù)的增加。在上述測(cè)試工作結(jié)束以后，測(cè)試員可以利用擺動(dòng)摩擦系數(shù)計(jì)測(cè)量出養(yǎng)護(hù)后的瀝青材料的擺值，并將測(cè)量到的擺值轉(zhuǎn)換為20℃的擺值，與未加工的擺值進(jìn)行比較，以此確定最佳的養(yǎng)護(hù)材料。

3.5 防滲水的性能

防滲水性是瀝青路面的另一個(gè)重要指標(biāo)，如果防滲水性不好，則會(huì)使雨水滲入路面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基層當(dāng)中，從而破壞路面的耐久性。防滲性能測(cè)試是將擬測(cè)試養(yǎng)護(hù)材料加入具有明顯滲透性的瀝青材料中，利用兩者產(chǎn)生反應(yīng)后的物料對(duì)裂縫進(jìn)行填補(bǔ)，以增強(qiáng)其抗?jié)B性。在進(jìn)行材料防滲性能測(cè)試后，根據(jù)實(shí)測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料展開分析，并將其與未經(jīng)養(yǎng)護(hù)的瀝青材料進(jìn)行比較，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性、施工適應(yīng)性等因素，選擇出最佳的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。

3.6 耐久的性能

耐久性的目的在于保證道路的基礎(chǔ)性能能保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的作用下，最大限度地延長(zhǎng)道路的使用壽命，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。耐久性測(cè)試是在抗車轍能力差的瀝青材料中添加耐磨性能強(qiáng)的材料，并使二者充分反應(yīng)。通過(guò)使用養(yǎng)護(hù)材料，可以提升瀝青的耐久性。根據(jù)瀝青結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，將其置于輪胎表面進(jìn)行擠壓，直到結(jié)構(gòu)失去動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，并記錄下整個(gè)過(guò)程。通過(guò)比較未經(jīng)處理的瀝青結(jié)構(gòu)失去動(dòng)態(tài)穩(wěn)定所用的時(shí)間，可以選出性能最好的預(yù)防性材料。

4 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的技術(shù)分析

4.1 再生利用技術(shù)

在道路運(yùn)行的過(guò)程中，由于車輛荷載和碾壓等因素的作用，以及周圍環(huán)境因素的影響，使得路面出現(xiàn)很多裂紋和老化現(xiàn)象。瀝青路面是由瀝青和膠質(zhì)構(gòu)成的，在使用較長(zhǎng)一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)黏度下降、松散等問(wèn)題，而采用再生利用技術(shù)，可以有效地解決上述問(wèn)題：添加合適的再生劑，經(jīng)加熱之后，使其發(fā)生物理和化學(xué)性質(zhì)的改變，從而提高其綜合性能。

4.2 乳化瀝青稀漿封層技術(shù)

乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是公路養(yǎng)護(hù)中比較常用的一種技術(shù)，它是將適當(dāng)級(jí)配的石屑或砂、填料與乳化瀝青、外摻劑和水依據(jù)一定的比例進(jìn)行拌和，均勻地?cái)備佋诼访嫔闲纬傻臑r青封層。該技術(shù)在處理瀝青路面的裂縫、坑槽等病害方面具有較好的效果，且成本低，操作簡(jiǎn)單，因而得到了大范圍的應(yīng)用。在實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)時(shí)，需要對(duì)瀝青路面的具體情況進(jìn)行細(xì)致的分析，并根據(jù)瀝青路面的構(gòu)造和耐磨性能，選用適當(dāng)?shù)拇址鈱雍图?xì)封層技術(shù)。在選用合適的添加劑和乳化劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)路面的情況，合理選用填料，并適當(dāng)增加填料種類和用量，以提高稀漿封層的總體質(zhì)量。此外，由于溫度、濕度等因素的影響，在養(yǎng)護(hù)時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡缆穼?shí)際情況，對(duì)其配合比進(jìn)行科學(xué)的控制（見圖2）。

圖2 瀝青路面封層

4.3 微表處技術(shù)

微表處技術(shù)是高速公路和機(jī)場(chǎng)道路常用的養(yǎng)護(hù)方法，在形式上與稀漿封層技術(shù)有很多相似之處，但在原料選擇、混合料技術(shù)要求、使用性能與壽命等方面存在差別。在瀝青路面的施工中，采用專用的攤鋪機(jī)將拌和好的混合料攤鋪到原路面上。如果道路損壞比較嚴(yán)重，可以采取二次攤鋪或多次攤鋪的方法進(jìn)行修復(fù)。但需要指出的是，該技術(shù)在實(shí)際使用中存在費(fèi)用高昂、工序繁雜等缺點(diǎn)，故目前很少采用這種技術(shù)。

4.4 霧封層預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)

霧封層技術(shù)是瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)前沿技術(shù)，在實(shí)際養(yǎng)護(hù)中，該技術(shù)不需要集料，只需要將稀釋后的乳化瀝青混合料均勻地噴灑在路面上即可，可以降低路面的水分，提高路面的平整度、承載力等綜合性能。霧封層技術(shù)特別適用于易發(fā)生開裂的路面，此外，也可以用于道路填埋的預(yù)處理施工當(dāng)中，但其缺點(diǎn)是會(huì)減少路面的摩擦力，所以，在應(yīng)用時(shí)需要加以注意。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨著我國(guó)公路施工技術(shù)水平的不斷提升，瀝青路面的養(yǎng)護(hù)技術(shù)也得到了進(jìn)一步的完善和發(fā)展，對(duì)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)以及管理也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，相關(guān)工作人員要結(jié)合實(shí)際的工作需要，加強(qiáng)對(duì)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的篩選和應(yīng)用，從而提高瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果。