沥青路面预防性养护工艺探讨

白璇

（贵州省沿河公路管理段，贵州 铜江 565300）

0 引言

随着国民经济的快速发展，道路建设作为国家经济发展的重要项目取得了长足的发展，此外，我国城市道路建设也有了很大的发展。沥青路面具有足够的机械强度、良好的弹性和塑性变形能力、良好的减震性、行驶平稳舒适、噪音低、无尘等特点，因此大部分优质路面采用沥青路面。但是，随着国内沥青路面的快速发展，我们必须看到，近年来，由于各种原因，很多沥青路面被过早地破坏，虽然规划周期一般为12~15 年，但也有部分路面是在国内建成的，使用的第一年、第二年就出现损坏，沥青表面的过早劣化已成为我们的一大难题。所谓预防性养护，是指道路在其寿命的前75%期间，生产力下降40%，这个时期称为预防性养护期，生产率再次下降40%，导致维护成本显著增加，这段时间被称为救援维护期。

1 路面病害分类

根据疾病的严重程度可分为两种。其中之一是功能受到损坏，即沥青路面的小裂缝、裂缝、剥落、油污、沥青的磨损和道路水的渗漏，导致沥青路面的不平整和防滑性降低。所以它不能按预期工作。另一种是结构受到破坏，即沥青路面，面层出现复杂的裂缝、凹陷、沉降，这是整个结构或路面的一个或多个组成部分的破坏，严重时可达到荷载。这两种类型的损害不一定同时发生。结构损坏通常需要全部更换，但在功能失效的情况下，可以通过切割和修复，即修复来恢复路面的完整性和防滑性。通过预防性维护措施来提高沥青路面的性能并延长其使用寿命。根据发病时间的不同，可分为三个阶段。第一阶段（变形和劣化的早期阶段）是路面建成通车后的1~3 年，在此期间，沥青混凝土和路面变形。病害主要表现为路面纵横裂缝、路面沉降和局部坑洼沉降。第二阶段（变形、劣化和稳定期）是沥青路面的早期变形，随着路基的稳定，变形也越来越稳定，并通过病害处理和沥青路面的不断更新来处理。它主要是在反复暴露于卡车负载下进行压实以实现稳定性。这一时期路面的变形和病害主要是由于轮胎在路面上的持续磨损以及雨季小障碍物的增加。第三阶段（破坏路面功能期）路面使用10 年后，该阶段沥青路面的变形和病害主要表现为路面的线状开裂，最高可达大面积。涂层的功能逐渐丧失。有效的维护，尤其是预防性维护，可以保持路面的良好功能，延长路面的使用寿命[1]。

2 道路沥青路面常见病害原因及机理分析

各种沥青路面病害产生的原因各不相同，但可以追溯到以下5 个方面。

2.1 车辆载荷

车辆载荷是影响路面耐久性的主要因素之一，通常以车辆总重、各轴型的轴向重量、各轮对的轮重为特征。然而，超载在我国和其他发展中国家很普遍。

2.2 环境

在众多环境因素中，温度和湿度对路面性能的影响最大，路面系统的温湿度条件随着环境温度和湿度的变化而变化，从而改变了路面材料的力学性能和结构强度。路面材料物理状态的温度和湿度变化会很快损坏路面结构，即使在不受交通负荷影响的情况下也是如此。

2.3 排水不良

我国沥青路面的水害已成为沥青路面的主要病害之一。沥青路面水害是荷载的反复作用和沥青路面在水存在下的热胀冷缩，从骨料的表面，导致骨料之间的粘结强度损失和路面损坏。

2.4 材料缺陷

沥青、砾石和骨料质量不均直接导致路面质量不稳定，沥青在给定温度和加载速率下的粘度越高，混合料的粘度稳定性越高，抗剪切变形能力越强，沥青混合料的撕裂强度也越高。近年来，我国公路发展迅速，但砂石市场比较混乱，没有统一的标准，没有相关部门的指导和监督，大多是由小厂组织，难以保证质量[2]。

2.5 施工不充分

目前沥青铺装都是机械化施工，机械化施工过程是一个连续的过程，如果一个过程出现问题，就会影响整个过程，对质量造成很大的隐患。

沥青路面施工过程包括：沥青混凝土混合料制备、基层检测、基层处理、混合料运输铺设、压实等。运输混合料时，应注意运输过程中保温，即沥青混合料的温度不得低于技术要求，并避免运输过程中突然减速。铺设路面时，首先根据需要调整路面的工作参数。相邻的条缝应进行处理，联合处理的好坏直接影响镀层表面的平整度，摊铺过程的实时检测是良好摊铺效果的保证。密封是沥青路面施工中最重要的工序，目前，沥青面层一般要求压实度至少为98%，以减少压实变形，提高抗撕裂性。结构压实不足，路面在交通荷载的影响下会进一步压实变形，容易引发各种病害，如沥青路面过早开裂。

3 预防性养护的一般技术

预防性维护通常在没有损坏或显示出轻微缺陷和疾病迹象的路面进行，目前使用的最常见的预防性维护方法是表面密封、填充裂缝和薄层罩面等。

3.1 表面密封

加固层连续铺设在整个路面上，密封材料可以是沥青或其他密封剂，也可以是沥青和填料的混合物。表面密封的目的是密封接缝和防水，防止打滑，提高光滑度和恢复表面功能。目前应用最广泛的面封技术有雾层封层、还原剂封层、石屑封层、泥浆封层（微生物封层）等。

稀浆封层是应用最广泛的预处理技术之一，稀浆封层技术可以预防和保持新旧涂层的老化、裂纹、光滑、松散、孔洞等病害，迅速提高涂层的防水、防滑、光滑、耐磨等性能。泥浆压实层硬化快，开动早，省注、滚压工序，一机可连续工作，简便易行，造价低廉，保证工程质量。近年来，随着新材料、新技术的引进和应用，改性乳化沥青浆密封胶出现。改性乳化沥青悬浮液是由改性乳化沥青和碎骨料、矿物骨料、水和水级聚合物添加剂组成的表面处理层。特性是它可以薄层铺设，快速硬化，并在施工后1h 内通车。由于改性乳化沥青悬浮液比传统悬浮液具有更快的硬化时间，因此改性乳化沥青悬浮液的密封剂可以比传统悬浮液更厚。主要用于修复路面结构，治疗裂缝、凹痕等病害，也可用于改善和密封路面的防滑面[3]。表面密封如图1 所示。

图1 表面密封

3.2 填充裂缝

这是高粘度和高粘弹性裂缝的填缝和密封的维护方法，处理方法根据裂缝的大小而有所不同。通常情况下，宽度小于2mm 的裂缝未经处理，2~6mm 可以表面密封，6~12.7mm 应扩口，然后喷涂密封剂，大于12.7mm的裂缝需要修复，缺点是操作复杂，建设周期长。

预防性养护的主要目的是防止雨水、冰雪从裂缝中进入，导致路面裂缝进一步扩大，导致出现抽水、点蚀等严重病害。裂缝填充的质量主要取决于所用的密封胶、施工工艺等。目前普通沥青路面、改性乳化沥青混凝土、裂缝密封胶、裂缝修补砂浆、防刮裂缝处理膏等都是预防性养护措施，用于裂缝填充和开裂等裂缝和裂隙的处理。

3.3 薄层罩面

薄层预防技术措施是在原沥青路面上施加一层厚度不超过25mm 的热沥青混合料，其作用主要包括两个方面。一方面恢复路面的粗糙度，提高防滑性和行车安全性；另一方面是处理前对原有涂层表面的损伤，可以延长涂层的使用寿命。目前，住宅薄壁地板的预防性工程措施可分为冷减薄、分层、热减薄和温减各种施工工艺。

薄层有效防止磨损路面进一步恶化，提高其平整度，恢复路面的防滑性，修正路面轮廓，对路面有一定的加固作用。但维护成本高。构建薄膜涂层的主要困难是不容易达到高密度，因为薄膜很薄，容易冷却，不适合与振动辊一起使用。因此，混合料的正确设计、温度控制、轧制工艺和轧辊的选择尤为重要。

4 预防性维护技术措施的选择

在有利的道路条件下，对于许多预防性养护措施，选择合适的预防性养护措施和技术措施是沥青路面预防性养护的关键，而预防性养护是道路结构损坏前最重要的技术措施，通常起着关键作用。在延迟大修和小修、降低维护成本和增加道路可用性方面的作用。因此，预防性维修技术措施的选择需要相应的决策模型。目前，决策树和决策矩阵法是国内外最常用的预防性维护技术措施选择方法。

无论采用哪种方法，都应基于一定的决策原则和技术指标体系。使用决策树和决策矩阵法：关于涂层表面类型和施工历史、功能参数和运动等级分类指标的信息，至少一种涂层条件参数，包括损伤条件和光滑度、各种缺陷；道路几何参数；环境条件等。

维护决策树的决策方法是基于一组技术参数逐层选择特殊处理措施，每个“点”代表一组特殊条件，如路面类型、损坏类型和程度，交通。体积和功能划分等等。解决方案矩阵类似于解决方案树，都依赖于一组规则或指标来选择维护或改进措施，不同之处在于决策树是系统的和图形的，决策矩阵是存储更多信息的表格，决策树和决策矩阵的优缺点如下。

优点：可以有效利用已有经验，选择适合地区条件的方法，通常用于项目级决策。

缺点：不适合不同区域的运动和应用，不适合新疗法的开发和应用，难以考虑和适应不同的因素，难以针对不同类型的病变制定解决矩阵，一般不适合评估不同的措施，不适合网级评估[4]。

5 最佳的预防性养护时间的研究

确定沥青路面预防性养护的最佳时间与预防性养护的作用密切相关。预防性维护是在疾病爆发前或发生期间进行的一项措施，对改善路面结构性能影响不大，因此应在路面结构良好的情况下进行预防性维护。预防性维护包括密封涂层、减少水分渗透到涂层结构中并减慢涂层的损坏速度、解决涂层强度问题，例如：平滑度（在一定范围内）和载荷，免费损坏；延缓路面的磨损，恢复路面，从而延缓路面的损坏和检修改造的时间，延长路面的使用寿命。因此，沥青路面使用寿命的调查应考虑以下4 个方面。

（1）路面结构强度。保证良好的路面结构是路面预防性养护的前提。

（2）路面沥青老化。保证路面不至于太旧，避免预防性养护后出现路面老化造成的裂缝等问题；交通状况下路面漏水及其对地表和主层的破坏作用，消除主层预防性养护后潜伏病害的风险。

（3）道路安全。路面的防滑和抗撕裂性来决定应该采取哪些维护措施。

（4）路面的平整度和其他损坏，以便在预防性维护之前进行必要的修理。

预防性养护采用科学的方法和技术，对道路状况进行科学的预测和评估，根据道路状况的优劣对道路状况进行排名，形成科学技术养护方案的制定依据。资金分配时，最初的目的是对有病征的路段进行治理，使各种道路病害能够得到治理，使路况始终保持状况良好，有限的资源才能得到很好的利用。此外，预防服务基于道路状况信息和现代检测评估方法，以更好地了解道路交通问题的发展规律。在高速公路上引入科学治疗各种疾病的方法，它可以作为专业人士的倡议，为现代科技的利益道路的维护服务。随着预防性维修的引入，道路状况始终保持在较高水平，代表着对社会的优质服务，预防性维修成为道路养护的主要发展方向。

6 结语

与一般路面养护和维修相比，预防性养护主要侧重于结构良好的涂层，以防止路面病害进一步恶化，减少各种路面病害对路面性能的影响，或防止路面病害的发生。目前，现有涂层的维护和修复技术和方法多种多样，加工范围广泛，涵盖了从局部加工到全涂层加工的不同层次。预防性维护主要有以下特点：性价比高；保护路顶系统并延缓严重道路病害的发生；维持或提高涂装系统的服务质量。然而，预防性维护通常不会增加路顶结构的承载能力。