湖北长江路桥股份有限公司
摘要：随着经济的蓬勃发展，国内高速公路建设越来越多，形成了巨大的交通运输网络。高速公路运行后，虽然历经多年的养护，但是仍然会出现各种问题，如裂缝、坑洞、沉降、车辙印等。其中，国内的高速公路面对裂缝威胁最为常见。由于沥青材料的特殊性，在高温高热分解后会导致粘结力下降，出现裂缝，进一步削弱公路的通过性。对此，建议在加强日常养护的同时，采用预防性养护施工，尽可能的延长高速公路的使用寿命。
关键词：高速公路；路面裂缝；预防性养护技术
引言
高速公路在长期运营过程中，由于受到车辆荷载的影响，会出现各种大小不一的裂缝病害，一旦产生裂缝现象，会影响高速公路路面的使用安全及寿命。基于此，在实践过程中，需要采用科学的养护方式，对存在裂缝病害的路面进行预防性养护处理，以确保高速公路的正常通行。
1预防性养护的意义
1.1良好的经济效益
采取预防性养护对高速沥青路面进行处理，可以提前对路面病害的情况进行预估，并且及时采取相应的措施，对病害进行预防，避免事故的发生，使路面的性能能够得到恢复，这可以降低高速路面改建的整体投入，降低维护预算。
1.2减少干扰
高速公路路面养护维护后期，经常需要进行大规模改造，或者进行大面积维修，在实际施工过程中势必会造成交通拥堵，对交通造成较为严重的影响。预防性养护施工通常都具有简单、速度快、灵活特点，施工可以在短时内完成，快速恢复交通，不会对高速公路交通的运行造成严重干扰。
1.3延长高速公路寿命
在高速公路应用期间，对预防性养护进行应用，可以抑制路面病害的发生，从而延缓高速公路改建或路面大修周期，延长高速公路寿命。
2高速公路路面裂缝产生原因
2.1材料因素
高速公路选择的沥青大多属于混合料胶结沥青，其混合料配比对抗裂性有着较大的关系。高速公路路面裂缝出现与沥青材料性能有着密切的关系，根据我国某省级高速公路企业对路面裂缝较严重的路段的沥青回收实验数据证明，混合料比例较低的沥青较正常比例沥青材料的渗水系数、路面软化程度、低温延展性、都有着较大的衰减。沥青质和饱和分含量明显增加，甚至数倍于原先材料，胶质和芳香酚下降较大，抵抗分裂应力的能力明显不足，老化程度较大。
2.2气候条件因素
现阶段我国的公路大部分都是采用水泥或沥青混凝土作为表层，沥青很容易受到气候条件的影响，当气候条件产生变化的时候，沥青的荷载状况也会随之发生改变。当温度变化时，公路路面也会出现因温度变化而产生的裂隙。另外，因为公路长期暴露在外，会受到冬日极寒、夏日曝晒以及风霜雨雪等天气的影响。在气候良好、温度适宜的情况下，公路路面所含沥青材料的性能相对处于一种比较稳定的状态，路面也不会产生太大的变化。一旦温度下降到一个临界点，沥青材料遇冷收缩，沥青层的收缩拉应力大大超出了其承受范围，公路路面不可避免地会出现裂缝。
2.3施工因素
沥青路面是我国公路路面的主要结构形式，沥青路面结构层可由面层，基层，垫层组成。施工因素也是导致高速公路路面裂缝出现的重要原因。根据当前路桥工程的施工规范，大多数高速公路都能做到对上中下三层集料的均匀布置。但是许多工程施工过程中，面层的细骨料偏多，增加了混凝土中的密级配混合料细骨料。路面铺装完毕后，难以负担高温环境下的路面荷载，加快了沥青粘结应力的流失，导致沥青老化。
3高速公路路面裂缝预防性养护技术
3.1常规养护技术
根据现有的技术，高速公路路面预防性养护的常规方法有微表处、稀浆封层、雾封层、薄层罩面等。针对路面出现的局部破坏如裂缝、坑塘、松散、龟裂、壅包、沉塘等病害，通常采取就地热补的方法，将破坏区域的旧沥青混合料全部清除，然后用热沥青混合料重新填入压实。这种修补方法由于冷接缝，冷热相间的沥青边缘会留下缝隙的隐患，一旦碾压不到位会使路面在短时期内再次受损，且大量的旧沥青混合料被废弃，造成了资源的极大浪费和环境污染。
3.2预防性养护新技术———XMLY再生修复技术
3.2.1新材料养护适用条件
XMLY材料全称XMLY沥青路面再生修护剂含有高分子活化物质和纳米材料，可充分渗入道路沥青层孔隙和微细裂缝，并与之发生物理和化学反应，对老化的沥青进行浸润激活，还原沥青的三大指标，增加沥青基质，重新粘合集料，阻止路面沥青老化，恢复沥青原有性能，浸润激活沥青后在路面形成密封保护层，能彻底阻断路表水分渗入道路基层，对解决我国严寒气候条件下的路面冻融裂缝问题有独特的效果。主要适用于出现早期微裂缝、路表集料松散、麻面及路面渗水严重等早期损坏，具体如下:主要适用于原路面路表产生了微小裂缝，裂缝宽度在1mm～3mm左右。原路面路表松散，甚至出现麻面，路表面结构强度完好，但沥青剥落或老化。当路面结构强度及结构完好，但表面渗水系数增大，路面出现渗水严重或较严重的情况。
3.2.2养护技术原理
沥青路面修护剂按照一定技术要求和工艺，经沥青洒布机喷洒于路面后，一部分从沥青路面出现的微裂缝处流入，另一部分从沥青路面存在的孔隙渗入路面结构层中。沥青路面设计时有一定的空隙率，对于产生松散、掉粒等早期损坏的沥青路面也存在一定的空隙，因此，在产生松散、掉粒而无裂缝处的沥青路面可认为是一种理想的多孔介质。假设沥青路面修护剂渗入路面的最终渗透深度为H，流体材料的粘度为μ，密度为ρ，渗透率为k，沥青路面的空隙率为，喷洒压力为P0，喷洒初速度为υ0，在渗入深度为H的断面上的压力为P1。
其中，渗透深度计算公式为: 
所以渗透的深度是压强差、空隙率及喷洒初速度的函数，压差越大，渗透的深度越大;渗透系数越大，渗透深度越大;在雨后的晴天，路面面层、基层及土基等的含水量增加，在同样的喷洒压力下，压差将变小，渗透的深度变小。
沥青路面修护剂是一种溶剂型材料，可以视为不可压缩的流体。选取路表面处的微裂缝面A及沥青路面修护剂流入微裂缝中最低面为B过流断面，当流体经洒布机喷洒后，在过流断面A处时，设此时流体的流速为VA，并到达B处VB。过流断面A与B的垂直高度H，就是沥青路面养护剂材料流入微裂缝中的深度。
这样沥青路面修护剂对裂缝的填充及在道路表层形成的H厚的结构层，可对路表进行密封，见图1。
图1路面裂缝再生修复示意图
3.2.3养护技术实施步骤
XMLY技术施工主要分为三步，第一步:通过路面的微小裂缝及空隙，沥青路面修护剂中的活性物质迅速从道路表层渗入，将其接触到的老化沥青激活再生，并自动弥合微裂缝，补充沥青结合料、稳定松散的集料、增强集料粘结力，对路表0mm～15mm的表层进行修复，实现对道路表层的密封。第二步:在外力及自身重力作用下，沥青路面养护剂中的活性物质始终保持渗透状态，逐步实现对道路内部深层组织结构的修复。第三步:稳固表层结构，优化道路综合性能，提高其抗老化性能以及抵御外界紫外线、雨水、汽油及化学品等侵蚀能力。
4高速公路沥青路面预防性养护的注意事项
（1）在高速公路沥青路面的养护过程中，预防性养护工作主要是为了全面改善路面的总体功能，对此，需要全面分析路面结构中出现的问题和缺陷，如果是结构缺陷，预防性养护不适用，只有路面结构没有出现明显病害时，才可以采用预防性养护措施，用于提高道路各项性能，防止道路病害的产生；（2）预防性养护包含的技术方法种类较多，因此，实际应用时，要针对沥青路面的具体情况进行选择合适的养护技术；（3）需要加强工作人员的技术水平，定期开展培训活动，促进工作人员对各项技术方法的掌握，保证养护工作的顺利开展。
结语
高速公路路面裂缝的预防性养护对于延长高速公路使用寿命有着极为重要的作用。新型XMLY技术，可以实现非铺装作业下的路面养护，适合高速公路的两年左右的检测养护施工。具有成本低、通行影响小、作用效果显著的作用。使用新型路面养护技术，可以帮助运营方降低养护成本，增强环境保护的作用。对于我国高速公路养护技术的发展也有着一定的推动作用。
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论文作者:何海砾
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/4
标签：路面论文; 沥青论文; 裂缝论文; 预防性论文; 高速公路论文; 沥青路面论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第35期论文;