高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

0 引言

傳統(tǒng)矯正性養(yǎng)護(hù)多在病害顯著惡化后介入，不僅工程量大、成本高昂，且嚴(yán)重干擾通行。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[1]強(qiáng)調(diào)在路面結(jié)構(gòu)性能良好、僅出現(xiàn)輕微病害征兆時(shí)，主動(dòng)采取經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施，阻斷或延緩病害發(fā)展，維持路面使用功能，是提升路網(wǎng)服務(wù)水平和投資效益的關(guān)鍵策略。其實(shí)質(zhì)是一種具有前瞻性的低成本養(yǎng)護(hù)理念。

本研究聚焦高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)核心技術(shù)，深入剖析其作用機(jī)理、適用條件、實(shí)施要點(diǎn)與效果評(píng)價(jià)，旨在構(gòu)建科學(xué)完善的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系，為養(yǎng)護(hù)工程實(shí)踐提供系統(tǒng)化解決方案。

1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)機(jī)理及優(yōu)勢(shì)

1.1 基本概念

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)并非單一技術(shù)，而是一個(gè)基于路面狀態(tài)監(jiān)測(cè)、性能預(yù)測(cè)和經(jīng)濟(jì)分析的綜合性技術(shù)體系。其核心理念在于“治未病”，即在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度尚存、表面功能開(kāi)始退化，如出現(xiàn)細(xì)微裂縫、輕度松散、抗滑性能小幅下降，但尚未發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞的“最佳時(shí)機(jī)”。通常路面性能指數(shù) PCI 處于 80～95 時(shí)進(jìn)行干預(yù)介入，可以實(shí)現(xiàn)最低的成本投入獲取最大的性能維持效益。

1.2核心功能

從技術(shù)作用機(jī)理層面來(lái)看，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要實(shí)現(xiàn)四大核心功能：密封阻水、修復(fù)表面、改善功能及延緩衰變。密封阻水是基礎(chǔ)，通過(guò)有效封閉細(xì)微裂縫和表面孔隙，阻斷水分侵入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，防止水損害這一加速路面破壞的關(guān)鍵誘因。修復(fù)表面則是針對(duì)已出現(xiàn)的輕微缺陷，如細(xì)小裂縫、麻面、松散等，以恢復(fù)路面的連續(xù)性和完整性。

改善功能重點(diǎn)提升路面的行駛安全性與舒適性，包括恢復(fù)或提高抗滑性能以減少雨天事故風(fēng)險(xiǎn)，改善平整度以提升行車舒適度并降低車輛磨損。延緩衰變則是最終目標(biāo)，通過(guò)上述綜合作用，顯著減緩路面性能指標(biāo)的下降速率，推遲昂貴的大中修時(shí)機(jī)。

1.3經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)

該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在顯著降低路面的全壽命周期成本[2]。大量研究與實(shí)踐表明，科學(xué)實(shí)施的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)雖需一定的初期投入，但能大幅延長(zhǎng)路面的使用壽命，減少使用期內(nèi)的大中修次數(shù)和規(guī)模。通過(guò)查閱大量資料并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，將不同養(yǎng)護(hù)干預(yù)時(shí)機(jī)的成本效益進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

2預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)分類及特點(diǎn)

2.1 表面封層技術(shù)

2.1.1 微表處技術(shù)

微表處技術(shù)是由聚合物改性乳化瀝青、級(jí)配集料、填料、水和添加劑在常溫下精確拌和攤鋪而成的薄層罩面[3]。其核心優(yōu)勢(shì)在于能快速開(kāi)放交通（通常1~2h）、具有卓越的抗滑與耐磨性能、良好的封水效果及一定的車轍填補(bǔ)能力。

表1不同養(yǎng)護(hù)干預(yù)時(shí)機(jī)的成本效益對(duì)比分析

改性乳化瀝青（常用SBR、SBS改性）賦予其高黏結(jié)性和彈性恢復(fù)能力。集料要求堅(jiān)硬、潔凈、呈近立方體狀，最大粒徑通常為 9.5mm 或 4.75mm （用于精細(xì)罩面）。油石比設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，需通過(guò)配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)（如濕輪磨耗試驗(yàn)、負(fù)荷車輪黏砂試驗(yàn)）優(yōu)化確定，一般在5.5%～8.5% 之間。施工需采用專業(yè)攤鋪設(shè)備（帶精確計(jì)量系統(tǒng)），控制好攤鋪速度、厚度（一般 7～15mm ）和接縫處理。

微表處技術(shù)主要適用于表面老化、輕度松散、抗滑不足、存在非活動(dòng)性車轍（ ?<25mm ）的路段，其局限性在于不能解決結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題，對(duì)裂縫擴(kuò)展的抑制作用有限，且初期噪音可能稍大。

2.1.2霧封層技術(shù)

霧封層技術(shù)是將低黏度的乳化瀝青（常為慢裂型）或再生劑類材料，通過(guò)專用灑布設(shè)備形成霧狀噴灑至已清潔的舊瀝青路面。其作用機(jī)理主要是滲透、密封和再生。材料滲入路面微小孔隙和細(xì)微裂縫，形成密封層阻隔水與空氣[4；同時(shí)，輕質(zhì)油分可部分軟化老化瀝青，恢復(fù)其柔韌性和粘結(jié)力。其材料選擇多樣，包括普通乳化瀝青、改性乳化瀝青（如SBR改性）、專門(mén)的再生霧封層（含更高比例活性成分）。

霧封層技術(shù)施工簡(jiǎn)便快捷，單位面積材料用量少（一般 0.3～0.8L/m²) ，成本低廉，交通中斷時(shí)間極短。霧封層技術(shù)主要適用于路面整體狀況良好（ PCI>85 ）、存在細(xì)微裂縫（ ∠3mm. 、輕度滲水、瀝青膜輕度老化、抗滑性能尚可但需維持的路段。其缺點(diǎn)是對(duì)嚴(yán)重病害無(wú)效，對(duì)路面宏觀構(gòu)造紋理無(wú)改善，甚至可能輕微降低抗滑性能，效果持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，通常為1~3年。

2.2薄層罩面技術(shù)

2.2.1熱拌瀝青混合料薄層罩面

熱拌瀝青混合料薄層罩面是在現(xiàn)有路面上加鋪一層2.5～4.0cm 厚的熱拌瀝青混合料，常用類型包括SMA-10/SMA-13（強(qiáng)調(diào)抗滑耐久）、0GFC-10/OGFC-13（強(qiáng)調(diào)排水降噪）、Novachip（特制的斷級(jí)配混合料）等。其核心價(jià)值在于能顯著改善平整度、提升抗滑性能、有效封閉路面、修復(fù)輕度表面變形及提供更長(zhǎng)的服務(wù)期（5~8年甚至更長(zhǎng)）。

其材料設(shè)計(jì)需考慮層間黏結(jié)性（必須噴灑高黏改性乳化瀝青黏結(jié)層）、混合料本身的抗滑性、耐久性及抗反射裂縫能力。施工要求路面潔凈干燥、黏結(jié)層噴灑均勻足量、混合料攤鋪溫度控制嚴(yán)格及壓實(shí)及時(shí)充分。該技術(shù)適用于表面損壞較明顯（如輕度塊裂、龜裂、麻面、車轍）、平整度較差、抗滑性能顯著下降，但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仍滿足要求的路段。其成本高于微表處，對(duì)施工工藝要求更嚴(yán)格。

2.2.2冷拌與溫拌薄層技術(shù)

冷拌與溫拌薄層技術(shù)是為響應(yīng)環(huán)保與節(jié)能降耗的要求發(fā)展而來(lái)，如乳化瀝青冷再生混合料薄層、溫拌瀝青混合料（WMA）薄層。其優(yōu)點(diǎn)是降低拌和與攤鋪溫度（溫拌一般降低 20～40^°C )，減少能耗和排放，改善施工環(huán)境，延長(zhǎng)施工季節(jié)，并允許更長(zhǎng)的運(yùn)輸距離。

該技術(shù)核心在于溫拌添加劑（有機(jī)蠟類、化學(xué)類、泡沫瀝青技術(shù)）或冷拌乳化瀝青的應(yīng)用，其性能可接近或達(dá)到熱拌混合料水平（需優(yōu)化設(shè)計(jì)），適用于對(duì)環(huán)保要求高、施工溫度受限或長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)膱?chǎng)景。

2.3裂縫處治技術(shù)

裂縫是瀝青路面最常見(jiàn)病害，及時(shí)有效處治是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心內(nèi)容。針對(duì)不同類型裂縫，技術(shù)選擇各異。

2.3.1非活動(dòng)性裂縫處治

非活動(dòng)性裂縫以溫縮裂縫為主，對(duì)于此類裂縫首選裂縫密封（灌縫）。材料主要有熱瀝青、改性熱瀝青、橡膠瀝青及專用密封膠，其中專用密封膠因其優(yōu)異的彈性、黏結(jié)性、耐老化性和自愈性成為主流。

其施工工藝包括開(kāi)槽（通常寬 >1.2cm ，深 >1.5cm 人清縫（高壓空氣）、加熱（熱施工型）、灌縫（專用灌縫機(jī)）及撒砂（防粘輪）。施工過(guò)程中，關(guān)鍵要確保槽型合理、縫壁潔凈干燥、材料溫度適宜及灌入飽滿均勻，實(shí)現(xiàn)有效密封。這可顯著阻止水分和異物侵入裂縫，防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展和周邊路面松散。

2.3.2活動(dòng)性裂縫處治

活動(dòng)性裂縫多由反射裂縫[5]、基層裂縫引起，對(duì)于此類裂縫需采用能適應(yīng)水平位移的處治方法。貼縫帶（自粘式抗裂貼）應(yīng)用廣泛，其結(jié)構(gòu)通常為聚合物改性瀝青層覆以高強(qiáng)度織物（聚酯、玻纖等）或薄膜為主。該技術(shù)施工簡(jiǎn)便，先清潔干燥裂縫區(qū)域，撕去隔離膜，再沿裂縫粘貼并壓實(shí)即可。其作用機(jī)理是吸收裂縫尖端的應(yīng)

力集中[6]，提供防水屏障。

在選擇帶寬時(shí)需考慮裂縫預(yù)期位移量，對(duì)于更寬或更活躍的裂縫，可采用抗裂貼（應(yīng)力吸收層材料，如SAMI）。其模量低、變形能力強(qiáng)，將其鋪設(shè)在裂縫上方一定寬度范圍內(nèi)，再覆蓋罩面層即可。

3工程應(yīng)用與效果驗(yàn)證

3.1工程概況

選取某高速 K1250+000-K1260+000 雙向路段作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用示范段，該路段通車運(yùn)營(yíng)8年，原路面結(jié)構(gòu)為4cm厚SMA-13、6cm厚AC-20、8cm厚AC-25、36cm水泥穩(wěn)定碎石基層、 20cm 厚級(jí)配碎石底基層。

其主要病害表現(xiàn)為：輕度至中度縱向與橫向裂縫（裂縫率約 1.8% ），局部輕微塊裂，表面瀝青膜老化明顯；構(gòu)造深度（TD）略有下降（平均 0.52mm 0，滲水系數(shù)偏大（部分點(diǎn)位 >150mL/min) ；平整度（IRI）平均值為2 .1m/km 路面損壞狀況指數(shù)（PCI）平均值為85.2；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠，彎沉代表值 <0.20mm 。綜合評(píng)估后，決定采用微表處（MS-3型）作為該路段預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案。

3.2實(shí)施要點(diǎn)

對(duì)寬度 ?3mm 的裂縫進(jìn)行開(kāi)槽清理并灌入高彈性密封膠。對(duì)局部松散、坑洼區(qū)域進(jìn)行挖補(bǔ)修復(fù)。徹底清掃路面，確保無(wú)浮塵、雜物。材料選用SBS改性乳化瀝青（殘留物含量 ?62% ，軟化點(diǎn) ?65^°C ）、玄武巖機(jī)制砂（粒徑 4，75～9.5mm ，砂當(dāng)量 ?65% ）、礦物填料（水泥）。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定最佳配合比，即集料：乳化瀝青：填料：水：添加劑 =100:10.5:1.5:8.0:0.3 ，油石比為6. 8% 。

使用進(jìn)口微表處攤鋪車進(jìn)行全幅攤鋪，設(shè)計(jì)厚度10mm 。施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制乳化瀝青和集料計(jì)量精度、拌和時(shí)間、攤鋪速度（約 3m/min ）和均勻性，并重點(diǎn)處理縱向接縫，確保平順。施工后自然養(yǎng)生，環(huán)境溫度為 25^°C ，濕度適中，約2h后開(kāi)放交通（初始限制車速）。

3.3效果分析

實(shí)施微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)后，定期進(jìn)行路面性能檢測(cè)。某高速公路微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施前后主要性能指標(biāo)對(duì)比如表2所示。

由表2可知，微表處層與原路面黏結(jié)牢固，表面均勻密實(shí)。關(guān)鍵指標(biāo)顯著改善：構(gòu)造深度（TD）提升至0.71mm ，提升約 36.5% ；滲水系數(shù)降至接近0mL/min（完全密封）；路面平整度（IRI）改善至 1.8m/km° 經(jīng)歷一個(gè)完整的冬季凍融循環(huán)和夏季高溫考驗(yàn)后，路面狀況良好，原有細(xì)微裂縫被有效封閉覆蓋，未出現(xiàn)明顯反射裂縫或?qū)娱g剝離現(xiàn)象。路面損壞狀況指數(shù)（PCI）在養(yǎng)護(hù)后12個(gè)月仍保持在92以上。

表2某高速公路微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施前后主要性能指標(biāo)對(duì)比

4結(jié)束語(yǔ)

相比滯后性的矯正措施，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能以顯著降低的長(zhǎng)期投入獲得更優(yōu)的性能維持效果。本研究系統(tǒng)論證了高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)。基于“治未病”理念，明確了路面性能指數(shù)（PCI）處于80~95區(qū)間為最佳干預(yù)窗口期。詳細(xì)闡釋了微表處、霧封層、薄層罩面及針對(duì)性裂縫處治等關(guān)鍵技術(shù)的核心作用機(jī)理、嚴(yán)格適用條件及精細(xì)化施工控制要點(diǎn)。

本文依托實(shí)體工程案例，采用SBS改性微表處（MS-3型，厚10mm）實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，其科學(xué)的設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)施工，使路面關(guān)鍵性能指標(biāo)得到全面提升，并成功抵御季節(jié)考驗(yàn)，路面性能指數(shù)PCI穩(wěn)定在92以上。實(shí)踐證明，科學(xué)選擇并規(guī)范實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，是提升高速公路路面服務(wù)品質(zhì)、延長(zhǎng)使用壽命、優(yōu)化養(yǎng)護(hù)投資效益的核心策略。

參考文獻(xiàn)

[1]李文江，曹偉杰.預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)在現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用探討[J].價(jià)值工程，2025，44(9):112-114.

[2]蒲小平.基于全壽命周期的高速公路工程造價(jià)影響因素[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2024(16):83-85.

[3]盧厚錠.高速公路養(yǎng)護(hù)工程中微表處施工技術(shù)分析[J].交通世界，2025(8):69-71.

[4]甄童奇，周雨馨.霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的工程應(yīng)用[J].交通世界，2024(15):70-72.

[5]郎海鵬.半剛性基層瀝青路面反射裂縫處治技術(shù)研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2024，22(14):55-57.

[6]蘆川.粒料基層瀝青路面層間剪切性能研究[D].合肥：安徽建筑大學(xué)，2021.