瀝青路面預防性養護材料的開發及技術性能研究

張毅平

（北京中交路通科技發展有限公司，北京 100020）

1 瀝青路面預防性養護的必要性

在進行瀝青路面預防性養護材料開發過程中，需要加強對瀝青路面預防性養護的重視程度，逐漸改革當前的工作方案，從而為后續工作順利實施提供重要的保障。在改革開放以來，我國逐漸加強了對道路交通建設的重視程度，并且根據我國高速公路路網規劃的相關要求，各個地區紛紛加強了對交通運輸道路設施的建設程度。在公路建設的過程中，70%以上的公路是由瀝青鋪設而成的，因此為了保證公路的正常運行，減少各種突發問題的發生，在實際工作中需要加強對瀝青路面預防性養護管理的重視程度，延長道路本身的使用壽命。隨著道路建設的不斷發展，對養護管理的要求越來越高，因此需要開發新的技術方案，逐漸改革當前的養護管理模式，避免對道路后續的使用造成一定影響。預防性養護主要是指對已建好的道路和配套設施進行有效管理，盡可能減少道路中的破壞問題，并且還需要落實精細化的工作原則，防范各種矛盾問題的發生，以保證道路平穩運行為主，有序實施當前的工作方案，從而為道路后續的運轉提供重要基礎。

預防性養護屬于科學的管理方法，有效保證了道路使用的水平，以此來獲取較大的經濟效益，從而為公路的運轉提供重要基礎。但是在實際使用過程中存在諸多的問題也是較為突出的，例如預防性養護無法降低周邊自然環境對道路運行本身所產生的影響，這種措施只是延緩道路壽命，并不提升道路的承受能力，在一定情況下還會出現較嚴重的故障以及破損問題。因此在施工過程中需要加強對瀝青路面預防性養護管理的重視程度，調整現有的工作重點，加強對基礎模式的科學創新，防止對道路產生一定的影響。在實際工作中需要加強對預防性養護功能的有效創新，延緩結構性的損壞問題。關于我國公路養護管理發展規劃中明確指出了要全面加強預防性公路養護管理模式的研究力度，在完善成本控制模式基礎上提出更加科學的公路養護管理方案，防止各種矛盾問題的發生，從而使瀝青路面能夠更加平穩的運行。另外，還需要加強預防性養護標準的創新力度，根據公路瀝青的發展現狀優化當前的工作方案，并且還需要劃分為不同的技術創新模式，從而使預防性養護管理效果能夠得到全面的增強，為道路的運行奠定堅實保障，因此在實際工作中需要管理人員加強對這些問題的重視程度，優化當前的工作方案，充分發揮預防性養護管理工作本身的優勢，為道路后續的運轉提供重要的保障。

2 瀝青路面預防性養護材料的開發及技術性能

2.1 瀝青灌縫膠材料的運用

2.1.1 概述

裂縫為瀝青道路中的主要表現形式，為路面開裂，按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網狀裂縫（龜裂）和不規則裂縫等四種型式：（1）網狀裂縫。相互交錯的裂縫將路面分割成形似網狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊；（2）縱向裂縫。與道路中線大致平行的長直裂縫，有時伴有少量支縫；（3）橫向裂縫。與道路中線近于垂直的裂縫；不規則裂縫。路面裂縫呈不規則形狀。在當前裂縫處理時，包含了灌縫、填縫和貼縫。

為了避免對瀝青路面的后續使用產生一定影響，在實際工作中需要加強對瀝青灌縫膠材料的科學使用，以此來優化當前的預防性養護管理模式。瀝青灌縫膠是一種復合改性材料，成分包含：優質道路石油基質瀝青、橡膠粉、SBS等。常溫下為固態，瀝青灌縫膠熱熔快，粘結性強，具有良好的抗形變恢復性能。

2.1.2 材料的研發

為了使這一材料能夠發揮應有的價值和效果，在實際工作中需要加強對材料的科學研發，考慮當前的預防性養護要求，并且還需要和瀝青路面的使用特點相互匹配，從而使整體工作效果能夠得到全面提高。在材料運用過程中，主要是將不同的化學材料在一定溫度條件下發生物理化學反應得到混合物，一般情況下包含了瀝青和橡膠粉等不同的材料。在材料選擇過程中，需要根據當前預防性養護的要求和標準來選擇合適的材料，必要時可以在前期工作中開展科學的實驗，了解不同材料的性能以及在預防性養護中發揮價值之后，再確定好不同材料的調配比例，從而避免對后續預防性養護造成一定影響。

例如，在進行材料選擇方面可以選擇普通的重交瀝青，要按照實際情況進行有效選擇，之后再進行科學的實驗，避免對后續的材料使用造成一定的影響，并且還要做好數據的記錄以及總結工作，掌握更加成熟的處理方法，從而使整體養護效果能夠符合相關的要求。在選擇橡膠粉時，要將不同的高天然橡膠含量的橡膠線融入其中，也可以配合著橡膠聚合物以及炭黑來完成當前的操作。在技術實施的過程中，可以采取常溫的方法來進行材料的科學選擇，避免對后續的使用造成一定影響。同時在材料融入的過程中還可以添加一些礦物填充劑和軟化劑等等，礦物填充劑主要是為了防止出現性能降低的問題，有效減輕了前期的制作成本，并且在材料添加之后能夠使材料本身具備較強耐熱性，有效滿足當前的運行要求。一般所采取的礦物填充劑包含了滑石粉和大理石粉等等，在選擇軟化劑時，主要是為了滿足材料在低溫條件下的變形需求，避免出現裂縫的問題，適當提高材料本身的可塑性以及柔性。常見的材料包含了煤焦油和機械油等等，需要考慮材料的運用特點以及前期的制作成本，選擇正確的材料來用于當前的工作，從而使整體實施效果能夠得到全面提高。灌縫膠性能指標如圖1：

圖1 性能指標

2.1.3 技術方案

在選擇這一材料進行研發生產的過程中，需要先根據材料的性能確定整體的技術方案，做好整個應用過程的全面監督以及管理，從而使材料運用效果能夠得到全面提高。在實際生產中要先將瀝青加熱到180 ℃左右，之后添加橡膠粉，在高速剪切機的作用下剪切60 min左右。在材料處理的過程中還可以邊剪切邊加入橡膠粉，從而使整個材料能夠變得更加均勻。值得注意的是在實際材料加入的過程中，需要持續和緩慢地加入，避免出現粘結的問題而影響材料本身的性能。在130 ℃左右時，可以添加一些礦物填料邊投入邊剪切，持續時間大概為20 min，需要全面的觀察材料本身的特點以及所發生的異常問題，之后再完善當前的評價模式，為材料后續的使用提供重要的基礎。在完成材料的制備之后需要進行有效的實驗，比如可以進行錐入度的實驗，主要是采取瀝青針入度計，將標準針換成特定的設備來進行有效的實驗，全面了解材料本身的特點。在完成操作之后要進行的是流動的實驗，以此來評價橡膠瀝青灌縫膠的高溫性能以及相關的基礎指標，除了要進行軟化點的實驗之外，還需要進行流動實驗的科學評判保證其本身的流動性，防止出現粘接的問題，在實際實施的過程中需要做好數據記錄工作，了解材料本身的使用性能，灌縫膠沒有加入任何改性劑，橡膠粉的摻量達到了13%，高溫性能優良，60 ℃的流動值很小，硬度稍微偏大，按規范上的性能指標分屬于普通型，使用區域只要不是極寒或者極熱的地區，一般氣候地區均可以使用。

防止在后期使用時存在質量問題，應持續改進當前的生產方案。2.1.4 施工模式

在選擇這一材料進行施工的過程中，需要加強對其中溫度的科學控制，從而使整體施工能夠更加有序地進行。

在實際施工的過程中根據路面裂縫的寬度需要先進行裂縫的開槽，沿著裂縫開出一條凹槽，將灌縫膠加熱到其灌入溫度，用灌縫機上帶有刮平器的壓力噴頭將灌縫膠均勻的灌入裂縫槽內。

此材料具有與瀝青路面較強的粘結性能，但在實際操作的過程中需要先進行開槽表面的清除，避免出現任何的雜物而影響后續材料的使用，嚴格按照瀝青路面灌縫施工要求和標準來進行正常操作，從而使整體養護水平能夠得到全面提高。值得注意的是在瀝青路面表面層沒有足夠的強度來支撐切割沖擊時，不要采取開槽機來進行操作，避免對后續的施工產生一定的影響，從而使整體施工能夠更加順利進行，為后續施工提供重要的條件。在完成這一操作之后需要將橡膠瀝青灌縫膠加入到其中，并且還需要做好灌縫材料溫度的科學控制，避免出現溫度過低的問題。在灌注過程中需要連續性進行灌入，并且還需要考慮灌封膠本身的性能。之后進行全面檢查，如果發現不合格的地方，需要進行再一次的灌縫直到符合當前的施工要求。在后續工作中要進行的是養護操作，一般要冷卻15 min左右，可以在表面添加一些細沙來進行日常的施工，從而使整體施工效率能夠得到全面提高，保證后續工作的順利實施。

2.2 瀝青再生材料的應用

2.2.1 基本機理

在這一材料運用的過程中，主要是為了改善瀝青性能，瀝青路面在建成通車后會受到氣候、車載等因素影響出現老化的情況，瀝青在使用之前由于重復的加熱或者瀝青溫度加熱過高，瀝青分子加速運動，在內部引起聚合反應導致老化問題越來越嚴重，在后續施工過程中出現瀝青受熱面積過大，使瀝青膜越來越薄，出現老化。因此在實際工作中需要加強對瀝青再生材料的科學利用，考慮整體的運用功能和運用要求，從而使整體材料運用效果能夠得到全面提高。在實際應用的過程中，可以添加一些石油煉制的材料，例如油脂和礦物等等，有效防止瀝青出現老化的問題。同時還需要進行石油的科學提煉，防止對后續的施工造成一定影響，并且將瀝青中同類的化合物進行分解，之后再形成新的物質，使整體施工能夠更加科學。在這一材料運用的過程中能夠適當的改變原有瀝青本身的黏度，在和原油瀝青充分混合之后，能夠使原有的脆硬狀態轉變為軟塑的狀態，適當的提高本身的承壓能力。瀝青再生材料運用之后會凝聚成瀝青的溶質，分散在油分中，改善瀝青膠體結構。提高瀝青本身的流變效果，從而為瀝青道路使用提供重要的保障。具體指標如圖2：

圖2 瀝青再生材料指標

2.2.2 技術指標

首先是恢復老化瀝青的活性瀝青，再生材料屬于瀝青路面預防性養護的重要組成材料，主要是通過噴灑施工后滲透作用深入到瀝青路面的1.5 cm深層處，和已經老化的瀝青發生聚合反應，從而使得瀝青本身能夠產生逆向變化，減少脆性，改善已經老化的瀝青路面性能，降低路面的硬化度和脆性，有效提高了整體的處理效果。

其次是抗氧化的性能，瀝青再生除了能夠恢復老化瀝青組分之外，還可以改善老化路面本身的使用性能，達到良好的保護效果，防止瀝青路面出現太過老化的問題，在無形之中也有助于提高瀝青路面本身的抗氧化性能。

最后為抗滲透性能。瀝青再生屬于瀝青路面，預防性養護再生材料，主要是通過滲透的作用進入到瀝青路面的一定深度和已經老化的瀝青發生聚合反應，從而改善老化路面的使用性能，有效延緩各種瀝青路面病害的產生。在實際滲透的過程中分為短期滲透和長期滲透，短期滲透主要是通過簡單的滲透來完成實際的操作，長期滲透主要是指對瀝青施工使用半年后進行鉆芯操作之后再進行老化特點深入性測試，及時發現在路面中所產生的問題之后，再將材料灌入病害處。在實際操作時需要根據不同的工作要求選擇合適的材料來用于當前的操作，避免對瀝青路面的使用造成一定的影響。在材料使用的過程中還可以添加一些防水材料，適當的提高路面本身的防水性能，減少病害問題的發生概率。

3 結束語

隨著我國當前科技水平的不斷提高，瀝青路面預防性養護材料的開發和技術性能在逐漸改善，有效符合當前瀝青路面的養護管理要求，因此在實際工作中需要加強對基本要點深入性解讀，考慮不同材料本身的性能，和瀝青預防性養護進行相互融合，保證材料的正確使用，防范各種矛盾問題的發生，從而瀝青路面預防性養護管理效果能夠得到全面提高。