沥青路面预防性养护材料的开发及技术性能研究

张毅平

（北京中交路通科技发展有限公司，北京 100020）

在进行沥青路面预防性养护材料开发过程中，需要加强对沥青路面预防性养护的重视程度，逐渐改革当前的工作方案，从而为后续工作顺利实施提供重要的保障。在改革开放以来，我国逐渐加强了对道路交通建设的重视程度，并且根据我国高速公路路网规划的相关要求，各个地区纷纷加强了对交通运输道路设施的建设程度。在公路建设的过程中，70%以上的公路是由沥青铺设而成的，因此为了保证公路的正常运行，减少各种突发问题的发生，在实际工作中需要加强对沥青路面预防性养护管理的重视程度，延长道路本身的使用寿命。随着道路建设的不断发展，对养护管理的要求越来越高，因此需要开发新的技术方案，逐渐改革当前的养护管理模式，避免对道路后续的使用造成一定影响。预防性养护主要是指对已建好的道路和配套设施进行有效管理，尽可能减少道路中的破坏问题，并且还需要落实精细化的工作原则，防范各种矛盾问题的发生，以保证道路平稳运行为主，有序实施当前的工作方案，从而为道路后续的运转提供重要基础。

预防性养护属于科学的管理方法，有效保证了道路使用的水平，以此来获取较大的经济效益，从而为公路的运转提供重要基础。但是在实际使用过程中存在诸多的问题也是较为突出的，例如预防性养护无法降低周边自然环境对道路运行本身所产生的影响，这种措施只是延缓道路寿命，并不提升道路的承受能力，在一定情况下还会出现较严重的故障以及破损问题。因此在施工过程中需要加强对沥青路面预防性养护管理的重视程度，调整现有的工作重点，加强对基础模式的科学创新，防止对道路产生一定的影响。在实际工作中需要加强对预防性养护功能的有效创新，延缓结构性的损坏问题。关于我国公路养护管理发展规划中明确指出了要全面加强预防性公路养护管理模式的研究力度，在完善成本控制模式基础上提出更加科学的公路养护管理方案，防止各种矛盾问题的发生，从而使沥青路面能够更加平稳的运行。另外，还需要加强预防性养护标准的创新力度，根据公路沥青的发展现状优化当前的工作方案，并且还需要划分为不同的技术创新模式，从而使预防性养护管理效果能够得到全面的增强，为道路的运行奠定坚实保障，因此在实际工作中需要管理人员加强对这些问题的重视程度，优化当前的工作方案，充分发挥预防性养护管理工作本身的优势，为道路后续的运转提供重要的保障。

2.1 沥青灌缝胶材料的运用

2.1.1 概述

裂缝为沥青道路中的主要表现形式，为路面开裂，按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝（龟裂）和不规则裂缝等四种型式：（1）网状裂缝。相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块；
（2）纵向裂缝。与道路中线大致平行的长直裂缝，有时伴有少量支缝；
（3）横向裂缝。与道路中线近于垂直的裂缝；
不规则裂缝。路面裂缝呈不规则形状。在当前裂缝处理时，包含了灌缝、填缝和贴缝。

为了避免对沥青路面的后续使用产生一定影响，在实际工作中需要加强对沥青灌缝胶材料的科学使用，以此来优化当前的预防性养护管理模式。沥青灌缝胶是一种复合改性材料，成分包含：优质道路石油基质沥青、橡胶粉、SBS等。常温下为固态，沥青灌缝胶热熔快，粘结性强，具有良好的抗形变恢复性能。

2.1.2 材料的研发

为了使这一材料能够发挥应有的价值和效果，在实际工作中需要加强对材料的科学研发，考虑当前的预防性养护要求，并且还需要和沥青路面的使用特点相互匹配，从而使整体工作效果能够得到全面提高。在材料运用过程中，主要是将不同的化学材料在一定温度条件下发生物理化学反应得到混合物，一般情况下包含了沥青和橡胶粉等不同的材料。在材料选择过程中，需要根据当前预防性养护的要求和标准来选择合适的材料，必要时可以在前期工作中开展科学的实验，了解不同材料的性能以及在预防性养护中发挥价值之后，再确定好不同材料的调配比例，从而避免对后续预防性养护造成一定影响。

例如，在进行材料选择方面可以选择普通的重交沥青，要按照实际情况进行有效选择，之后再进行科学的实验，避免对后续的材料使用造成一定的影响，并且还要做好数据的记录以及总结工作，掌握更加成熟的处理方法，从而使整体养护效果能够符合相关的要求。在选择橡胶粉时，要将不同的高天然橡胶含量的橡胶线融入其中，也可以配合着橡胶聚合物以及炭黑来完成当前的操作。在技术实施的过程中，可以采取常温的方法来进行材料的科学选择，避免对后续的使用造成一定影响。同时在材料融入的过程中还可以添加一些矿物填充剂和软化剂等等，矿物填充剂主要是为了防止出现性能降低的问题，有效减轻了前期的制作成本，并且在材料添加之后能够使材料本身具备较强耐热性，有效满足当前的运行要求。一般所采取的矿物填充剂包含了滑石粉和大理石粉等等，在选择软化剂时，主要是为了满足材料在低温条件下的变形需求，避免出现裂缝的问题，适当提高材料本身的可塑性以及柔性。常见的材料包含了煤焦油和机械油等等，需要考虑材料的运用特点以及前期的制作成本，选择正确的材料来用于当前的工作，从而使整体实施效果能够得到全面提高。灌缝胶性能指标如图1：

图1 性能指标

2.1.3 技术方案

在选择这一材料进行研发生产的过程中，需要先根据材料的性能确定整体的技术方案，做好整个应用过程的全面监督以及管理，从而使材料运用效果能够得到全面提高。在实际生产中要先将沥青加热到180 ℃左右，之后添加橡胶粉，在高速剪切机的作用下剪切60 min左右。在材料处理的过程中还可以边剪切边加入橡胶粉，从而使整个材料能够变得更加均匀。值得注意的是在实际材料加入的过程中，需要持续和缓慢地加入，避免出现粘结的问题而影响材料本身的性能。在130 ℃左右时，可以添加一些矿物填料边投入边剪切，持续时间大概为20 min，需要全面的观察材料本身的特点以及所发生的异常问题，之后再完善当前的评价模式，为材料后续的使用提供重要的基础。在完成材料的制备之后需要进行有效的实验，比如可以进行锥入度的实验，主要是采取沥青针入度计，将标准针换成特定的设备来进行有效的实验，全面了解材料本身的特点。在完成操作之后要进行的是流动的实验，以此来评价橡胶沥青灌缝胶的高温性能以及相关的基础指标，除了要进行软化点的实验之外，还需要进行流动实验的科学评判保证其本身的流动性，防止出现粘接的问题，在实际实施的过程中需要做好数据记录工作，了解材料本身的使用性能，灌缝胶没有加入任何改性剂，橡胶粉的掺量达到了13%，高温性能优良，60 ℃的流动值很小，硬度稍微偏大，按规范上的性能指标分属于普通型，使用区域只要不是极寒或者极热的地区，一般气候地区均可以使用。

防止在后期使用时存在质量问题，应持续改进当前的生产方案。2.1.4 施工模式

在选择这一材料进行施工的过程中，需要加强对其中温度的科学控制，从而使整体施工能够更加有序地进行。

在实际施工的过程中根据路面裂缝的宽度需要先进行裂缝的开槽，沿着裂缝开出一条凹槽，将灌缝胶加热到其灌入温度，用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将灌缝胶均匀的灌入裂缝槽内。

此材料具有与沥青路面较强的粘结性能，但在实际操作的过程中需要先进行开槽表面的清除，避免出现任何的杂物而影响后续材料的使用，严格按照沥青路面灌缝施工要求和标准来进行正常操作，从而使整体养护水平能够得到全面提高。值得注意的是在沥青路面表面层没有足够的强度来支撑切割冲击时，不要采取开槽机来进行操作，避免对后续的施工产生一定的影响，从而使整体施工能够更加顺利进行，为后续施工提供重要的条件。在完成这一操作之后需要将橡胶沥青灌缝胶加入到其中，并且还需要做好灌缝材料温度的科学控制，避免出现温度过低的问题。在灌注过程中需要连续性进行灌入，并且还需要考虑灌封胶本身的性能。之后进行全面检查，如果发现不合格的地方，需要进行再一次的灌缝直到符合当前的施工要求。在后续工作中要进行的是养护操作，一般要冷却15 min左右，可以在表面添加一些细沙来进行日常的施工，从而使整体施工效率能够得到全面提高，保证后续工作的顺利实施。

2.2 沥青再生材料的应用

2.2.1 基本机理

在这一材料运用的过程中，主要是为了改善沥青性能，沥青路面在建成通车后会受到气候、车载等因素影响出现老化的情况，沥青在使用之前由于重复的加热或者沥青温度加热过高，沥青分子加速运动，在内部引起聚合反应导致老化问题越来越严重，在后续施工过程中出现沥青受热面积过大，使沥青膜越来越薄，出现老化。因此在实际工作中需要加强对沥青再生材料的科学利用，考虑整体的运用功能和运用要求，从而使整体材料运用效果能够得到全面提高。在实际应用的过程中，可以添加一些石油炼制的材料，例如油脂和矿物等等，有效防止沥青出现老化的问题。同时还需要进行石油的科学提炼，防止对后续的施工造成一定影响，并且将沥青中同类的化合物进行分解，之后再形成新的物质，使整体施工能够更加科学。在这一材料运用的过程中能够适当的改变原有沥青本身的黏度，在和原油沥青充分混合之后，能够使原有的脆硬状态转变为软塑的状态，适当的提高本身的承压能力。沥青再生材料运用之后会凝聚成沥青的溶质，分散在油分中，改善沥青胶体结构。提高沥青本身的流变效果，从而为沥青道路使用提供重要的保障。具体指标如图2：

图2 沥青再生材料指标

2.2.2 技术指标

首先是恢复老化沥青的活性沥青，再生材料属于沥青路面预防性养护的重要组成材料，主要是通过喷洒施工后渗透作用深入到沥青路面的1.5 cm深层处，和已经老化的沥青发生聚合反应，从而使得沥青本身能够产生逆向变化，减少脆性，改善已经老化的沥青路面性能，降低路面的硬化度和脆性，有效提高了整体的处理效果。

其次是抗氧化的性能，沥青再生除了能够恢复老化沥青组分之外，还可以改善老化路面本身的使用性能，达到良好的保护效果，防止沥青路面出现太过老化的问题，在无形之中也有助于提高沥青路面本身的抗氧化性能。

最后为抗渗透性能。沥青再生属于沥青路面，预防性养护再生材料，主要是通过渗透的作用进入到沥青路面的一定深度和已经老化的沥青发生聚合反应，从而改善老化路面的使用性能，有效延缓各种沥青路面病害的产生。在实际渗透的过程中分为短期渗透和长期渗透，短期渗透主要是通过简单的渗透来完成实际的操作，长期渗透主要是指对沥青施工使用半年后进行钻芯操作之后再进行老化特点深入性测试，及时发现在路面中所产生的问题之后，再将材料灌入病害处。在实际操作时需要根据不同的工作要求选择合适的材料来用于当前的操作，避免对沥青路面的使用造成一定的影响。在材料使用的过程中还可以添加一些防水材料，适当的提高路面本身的防水性能，减少病害问题的发生概率。

随着我国当前科技水平的不断提高，沥青路面预防性养护材料的开发和技术性能在逐渐改善，有效符合当前沥青路面的养护管理要求，因此在实际工作中需要加强对基本要点深入性解读，考虑不同材料本身的性能，和沥青预防性养护进行相互融合，保证材料的正确使用，防范各种矛盾问题的发生，从而沥青路面预防性养护管理效果能够得到全面提高。