浅谈沥青路面预防性养护

张宇 郭新红

［摘 要］随着我国公路建设的迅速发展，沥青路面已成为我国主要的路面类型之一。针对沥青路面不同类型、不同程度的病害，预防性养护已经从路面发生结构性破坏再去被动维修转变为在路面较为完好时预先采取养护措施的科学养护，从而保障道路的安全可靠，降低道路的整体养护成本，提高公路的通行能力。目前，我国沥青路面的预防养护技术措施已日趋完善，如何在最佳养护时机采取合适的预防养护技术措施至关重要。

［关键词］沥青路面；预防性养护；养护时机；技术措施

［中图分类号］U41文献标志码：A

随着我国公路建设的快速发展，传统的被动性养护管理模式已不能适应公路养护的发展需要。有效的预防性养护，不仅有助于提升道路的安全、耐久度，还有助于降低道路的运营成本，进一步提升道路的服务水平，为道路的安全、舒适和经济效益提供有力的支撑［1］。

1 沥青路面预防性养护内涵

1.1 预防性养护定义

沥青路面预防性养护旨在提升道路的整体性能，是一种为了防止贫油、松散、轻微网裂、车辙、沉陷等轻微病害而预先采取的主动性养护作业。沥青路面预防性养护通常包括六大封层技术、罩面类技术等，旨在提高道路的抗滑性能和防渗水性能，能将轻微病害抑制在萌芽状态，保证路面处于良好的使用状态和舒适状态。

1.2 预防性养护实质

预防养护的实质是在适当的时间，将适用的技术措施应用在适宜的路面上。选择结构强度没有大幅度衰减且路龄较短的路面，在适合的预防性养护时机，采取性价比较高的合适的预防性养护技术措施进行养护作业，以达到保证路面良好使用性能和减少路面全寿命周期内养护费用的目的［2］。

1.3 预防性养护与被动养护的关系

一般情况下，养护技术可分为两类。一是预防性养护，是指在路况较好且没有结构性破坏时所实施的养护技术措施，以便使路况功能一直保持在较好的状态；二是被动性养护，是指在路况已经出现不同类型、不同程度的病害时所实施的传统的养护措施，如灌缝、修补坑槽等。这两种养护方法实施的最佳时机存在差异，与被动性养护相比，预防性养护是一种更为经济有效的养护方式，具体原因有以下三点。

第一，从对路况性能的影响来看，预防性养护有更大的优势，因为它能使路面始终保持在一个良好的服务状态，从而产生良好的社会效益。

第二，就费用而言，预防性养护具有较强的经济性。预防性养护虽然需要预先投入养护资金，但由于后期养护维修费用大大降低，因此可以节约养护资金。

第三，就施工工艺而言，预防性养护简单、快速，对交通通行影响小。

在此需要注意的是，目前在我国公路养护工作中，被动性养护和预防性养护并不是对立关系，而是处于从被动性养护向科学的预防性养护逐渐过渡的过程。

2 沥青路面预防性养护时机

沥青路面预防性养护时机的确定至关重要，因为它决定了预防性养护的经济性和有效性。目前，确定预防性养护时机的方法有很多种，如决策树法、生命周期评估法等。

在美国的道路养护工作中，PCI指数被用于表示道路状况的优劣，PCI指数介于75～95可以采取常规的养护措施；而PCI指数介于60～75之间，表示道路状况良好，此时应该及时采取预防性的养护技术，以确保道路的正常使用，并阻止轻微病害的发展。

我国《公路沥青路面养护技术规范》（JTG5142—2019）（以下简称“新规范”）中明确提出，应根据公路等级、使用年限、路面技术状况、交通流量大小及组成气候条件等因素，合理确定沥青路面预防养护时机。预防性养护时机太早太迟都会产生不良后果。如果太早，即在路面还没有任何轻微病害时就进行预防性养护，会造成经济上的浪费；如果太迟，即错过了预防性养护时机，路面已经出现不同程度的结构性病害，使用预防性养护技术措施已无法达到保持路面完整的状态，只能采取传统的被动性养护，也会提高整个使用寿命周期内的养护总费用［3］。

3 沥青路面预防性养护常见技术措施

沥青路面预防性养护技术措施主要包括封层类、罩面类、裂缝封缝类和表面涂刷类。新规范中提出各等级公路适用的封层预防养护措施，见表1。

3.1 雾封层

通过使用雾状乳化沥青或专门的再生劑，可以对原有沥青混凝土进行沥青密封或还原，以增强其防水功能，填充微小的裂纹，并且显著改变其外观，增强其耐久性。这种技术特别适用于孔隙率较大的路面类型，如开级配、老化严重、已经松散的路面以及碎石封层路面。当出现严重的破坏基础的结构性病害时，这种方法并不适用。

3.1.1 原材料

在雾封层的施工过程中，乳化沥青、水、胶乳以及其他成分都是必不可少的。其中，乳化沥青的选择应该是阳离子类型，乳液的破乳速度不是特别严格，但是一般来说，建议选择快裂型的乳化沥青。

3.1.2 施工质量控制要点

雾封层施工质量控制要点主要包含喷洒均匀度控制、横向接头控制以及施工质量的控制。为了确保改性乳化沥青的混合均匀，在施工过程中，需要确保喷涂设备的性能稳定。此外，为了确保一个平整的横向接缝，需要在开始位置铺上一层厚厚的塑料膜，并且一旦开始施工，就马上把它拿掉，从而保证路面的美观。

3.2 还原剂封层

采取还原剂封层作为预防性养护措施，可以显著改善沥青路面老化问题［4］，它可以采取特殊的方法，如施加特殊的还原剂、再生剂等，以及采取相关措施来修复受损的路面，从而增长路面寿命，起到改善路面品质、提升通行安全系数、减少污染等效果。

3.2.1 原材料

还原剂是封层的关键组成部分，它具有强大的渗透、再生和密封功能，可以有效地恢复老化沥青的性能，并且在受到外力的反复作用下，能够持续地渗入道路表层，达到10～20 mm 的深度。

3.2.2 实施效果评价指标

还原剂封层的实施效果是通过渗水系数、构造深度和摩擦系数来评价的。

3.3 碎石封层

同步碎石封层技术是目前最常用的碎石封层技术，通过同步碎石封层车专用设备，黏结材料和碎石被同步铺洒在路面上，而后通过自然行车碾压或轮胎压路机碾压即可形成单层沥青碎石磨耗层。经过同步碎石封层处理后的沥青路面，具有良好的抗滑性能和防渗水性能。

3.3.1 原材料

碎石封层是由黏结料和石料组成的。其中，石料在里面比重最大，因此对碎石的形状、级配、硬度都有较高要求。施工使用的主要设备为同步碎石封层设备。使用同步碎石封层车需要操作者具备较高的技能，需要掌握机械的工作原理并具备良好的操作能力，以便能够准确、高效地完成铺设高质量的路面任务。

3.3.2 核心技术

同步碎石封层的核心技术主要有路用材料的选用、施工设备及施工工艺三个方面。

3.4 纤维碎石封层技术

纤维封层技术是一种先进的预防性养护施工方法，它通过纤维封层专用设备将两层沥青黏结料和中间的夹层玻璃纤维同步撒布在路面上，再经过碾压处理，形成一个新的耐磨层或者应力吸收层，从而有效地保护道路的安全性和耐久性。

3.5 稀浆封层、微表处技术

自20世纪80年代以来，稀浆封层技术已经被广泛应用于我国的公路建设中，尤其是普通公路的养护和下封层工程［5］。

近年来，随着技术的进步，微表处技术也已经成为一种重要的公路养护方式。它可以有效地保护公路表面，如作为沥青路面、混凝土路面、隧道路面的罩面等，还可以作为新建或改建高速公路和一、二级公路的沥青路面、水泥混凝土桥面的表面磨耗层，并且可以有效地减少表面磨损，从而延长道路的使用寿命。

3.5.1 原材料

稀浆封层和微表处的原材料均由乳化沥青、矿料、填料、添加剂、水组成。其中，矿料是稀浆封层和微表处混合料的重要组成部分之一，矿料的重量百分比高达90 %以上。因此，矿料的级配、品质等都会显著影响稀浆封层和微表处的使用性能。

3.5.2 稀浆封层和微表处的区别

普通稀浆封层和微表处的最大区别在于沥青的不同，相较于稀浆封层使用未改性的乳化沥青而言，微表处则使用的是改性乳化沥青；由于微表处经常用在交通流量大的路面，故在ISSA-A143中微表处的级配删除了Ⅰ型级配，因为Ⅰ型级配太细，不利于形成骨架，起不到支撑作用。因此，微表处只保留了Ⅱ型、Ⅲ型两种级配。另外，微表处常被用于高速公路，要求施工时尽量对交通影响降到最小，因此微表处混合料对黏聚力指标做出了要求，而一般稀浆封层没有；微表处除作为封层结构外，还可以用来填充车辙病害，因此微表处混合料要求其负荷车轮碾压1 000 次后的试样侧向位移不能大于5 %。

3.6 复合封层

沥青复合封层的特点在于它的多重性，因为它由三到四层混合料组合而成，其中包括碎石联结层、改性乳化沥青透层、乳化沥青碎石封层、稀浆封层或者微表处结构层，总厚度约2～3 cm。虽然复合封层是由几个层次组合而成的，但由于不同粒径集料之间的互相嵌挤，层与层之间是没有明显分界线的。

集料在复合封层中是所占比重最大的一种原材料，它包含了三种不同大小粒径的石料，分别是20～30 mm的碎石、5～10 mm的碎石和0～5 mm的石粉。为了获得更好的黏结效果，经常会使用玄武岩和石灰岩。乳化沥青也分别应用在不同的层次，透层乳化沥青可以有效地促进层与层之间的黏接，而高固含量乳化沥青则可以有效地封堵碎石形成的孔隙。

3.7 薄层罩面

在国际上，薄层沥青混凝土罩面已经被广泛应用于各个领域，其中法国尤为突出。这种材料的结构层可以有效地提高新建或旧路改造过程中的抗滑能力，从而延长道路的使用寿命。在法国，薄层罩面的摊铺厚度通常在30～40 mm。而在美国，人们通常认为薄层沥青混凝土的厚度应该在15～30mm。

根据我国的沥青混凝土面层厚度，可将薄层罩面划分为三种：薄层罩面为25～30mm，很薄的罩面为20～25mm，超薄罩面的则为15～20mm。

3.7.1 结构特点

薄层罩面由两个部分组成：一个是表面磨耗层，它保证了驾车的安全、舒适、持久；另一个是黏结防水层，它可以增强上下层的黏结性，提高道路的防水能力，还能有效地减少反射裂缝对路面的不利影响。

3.7.2 NovaChip改性超薄磨耗层

NovaChip改性超薄磨耗层，旨在改善改善路面的高温稳定性、低温稳定性以及水稳定性，提高路面的抗裂缝和抗滑性。它主要适用于现有的沥青、水泥路面的养护作业。它是一种复合材料，其特性是NovaBond改性乳化沥青黏合层和NovaBinder间断半开式级配改性热沥青拌和料可同时通过NovaPaver去撒布和摊铺，施工效率高，开放交通快。

3.8 超黏磨耗层

这是一种黏结性很强的新型路面，因为它将超薄磨耗层NovaChip和微表处结合在一起，充分发挥两个路面结构的优势，同时还会加入玻璃纤维，从而使路面具有高的防水性能、耐磨性能，由于其具有高黏附性，会有效地抑制裂缝的发展。

其原材料中的玻璃纤维可以增强混合料的流变性，减少噪声影响，并延长道路的使用寿命。其摊铺设备中的超级摊铺箱大大提高了摊铺效率。

3.9 沥青路面裂缝预防性养护

通过对沥青路面的填缝，可以达到四个目的。提高道路的平整度；增强道路面的抗压性、抗拉性；加固道路的结构，提高道路的承载能力；防止由于雨水通过裂缝下渗而引起的基础结构破坏。

近年来，由于技术的飛速发展，越来越多的新材料、新技术和新工艺应运而生，如开槽灌缝、贴缝、养护剂灌缝等，它们可有效地解决传统的热沥青和乳化沥青人工灌缝的问题，使沥青可以更好地渗透至路面基层，从而有效地防止道路基础的破坏，并有效地保持道路的完整性［6］。

3.10 沥青路面涂刷沥再生技术

沥再生是一种混凝土修补材料，它散发出淡淡的挥发性气味，外观呈现出深棕色的油状物，它的组分主要包括35 %～50 %的煤焦油、32 %～42 %的石油蒸馏液以及15 %～40 %的煤焦油再生剂。它被广泛应用于道路裂缝的修补，以提高道路的耐久度。与传统的表面密封剂相比，沥再生RejuvaSealTM更加稳定，它能够在极端的环境中保持良好的黏结力，并且拥有极高的抗腐蚀能力。

4 结语

预防性养护的核心理念是通过“早养护”实现“少养护”，通过“早投入”实现“少投入”，代表了养护理念的科学发展方向。在恰当的养护时机采取适合的沥青预防性养护技术措施，不仅可以延长沥青路面的使用寿命，节省寿命周期内的养护费用，还可以使沥青路面在使用周期内保持良好的使用状态和服务状态，由此产生良好的社会和经济效益。

参考文献

［1］王娟. 浅谈预防性养护技术在公路养护中的应用［J］. 现代经济信息，2014（22）：422.

［2］舒誉榉. 浅谈公路预防性养护的现状与改进措施［J］. 科技创新与应用，2017（23）：75-76.

［3］陈永锋. 预防性公路养护技术及其应用实践研究［J］. 建材与装饰，2016（34）：248-249.

［4］龙湘春. 预防性公路养护技术在公路施工中的应用解析［J］. 建材与装饰，2016（34）：253-254.

［5］罗曼，汤杰，幸远. 高速公路预防性养护战略体系研究［J］. 中外公路，2011，31（1）：269-272.

［6］闫丽英，高速公路沥青路面的预防养护时机选择［J］. 交通世界，2018（7）：74-75.