高速公路养护新技术分析

陈大力

摘要：公路建成通车后，因承受车轮的磨损和冲击，受到暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冰融等自然力的侵蚀和风化，以及人为的破坏和修建时遗留的某些缺陷，公路使用质量会逐渐降低。因此，公路建成通车后必须采取养护维修措施，并不断进行更新改善。

关键词：高速公路；养护特点；养护新技术

中图分类号：X734文献标识码： A

一、高速公路养护的特点分析

高速公路属于高等级公路，反映着一个国家和地区的整体经济发展水平和交通发达程度。对高速公路的养护管理不容忽视，其养护具有以下几个特点。

1．高成本、复杂性和科技性。高速公路养护成本和标准较高，机械化使用和规模比例较大，另外施工程序较为复杂，需要不断研究和推行新型科技技术。

2．及时性和经常性。鉴于高速公路属于国家基础设施又有收费的特点，所以必须保持高速公路的系统完整性，要及时养护受损部分确保行车的舒适、安全、畅通，提高高速公路的运行效益。

3．广泛性。高速公路养护和管理是一个内容广泛，融合道桥建筑、机电、园林等为一体的综合养护体系。高速公路养护对象包括：道路、隧道、桥梁、沿线附属设施等。沿线附属设施包括监控、通信、照明、园林绿化和各种生活服务设施等。

4．危险性。高速公路中汽车通行量大，行驶速度快，养护工作人员进行工作时具有一定的危险性，同时也对通行车辆带来一定的安全隐患。

二、高速公路养护基本要求及重要性

高速公路养护管理是保证高速公路优良服务水平的主要手段。在高速公路使用过程中要及时发现公路不同程度的损坏并修复这些损坏，这样有利于向使用者提供安全、快捷和舒适的行车环境，有利于树立高速公路的对外形象，最终提高公路的经济效益和社会效益。要及时发现和改进由于设计或其他原因造成的道路及设施的先天性不足和使用缺陷。

由于建设期的各种原因，在高速公路投入使用后会出现诸如道路排水、边坡防护、标牌位置和使用功能等方面的问题，这些问题可以通过后期的养护维修来解决。加强公路养护，延长公路的使用周期。由于高速公路具有高车速、重交通的特点，应通过早期养护防止微小病害进一步扩大，将病害处理在萌芽状态。要经常检查沥青路面和混凝土路面的损坏状况，检查路面是否有轻微的龟裂、不规则裂缝、松散、车辙和边坡的稳定、坡面的冲刷等。当发现问题时要及时采取有效措施，确保公路养护的实际效果。

三、高速公路养护新技术分析

1．柔性基层

（1）以往的沥青路面需要处理基层时，多是对出现损坏的基层挖除后重做半刚性基层和沥青面层，完全恢复原先的路面结构形式，这需要较长时间养生，对交通产生极大影响且使用效果并不理想。目前很多省份开始尝试使用柔性基层，例如山西在取得应用经验的基础上，在路面维修中大面积推广柔性基层，其行车道的典型结构是5cm沥青上面层+6cm沥青中面层+9cmATB柔性基层+1 0cmATB柔性基层；超车道的典型结构是5cm沥青上面层+6cm沥青中面层+9cmATB柔性基层。原路面挖除的半刚性基层利用铣刨下来的废旧沥青混合料掺加适量的水泥浆然后回填，取得了良好的使用效果。

（2）柔性基层是由乳化沥青和水泥为结合料的一种冷拌混合料。其中乳化沥青破乳脱水表现出结合力，水泥则需要经过水化热过程结晶固化，两者互成条件,在混合料中形成立体网状的微观结构，因而兼有有机和无机材料胶结混凝土产品的双重优点。沥青和水泥不是对立体，乳化沥青乳液迅速破乳后混合料中含有水分，水泥能够主动吸水,并促使氢氧化钙分离出来,氢氧化钙能改善沥青与材料间的相互作用，水泥在沥青与石料之间起着活化作用。水泥颗粒与水的相互作用会导致碱性介质的生成,促使有机结合料沥青的进一步乳化，从而更加促进水化作用的进行。 乳液具有高稳定性与分散性，水泥与沥青具有良好的相互渗透性。从而使材料的细微结构具有了足够刚度的同时又具有可塑性和弹性。该混合料能够形成水泥结晶结构，混合料材料显现出它们之间的过渡特性。该结合料的弹性模量和弯曲极限值同普通沥青混凝土相比提高了50%～70%，降低了沥青的粘度，具有较好的施工和易性。

2．就地热再生技术

就地热再生技术，是用就地热再生机组在施工现场将旧沥青混凝土路面加热翻松通过喷洒再生剂现场拌和后就地摊铺碾压成型的再生工艺，它实现了旧沥青混台料的再利用，通过添加再生剂恢复了老化沥青的物理力学性能，通过再生工艺可以修复路面表面层的损坏。

就地热再生技术是适合于沥青路面面层连续修复的一种经济的现代沥青路面维修技术，此技术通过重复利用沥青混合料直接节省大量的砂石料和沥青资源，同时有效节约开采砂石料和废弃旧料占用的大量土地资源，达到资源节约和保护生态环境的目的。

就地热再生设备又称就地再生列车。它主要由红外线加热器或柴油预热器、沥青路面铣刨机、制双卧连续式搅拌器、沥青混合料摊铺机、沥青罐、骨料仓、新沥青混合料接料斗、牵引头及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为先用红外线加热器或柴油顶热器给沥青路面加热，使之软化，再用沥青路面铣刨机将加热后的沥青路面铣刨，然后收集到强制双卧连续式搅拌器中，添加新集料和新沥青用于底面层或再添加新的沥青混合料和新沥青用于面层，经搅拌后输送到沥青混合料摊铺机中进行摊铺、熨平，最后用压路机压实路面成型。

3．雾封层技术

雾封层技术是将乳化沥青或改性乳化沥青，以雾状喷洒在沥青路面上，封闭路面孔隙，修复路面老化改善路面外观。它是发达国家经常采用的沥青路面预防性养护技术，目前在我国也得到了初步应用。雾封层技术的关键是要有高品质的乳化沥青喷洒设备和乳化沥青材料。目前国内已经可以生产适合雾封层技术的喷洒设备和乳化沥青，为大面积推广扫除了障碍。经喷洒机械喷洒在沥青路面上，从而封闭路面孔隙,，稳定松散集料，恢复路面老化沥青功能的预防性养护技术。由于材料喷洒时，它将呈现出黑色的雾状，因此称为雾封层。雾封层是一种成本较低的、有效的道路预防性养护技术。主要适用于出现早期微裂缝、路表面集料松散、麻面及路面渗水严重等早期损坏。并且，此时的路面综合质量指数在良及良以上。

雾封层适用条件为：

（1）当原路面路表为 1~ 3 mm微小裂缝, 可不处理。但路面出现严重的网裂缝, 应将裂缝预先处理，待稳定后, 再采取雾封层技术。

（2）当原路面路表松散、麻面、沥青剥落或老化而结构强度完好时，采取雾封层技术，能有效地粘结松散集料，修复老化沥青，改善路面外观。

（3）当原路表面渗水系数增大，路面渗水严重或较严重，而路面结构强度及结构完好时，采用雾封层技术能有效地防止路面渗水，防止水的渗入软化基层及路基，使之得到保护，从而减少或防止水损坏。

雾封层材料作用机理与效果。当雾封层材料即沥青路面养护剂喷洒于沥青路面后，能流入微裂缝并渗入路面结构层中，在向裂缝深处渗入的过程中, 其中的有效成分不断对所接触的裂缝表层进行渗透吸附。沥青路面养护剂在裂缝表层渗透及向沥青路面结构层渗透过程中，通过一系列的物理、化学反应，使得新、旧沥青结合料成为有机整体。两者可维持一致的温度变化率。用于新型沥青路面养护剂渗透吸附的理论主要有表面能理论、相似相溶理论和 Hansen溶解度参数理论等。封层材料中的功能助剂通过架桥的形式，将分子的一端伸向新补充的沥青路面养护剂中的基质沥青，另一端伸向集料表面或伸向再生后的基质沥青中，能有效加强基质沥青和老化沥青之间及基质沥青与集料之间的粘结力。

结 语：

随着各地区经济的快速发展，货物的运输对高速公路的要求越来越高，通过采用新技术来延长高速公路的使用寿命和减少养护工作时间，是经济发展的必然要求，其中柔性基层、就地热再生技术和雾封层技术将是高速公路养护方式的主力军。当然，更先进的技术还要依托新材料、新工艺的出现，以及更大精力的研究和探索。由于本人水平和实验条件有限，文中不免存在瑕疵，还请各位读者不吝批评指正。

参考文献：

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