高速公路沥青路面预防性养护技术研究

彭 小 庆

(1.山西省交通科学研究院，山西 太原　030006；　2.黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西 太原　030006)



高速公路沥青路面预防性养护技术研究

彭 小 庆1，2

(1.山西省交通科学研究院，山西 太原030006；2.黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西 太原030006)

阐述了高速公路沥青路面养护的概念，从热沥青灌缝、沥再生、稀浆封层、薄层罩面等方面，介绍了高速公路中常用的预防性养护技术，并结合山西某高速公路的实际情况，选用沥再生技术对该路面进行预防性养护，取得了良好的养护效果，延长了路面的使用寿命。

高速公路，沥青路面，预防性养护

自二十世纪八九十年代以来，我国高速公路建设发展迅速，截至2015年，我国高速公路通车总里程已超过11.2万km，位居世界第一位，其中90%以上的高速公路采用沥青路面[1]。随着我国高速公路网的不断完善，许多高速公路已有不同程度病害，尤其是20世纪建设的高速公路损害比较严重，亟需进行养护[2]。在未来一段时期内，我国高速公路发展将由“以建为主”转变为“建养并举”，最终成为“以养为主”的发展模式。过去的高速公路养护方法多为被动性的矫正性养护，投资大、影响交通时间长，而且效果也不好[3]。预防性养护由于养护成本低、效果好等优点成为未来高速公路养护的必然选择。采取高速公路预防性养护措施，不仅能有效提升高速公路的经济效益，同时也有利于我国社会经济的可持续发展。因此，本文全面分析高速公路沥青路面预防性养护的概念及主要应用技术，并依托山西某高速公路进行工程实际应用，为我国高速公路养护的发展提供参考。

1　高速公路沥青路面预防性养护的概念

根据沥青路面路用性能的变化规律可将沥青路面的养护分为两个阶段：预防性养护和矫正性养护。预防性养护的概念最早由美国在20世纪90年代提出，其主要指的是高速公路在其使用寿命达到3/4时间时，路面的使用性能及耐久性将降低到40%左右，如果在此阶段实施路面养护措施，不仅投资低而且能够收到很好的养护效果。高速公路预防性养护的核心理念是通过提前采取措施，在路面出现病害初期有效遏制高速公路路面结构的内部及外部病害的进一步恶化，从而实现延长道路使用寿命的目的，同时有效节约养护成本。所谓的矫正性养护就是在路面出现局部损坏时，对局部路面或者指定的路面进行的修复措施。养护成本也要比预防性阶段高3倍～10倍，养护难度也大大增加。因此，我国未来高速公路养护的发展应将预防性养护作为重点[4]。

2　高速公路沥青路面常用预防性养护技术

2.1热沥青灌缝

热沥青灌缝技术，即指将普通沥青或改性沥青进行加热，直接注入裂缝中，对裂缝进行封堵，从而起到防水的作用，保护路面不受水破坏。通常采用AH-90号沥青或者SBS改性沥青。该方法的优点是工艺简单，施工方便，不需要大型机械设备，成本低，速度快。但是该方法也具有一系列的缺点，比如耐久性不高，一年后可能需要进行重新灌缝；夏季温度较高时，易被行车带走灌封沥青，影响养护效果；冬季温度较低时，沥青也易发生脆断，失去效果；另外，沥青灌入深度有限，导致养护效果具有局限性。该工艺主要适用于轻微程度的裂缝。

2.2雾封层

雾封层主要指通过专用的雾封层洒布车将普通或改性乳化沥青喷洒到沥青路面表层，从而生成一层防水层，对路面起到防水的作用，可以有效减少水对路面的破坏，且提升路面的磨耗性能以及路面材料之间的粘结力。雾封层施工过程中要求乳化沥青喷洒均匀、紧密，并一次性完成，主要适用于对出现轻度到中度沥青混合料松散的路面养护，可改善路面的功能特性，推迟路面大修年限2年～3年，明显降低路面设计寿命期内的养护费用。

2.3沥再生

沥再生技术是一种路面沥青功能性恢复工艺，在沥青路面没有发生大的病害时，将沥再生材料涂刷到沥青层表面，用于提高沥青的高低温性能，补偿由于沥青老化降低的延展性与柔韧性。据相关资料显示，沥再生技术可有效缓解沥青路面剥落、开裂病害，增加道路运营周期3年～5年。沥再生技术使用最为广泛的材料为沥青生Rejuva SealTM，其属于一种具有高性能防渗功能的沥再生密封材料，主要特点包括：不影响沥青原有表面结构；可以有效渗入到沥青表层与沥青结合在一起，改善沥青活性；且耐久性强。

2.4稀浆封层

稀浆封层是指由一定级配的集料辅以一定量的填料(石灰、矿粉等)与乳化沥青粘结而成的沥青混合料，采用封层车将其撒布在路表的表面功能层，在乳化沥青破乳后形成一定强度。稀浆封层中水分消失殆尽后，其宏观表现为细粒径的沥青混凝土，与AC-5相似。稀浆封层中的乳化沥青部分将渗入到路面裂缝中，部分对松散的集料进行粘结，使路面的松散集料、光滑表面、磨损等病害迅速得到修复。同时，其施工简单、成本低廉、耗能较少，在路面养护工程中容易推广应用。

2.5微表处

微表处是一种非常普及的沥青路面养护技术，可以有效的改善路面的耐磨耗性能和抗滑性能，同时可恢复车辙病害，提高路面的抗渗性能，同时能够缓解松散、泛油等多种病害。所谓的微表处封层是由早期的乳化沥青稀浆封层发展而来，其材料构成包括：乳化改性沥青、集料、填料、水以及外加剂。微表处封层的厚度一般控制在10 mm～15 mm，在施工后1 h～2 h即可通车。其施工工艺简单，成本较低，开放交通快，可有效改善原有沥青路面的平整度、抗滑性能、防水性能等。

2.6薄层罩面

薄层罩面养护技术主要指采用沥青混合料摊铺机在原沥青路表面摊铺一层沥青混合料，一般厚度选取15 mm～30 mm，以20 mm左右最宜，能够有效恢复原有路面平整度，提升路面抗滑能力，处治如坑洞、裂缝、辙槽等病害，有效延长道路使用寿命。根据施工工艺与材料不同可分为冷薄层罩面和热薄层罩面两种。冷薄层罩面主要采用材料为乳化沥青或改性乳化沥青与集料的混合物，在常温下进行施工，具有延长施工季节、节省沥青用料、减少污染能耗等优点。热薄层罩面指采用热沥青混合料进行摊铺，具有养护效果好、摊铺厚度易于调节、可承载重交通、服务寿命长等优点，通常采用AC密级配沥青混合料或SMA沥青混合料。

3　高速公路沥青路面预防性养护工程应用

依托山西某高速公路实际，对预防性养护的工程应用展开研究。该山西高速公路通车十余年来，受到环境、交通因素的影响，路面出现一系列病害，通过检测，许多路段已不能满足设计要求。路面病害主要为横向裂缝、纵向裂缝、车辙、沉陷和坑槽等。经过研究，选择沥再生技术进行路面的预防性养护。

3.1工程应用情况

选择桩号K5+100～K6+100作为试验段实施沥再生技术进行预防性养护。沥再生材料选取Rejuva SealTM。根据病害情况、原路面配合比、路面的使用年限来确定Rejuva SealTM用量为0.3 kg/m2左右。

3.2试验路检测结果及评价

在路面实施沥再生养护并开放通行12个月后，采用路面渗水仪、摆值仪对路面进行检测，检测路面养护后的渗水性能与抗滑性能，并与施工前路面检测结果进行对比，以评价分析实施沥再生养护后的路面预防性养护效果。路面养护前后试验结果对比如表1所示。

表1　沥再生预防性养护技术施工前后路面检测结果对比

从表1中可以得出：1)对比路面实施沥再生养护前后数据，路面的渗水性能显著提高，多处位置的渗水系数检测结果为0。在施工后通车12个月左右，且经历了一个寒冬，表明实施沥再生养护后有效改善了路面的防渗水性能，且经受住了时间与温度的考验。2)在实施沥再生养护后，路面的抗滑性能有小幅度减小，但仍符合《公路养护技术规范》中BPN>37为良好的技术要求[5]，这可能是由于在路面新涂刷一层材料保护膜所造成的，随着通车运行及时间的增长，这个影响因素将会逐渐减轻。在通车12个月后发现路表面的沥再生材料已渗入沥青中，与原路面有效结合在一起，有效改善了沥青的抗老化性能，增强沥青的活性，而且增强了车辆轮胎与路面之间的摩擦力，进一步改善了路面的使用质量。综上分析，对高速公路实施沥再生预防性养护技术后，起到了很好的养护效果，延长了路面的使用寿命。

4　结语

本文首先阐述了高速公路沥青路面养护的概念，并对目前高速公路常用预防性养护技术包括热沥青灌缝、雾封层、沥再生、稀浆封层、微表处、薄层罩面等技术进行了全面分析，在此基础上，依托山西某高速公路进行了预防性养护技术的实际工程应用，为我国高速公路预防性养护发展提供参考。

[1]杨志国.公路沥青路面预防性养护措施与技术浅析[J].江西建材,2015(19)：43-44.

[2]王朝辉,王丽君,白军华,等.基于时段的沥青路面预防性养护时机与对策一体优化研究[J].中国公路学报，2010(5)：71-72.

[3]王凯.高速公路沥青路面养护管理决策优化研究[D].西安：长安大学,2014.

[4]贾毅,王恩营.沥青路面预防性养护规划实例分析[J].筑路机械与施工机械化,2011(9)：331-332.

[5]JTJ H20—2007，公路沥青路面养护技术规范[S].

[6]姚毓璋.微表处在高速公路沥青路面预防性养护中的应用[J].山西交通科技,2007(3)：29-30.

Study on preventive maintenance technology of highway asphalt pavement

Peng Xiaoqing1,2

(1.ShanxiAcademyofTrafficScience,Taiyuan030006,China; 2.MajorLaboratoryofTrafficIndustryofHighway&MaintenanceTechnologyinLooseRegion,Taiyuan030006,China)

The paper describes the concepts of highway asphalt pavement maintenance, introduces common preventive highway maintenance technologies from aspects of hot asphalt joint, asphalt recycling, slurry sealing, and thin overlay, carries out preventive maintenance by selecting asphalt recycling technology according to actual highway conditions in Shanxi province. As a result, it achieves great maintenance effect and prolongs pavement servicing life.

highway, asphalt pavement, preventive maintenance

1009-6825(2016)08-0160-02

2016-01-05

彭小庆(1984- )，男，工程师

U416.217

A