探讨沥青路面预防性养护材料的开发及技术性能研究

于庆国 张宝鑫

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2109-5042-1042

摘  要：伴随我国沥青路面预防性养护技术的不斷进步，当前行业的预防养护技术正面临着预防性材料不足的难题，尤其是缺乏快速型以及环保类养护沥青路面材料。沥青路面预防养护材料使用性能及其施工工艺的好坏，对公路养护使用周期和投资方面有着直接的影响。交通运输部自颁布“十二五”发展计划以来，强调对沥青路面进行科学养护，强化预防养护新材料、新技术、新设备的研究，推广低碳环保、节能养护技术的运用，从而实现标准化成套技术系统的形成，提升沥青路面的养护水平。基于此，该文主要分析沥青公路路面开发预防性养护材料以及技术性能。

关键词：沥青路面   预防性养护材料   开发   技术性能

中图分类号：U416                           文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）09（a）-0047-03

Research on Development and Technical Performance of Preventive Maintenance Materials for Asphalt Pavement

YU Qingguo1   ZHANG Baoxin2

（1.China Highway Engineering Consulting Corporation， Beijing， 100089 China; 2. Highway Maintenance Testing Technology Co.， Ltd.， China Highway Engineering Consulting Corporation， Beijing， 100089 China）

Abstract： Along with the continuous progress of preventive maintenance technology of asphalt pavement in China， the current preventive maintenance technology of the industry is facing the problem of insufficient preventive materials， especially the lack of rapid and environmental protection maintenance asphalt pavement materials. The performance of asphalt pavement preventive maintenance materials and their construction technology have a direct impact on the service cycle and investment of highway maintenance. Since the promulgation of the "12th Five-year" Plan， the Ministry of Transportation has emphasized the scientific maintenance of asphalt pavements， strengthened the research of new materials， new technologies and new equipment for preventive maintenance， and promoted the use of low-carbon environmental protection and energy-saving maintenance technologies， so as to realize the formation of a standardized set of technical systems and improve the maintenance level of asphalt pavements. Based on this， the paper mainly analyzes the development of preventive maintenance materials and technical performance of asphalt pavements.

Key Words： Asphalt pavement; Preventive maintenance materials; Development; Technical performance

自从我国公路建设加速发展以后，国内公路的建设高峰和养护高峰开始在重合期介入，这就增加了养护工作的任务负重。各部门对于养护公路工程的重要性深层认识、怎样提升公路养护的操作水平，变成摆在道路管理部门面前急需处理的问题。此外，养护资金不足与公路服务水平退化发生冲突，如何处理好此类冲突，使用有效资金营造出最大化养护收益，成为道路管理部迫切处理的一大难题[1]。预防性养护属于公路大量资金实现增保值的最佳手段，在上述问题的处理方面，彰显出潜在优势。作为一种新型养护道路理念，公路预防养护深受业界的高度关注，并得到了切实的推广运用。

1  沥青路面灌封材料的现状分析

沥青路面的裂缝修补需要对纵向、横向、反射、块状这4种裂缝进行针对性处理，裂缝的修补材料有加热型、传统型、贴缝型、常温型这4种，传统修补材料应用方便，采用的材料包括乳化沥青、改性沥青、橡胶沥青、改性乳化沥青、沥青等。加热修补材料经常在高等沥青路面的施工中运用，还能在水泥路面上使用，通常使用橡胶类沥青材料[2]。常温修补材料常在新建路面的接缝中运用，但不适合在裂缝中渗入，通常使用的材料包括有机硅、聚硫、聚氨酯等。贴缝修补材料通常在填缝、压缝、贴缝中使用。

2  灌缝胶性能的评价方法

沥青路面的灌封技术属于最佳预防养护方法，已经在国外养护道路作业中推广运用，在中国，也深受诸多道路管理部门的关注。一般灌缝胶技术会使用改性沥青的高分子聚合材料，具体使用中使用热施工方式。通常而言，灌缝胶应该具备和沥青混凝土缝壁较强粘结性、高温不会流淌、不会粘轮、低温不会脆裂等功能。国外具备相对完善的成套灌缝胶性能的评价系统与技术标准，但其在国内的实用性与合理性仍需做深入探讨。

3  橡胶沥青灌缝胶产品的开发以及技术性能分析

3.1 沥青路面的裂缝分类

沥青路面上的裂缝是一种常见病害，我国按照诸多分类方式对其类型进行了分类及分析。据相关报道显示，裂缝分类适合在沥青路面的使用性能调研分析，不适合在修补沥青路面裂缝中使用，因其分类标准只局限于裂缝的表面，尚未将路面裂缝的产生因素明确呈现。与我国研究实况相结合，可将裂缝分成荷载裂缝与非荷载裂缝两种。荷载裂缝是因行车荷载产生的，如路面整体的设计不合理，导致路面整体的强度不足[3]。此外，超载汽车、施工质量不达标、道路长时间使用中沥青发生老化等原因皆为沥青路面上的荷载裂缝。非荷载裂缝即沥青路面温缩产生的裂缝、半刚性基层反射性裂缝。

3.2 开发新型灌缝胶

3.2.1 橡胶粉

橡胶粉通常是由旧轮胎与天然橡胶含量较高的胶屑组成，成分包括灰分与炭黑、丙酮抽出物、橡胶聚合物等，橡胶粉根据轮胎的来源分成斜交胎橡胶粉与子午胎橡胶粉两种;如果根据胶粉颗粒可以分成0.5～1.5 mm粗胶粉、0.3～0.5 mm细胶粉、0.075～0.3 mm微细胶粉、低于0.075 mm的超细胶粉。一般状况下，常温生产出来的胶粉很粗，冷冻会生产出比较细的胶粉。

3.2.2 聚合物改性剂

聚合物改性剂类型繁琐，总结起来通常可以分成三类，即树脂类、橡胶类、热塑性。热塑性材料中SBS、SBR就是橡胶材料，树脂类材料中给乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯就是树脂类材料。

3.2.3 成膜剂

成膜剂发挥着让聚合物改性沥青的灌缝胶中维持油分的作用，可以长时间维持碳塑性与持塑性，让灌缝胶的表层固结不会轻易挥发。在这里油分通常微沥青与软化剂当中的油分。当前市场上成膜技术类别繁多，其中大部分以含量不饱和的动植物油为主[4]。

3.2.4 软化剂

软化剂主要作用为提升灌缝胶柔韧度、粘弹性、可塑性。换而言之，即用其提升灌缝胶与低温情况下变形力。一般选用石油系列柔化剂，其作为加油石油流程中的产物，具体包含煤焦油、变压油、机械油、六线油等类型。

3.3 橡胶类沥青灌缝胶的实用性以及施工技术

橡胶类沥青灌缝胶的施工技术如下。

3.3.1 裂缝开槽

沿裂缝开一条凹槽的目标在于为正处于开裂与合拢裂缝提供足够的空间，让裂缝中填入的灌缝胶不会受拉力、压应力作用以及受到交通荷载方面的损害。在这里值得注意，针对因温度变化出现的水平位移大裂缝需要开槽灌封进行修补，以此来满足由于水平位移让灌封材料所受的应力作用。针对微小裂缝与没有成熟的裂缝，随温度变化，这个裂缝可能会自己合拢，这时进行开槽灌缝并不合理。所以，对于这种裂缝无须开槽灌缝，可以免去开槽步骤，直接开展清理裂缝操作[5]。此外，针对一些不会形成水平位移的纵向裂缝在进行灌缝修补过程中，要想省时、省费用，可以考虑不开槽作业。针对这种裂缝即便未进行开槽灌缝修补，也会收获比较满意的效果。

3.3.2 清理

在修补裂缝时，不管开槽或未开槽，裂缝当中都会具有碎屑、杂物以及灰尘，开槽作业需要在施工上道环节开展中在裂缝槽中产生残渣，这里提出了对这些残渣与灰尘进行全面清理的要求，以确保灌缝胶和缝壁之间并无杂物，确保其稳定粘结，若是未对裂缝壁进行全面清理，容易造成本身和灌缝胶材料粘附性降低，并导致灌缝胶材料发生脱出产生粘结无效。一般使用压缩空气方式或钢丝刷对裂缝进行清理，偶尔为了避免灌縫胶在裂缝槽中灌入中，由于周边温度较低而对其本身性能产生影响时，可选用对灌缝槽提前预热的方式，使用热空气喷枪工具。

3.3.3 灌缝

加热橡胶类沥青灌缝胶处理至其灌入温度，使用灌缝设备带刮平器压力喷头在裂缝槽内均匀灌入灌缝胶。此外，为确保灌缝胶在切实灌入中温度不会下降，需在灌缝胶出料口处装置一个加热设备。通常包括贴缝灌入与针式灌入两种[6]。在这里需要注意，每一条裂缝灌入灌缝胶都要保证持续不间断地灌入，不然会对灌缝胶性能方面造成影响，若是裂缝尚未被完全填充，需及时开展二次灌缝。

4  结语

总之，沥青路面的预防性养护材料在我国处于刚起步阶段，尚未获得充分落实与发展，所以未来道路管理工作者应将贯彻预防性路面养护观念作为养护道路工作中的主要任务。针对不同路面与损坏型需选择不同养护方法，只有积极开发预防性养护材料，才能提升沥青路面的养护效率，从而为我国交通安全提供保障。

参考文献

[1] 王晋.沥青路面预防性养护材料的开发及技术性能研究[J].产业科技创新，2019，1（22）：59-60.

[2] 石玥茹.公路沥青路面预防性养护材料的试验及应用研究核心探究[J].中国建材科技，2019，164（2）：100-101.

[3] 闫晨，朱振祥，李燕，等.高速公路沥青路面预防性养护指标及措施决策研究[J].土木工程，2020，9（2）：11.

[4] 苏卫国，戴民松.基于沥青路面使用性能衰变规律的高速公路预防性养护计划研究[J].公路工程，2020，45（5）：178-183.

[5] 林科杰，弥海晨，向豪，等.沥青路面快速修复用单组分树脂冷补料性能研究[J].硅酸盐通报，2020，39（5）：238-246.

[6] 姚海星.基于路面实际工作温度的沥青混合料路用性能研究[J].公路，2020（8）：6-11.