公路沥青路面预防性养护材料的试验及应用研究核心探究

石玥茹

（甘肃交通职业技术学院路桥系，甘肃 兰州 730070）

沥青是铺设路面的主要材料。沥青路面密实度大、强度高，可以承受车辆载荷施加的巨大作用力；沥青路面具有较高的减震性，有利于车辆平稳、快速通行；沥青路面还具有一定的弹性和塑性变形能力，持久耐用；而且沥青材料可以再生利用，经济性高[1]。早在2011年，全国沥青路面总里程就超过了57万公里。

但随之而来的是：沥青路面早期病害越来越严重。

1 常见的沥青早期病害

国内沥青路面的设计寿命一般为15年，但沥青路面的实际情况却是：仅仅使用2年～3年，便出现大面积的损坏。

1.1 纵向裂缝

据统计，在各类沥青路面损坏中，纵向裂缝占比最大。产生纵向裂缝的主要原因是路基压实度不够，出现不均匀沉降。

1.2 横向裂缝

横向裂缝在各类沥青路面损坏中占比仅次于纵向裂缝。横向裂缝出现于路面两侧的路肩，最后贯通整个路幅[2]。

1.3 龟裂

龟裂常见于普通公路的沥青路面。主要是由于集料离析、不均匀造成的。

1.4 车辙

常见于高速公路，沥青路面沿车辆行驶的轨迹出现较长的纵向带状凹陷。主要是由于车辆超载行驶造成的。沥青路面病害还有路面松散、路面沉陷、冻胀、翻浆，等等。

2 预防性养护

传统的路面养护，属于典型的事后养护（也称纠正性养护），等到路面出现较为严重的病害再进行处理，看似节约资金，实际上却是头痛医头，脚痛医脚，还会产生大量的重复投入[3]。——而美国等发达国家早已开展预防性养护。

所谓预防性养护，指的是在路面状况良好的情况下，对路面进行系统性养护，恢复路面表面功能，填补路面裂缝，候补车辙，从而延长道路使用寿命。

2.1.3 对苏丹草干草产量的影响 不同微生物接种剂处理下苏丹草的干草产量(103 kg/hm2)由高至低依次为39.25 (F1)>38.83(F4)>38.80 (P)>38.73 (MR)>38.65(F3)>38.63(F5)>38.60(F6)>38.50(F2)>38.43(CK)。各处理与CK相比，施用接种剂苏丹草干草产量可提高0.17%～2.12%，F1、F4处理的苏丹草干草产量分别是P处理的1.01倍、1.00倍。可见，不同微生物接种剂均能显著提高苏丹草干草产量，其中，F1、F4对苏丹草干草产量促进效果最好(图1-C)。

3 沥青路面预防性养护材料的试验研究

国外进行路面预防性养护常用的材料是沥青路面养护剂。从上世纪80年代开始，发达国家便开始使用养护剂预防性养护技术，目前，这项技术已经趋于成熟。

3.1 沥青路面养护剂

沥青路面养护剂，由石油蒸馏液（芳香烃溶液）、煤焦油沥青、石油乳剂、人造树脂、再生剂（芳香族油）构成。这种材料具有密封与结合的双重功能，可以充分渗入沥青孔隙和裂缝，对老化的沥青进行浸润、激活，增加沥青基质，弥合裂痕、稳定集料、防水防腐，增强沥青路面的弹性[4]。

3.2 通过试验，研究养护剂对基质沥青再生性能的影响

通过掺量试验与RTFOT老化试验，可以发现养护剂的确可以增强基质沥青的再生性能

3.2.1 感温性能

进行RTFOT老化试验，试验温度为163℃，试验时间达到85分钟。此时，基质沥青老化样60℃粘度有298Pa·s；掺入2%的养护剂的试验样60℃粘度则只有284Pa·s，掺入8%的养护剂的试验样60℃粘度下降为215Pa·s。

3.2.2 高温稳定性能

重复进行上述RTFOT老化试验，试验条件不变。85分钟后，基质沥青老化样的软化点为54R&B，而掺入2%的养护剂的试验样的软化点下降到51R&B，掺入8%的养护剂的试验样的软化点下降到40.4R&B。

第三次进行RTFOT老化试验，试验条件不变。85分钟后，基质沥青老化样的当量脆点为-9.79℃，而掺入2%的养护剂的试验样的当量脆点下降为-13.86℃，掺入8%的养护剂的试验样的当量脆点下降为-33.17℃。

3.3 通过试验，研究养护剂对改性沥青再生性能的影响

3.3.1 感温性能

进行RTFOT老化试验，试验温度为163℃，试验时间达到160分钟。160分钟后，改性沥青老化样60℃粘度为4152Pa·s，掺入4%的养护剂的试验样60℃粘度下降为3487Pa·s，掺入8%的养护剂的试验样60℃粘度下降为1865Pa·s。

3.3.2 高温稳定性能

第二次进行上述RTFOT老化试验，试验条件不变。160分钟后，改性沥青老化样的软化点为67.5R&B，而掺入4%的养护剂的试验样的软化点下降到63R&B，掺入8%的养护剂的试验样的软化点下降到54R&B。

3.3.3 低温抗裂性能

第三次进行RTFOT老化试验，试验条件不变。160分钟后，改性沥青老化样的当量脆点为-16.22℃，而掺入4%的养护剂的试验样的当量脆点下降为-18.78℃，掺入8%的养护剂的试验样的当量脆点下降为-20.83℃。

4 实际应用

目前，国内对于沥青路面养护剂还不熟悉，在路面养护中的应用更谈不上普及。为此，专家们选择一段高速公路沥青路面，进行了养护剂试验。

试验前，该段路面集料松散，呈现发白、粗麻，路表面几乎看不到黑色，路标线不清晰；试验一个月后，路面的微裂缝与表面空隙全部被封闭，路面颜色加深，路面与标线的对比清晰。明显提高了行驶质量，减少了司机的视觉疲劳。

试验前，该段路面断面构造深度较深，最深处达0.85毫米；试验后，该段路面断面构造深度降低，最浅处只有0.62毫米。从而有效改善了路面的排水功能。

试验前，该段路面断面摩擦系数抗滑摆值较高，最高值达62.8BPN；试验后，该段路面断面摩擦系数抗滑摆值降低，最低值只有45.5BPN。抗滑摆值的下降，有利于提高行车的安全性。

试验前，该段路面断面渗水系数较高，最高值达13.75毫升/分钟；试验后，该段路面断面渗水系数也下降了，最低值只有0.42毫升/分钟，大大减少了水损坏。

这次试验，充分证明：沥青路面预防性养护技术施工方便，节约能源、对交通、环境的影响较小，可以节约大量人力、物力、财力，同时还能延长沥青路面的使用周期。

5 结语

开展沥青路面预防性养护，可以激活老化的沥青，更新表面已经氧化的沥青膏体，解决沥青路面早期病害。我们应当进一步加强这方面的研究，在国内道路养护中加速推广沥青路面预防性养护技术。