靳 炜

（山西交通职业技术学院车辆工程系，山西 太原 030031）

目前，沥青混凝土路面已成为国内外高等级公路的主要路面结构形式。在使用过程中，由于以车辆为主的各种荷载的反复作用及自然光候的长年影响，沥青路面会出现以纵横网裂、坑槽、拥包和松散为主要表现形式的多种多样的损坏。这些道路病害必须及时处理，否则会严重影响道路的服务质量，亦是交通事故的主要安全隐患之一。同时，小的局部损坏会影响道路的整体强度和稳定性，使得这些病害向周边迅速扩大，甚至影响到路面下部的水稳基层，从而大大提高道路修复的难度和工程成本。因此，及时处置路面损坏是维护和保证道路正常服务的关键之一。

1 采用多功能养护车完成道路的日常养护作业已成为道路管养部门的共识

随着我国国民经济的快速发展，在道路交通领域许多新型路面结构、施工工艺和筑路材料的出现和推广应用，成为道路交通事业发展和技术进步的重要标志。

1.1 新型路面结构、施工工艺和筑路材料

a）以沥青玛蹄脂（SMA）、高碾压混凝土（RCC）和高强度复合路面为代表的高承载能力道路的研究、设计和工程实施。

b）以SBS、SBR、PE及橡胶粉等为改性剂的改性沥青为代表的道路新材料的开发和应用。

c）以路面铣刨、碎石同步封层、沥青路面就地再生等新技术为代表的道路养护新工艺及其专用装备的规模推广和工程应用等。

1.2 现代型养护车的基本组成

这些新工艺、新技术推广应用的直接结果，不仅大大促进了公路事业的技术进步，提高了道路的承载能力和使用寿命[1]，促进了节能环保型养护理念的建立和发展，也使我国长期沿用的道路养护工艺必须进行必要的改进以与之相适应。新世纪以来，采用多功能养护车完成道路的日常养护作业已成为道路管理和工程部门的共识。作为一种多功能工程车辆，养护车能够以自己良好的机动性能和多功能车载设备快速完成路面病害修复的全过程，且尽可能减少道路修复作业对交通流的影响。现代型养护车的基本组成为：

a）自行式（一般为通用二类汽车底盘）或拖车底盘；

b）沥青旧路面的切割、铲挖和材料收集；

c）乳化沥青或普通沥青（须具备加热和保温性能）装载及定量加入系统（满足材料的油石配比需求）；

d）路面材料滚筒（跌落）式加热搅拌装置。随着筑路材料的快速升级，强制搅拌装置的配置将成为优选方案；

e）随车压实机具及其升降装置；

f）其他必要的随机作业工具等。

这些作业装置集于一车，由电力或液压传动方式进行独立驱动，它们的互相协同配合作业能够完成沥青路面损坏修复的全过程。

2 养护工艺及作业工序的改进

道路的养护，特别是沥青路面病害的处置是一个较为复杂的工艺过程。能否以合理的施工方法完成作业，直接影响到作业效果，特别是修复部分的服务寿命。纵观我国目前路面养护车的使用现状和作业效果，不难发现一些工艺缺陷仍然存在，虽然养护车本身的某些配置并非理想，但注重作业工艺的改进和逐步优化是十分必要的。

2.1 路面病害挖切前的表面处置

暴露在外的路面表层直接承受各种自然光候的影响，也是接受各种外界杂质最多的部位，这在乡镇道路和煤炭及矿石运输路段表现更甚。有鉴于此，在路面病害挖切前对其表面进行较为彻底的清扫，能够基本杜绝这些杂质渗入路面下部影响修复质量，同时被挖切的路面旧材料的杂质含量得到有效的控制，为这些材料的高质量再生利用创造条件。

2.2 病害挖切后创口的杂质清理和新料填充前的底层油涂覆

有些单位在道路修复作业时常常忽略病害挖切后创口部分的杂质清理和新料填充前的底层油涂覆。路面病害部分被挖切并将其铲出创口部位后，其挖切创面会存留一些松散物料，若不进行清理，这些松散物料将会留存在原路面和新填充材料之间而形成不稳定的夹层；而由于新填充材料与原路面的温差较大，若没有底油对挖切创口的涂覆，会使新填充材料与原路面层间缺乏较好的衔接条件。因此，为了保证新、旧沥青混合料的良好结合，形成共同的承压体，保证这两项工序的实施是十分必要的（在某些通车年限较长和材料老化较为严重的路段的重要性更为突出）。所以，相关道路病害修复工序应予必要的改进，即：处理部位表面清扫→路面病害挖切→清理创口旧材料→创口边侧和底部清扫→涂覆底层油→新料填充→压实成型。

重视杂质清理和底层油涂覆工序能够有效提高沥青路面的修复质量。笔者曾在汾离、太旧、晋焦等高速和国道108、忻（州）台（五台）等国道干线进行专题调研，发现增加底层油涂覆工序能够使其服务寿命提高两倍以上，同时由于提高了挖切创口四周边侧的原路面材料与新填充材料料的结合强度，使得新、旧路面保持良好的平整度和行车稳定性。

2.3 底层油涂覆以乳化沥青材料为首选

乳化沥青在常温下呈液态，由于其常温液态流动性的特点，乳化沥青已在国内外道路工程中得到广泛的应用[2]。与普通沥青（包括各种改性沥青）相较，因为无需在运输和使用过程中进行加热，其使用方便性大大提高，特别是以乳化沥青作为底层油涂覆将明显降低路面病害修复工程的作业成本。虽然，乳化沥青自身含有50%左右的水分，其破乳需要一定的过程，但作为黏结层的底层油涂覆厚度较小（通常不超过0.5 mm），而沥青路面养护工程大多在气温较高的夏秋季节进行，因此乳化沥青中的水分会迅速蒸发，底层油将快速破乳而凝结，不会影响后续工序的进行。图1反映了作为底层油的乳化沥青破乳时间与环境温度之间的关系。

图1 底层油的破乳时间与环境温度的关系

在养护车中装设乳化沥青油箱和相应的计量和喷洒系统用于道路养护作业，不仅节约了传统的加热工序，而且作业更为可靠，可以用于底层油涂覆，亦可完成小面积罩面，处置早期微小网裂以及为混合料再生提供定量沥青供给等作业项目。

2.4 高等级道路病害挖切后应以改性沥青混合料进行填充

目前，我国的高等级公路，特别是高速公路以普遍采用改性沥青为混合料的黏结剂。但改性沥青的制作和储存成本较高，因此不少单位在道路养护工程中使用普通沥青混和料用于路面的充填，但由于原道路面层整体为改性沥青材料制作，这就使得新补部分的材料性能明显低于周边路面，结果新补部分往往很快又出现损坏。如由于普通沥青的软化点（小于等于50℃）明显低于改性沥青（大于等于75℃），而我国夏季的环境温度较高，沥青路面的表面温度大大高于环境温度（这是因为沥青路面基本属于黑体物质，易于吸收热量且不易散发热量，造成路面材料温度聚集所致）且明显高于普通沥青的软化点，这是造成某些新补路面出现早期损坏（如车辙、推拥和凹凸不平等表现形式）的重要原因。

有鉴于此，以改性沥青混合料用于高等级公路的养护作业是保证道路养护质量、提高道路服务寿命、保持道路正常运行的必要条件之一。

2.5 在道路养护作业中采用路面加热技术的讨论

采用现场加热方法可以快速完成沥青路面病害的修复并使原有路面材料容易地得到再生利用，具有明显的工艺和技术优势，也是国内外道路领域的技术发展趋势之一。但目前国内外用于路面养护的加热方式大多为以柴油或液化气为热源的可见光加热，其加热面的辐射温度在1 200℃以上，明显高于沥青的闪点。众所周知，作为一种高分子有机物质，沥青在高温状态下极易出现材料的老化。根据石油沥青在1～15μm红外波段峰值吸收特性分析并将这些数据代入黑体辐射经典理论公式维恩-葛利琴位移定律（Wien Displacement Law）：

式中：T为加热基面的辐射温度；λmax为红外波段吸收峰值波长；2 897为维恩-葛利琴常数。计算结果显示，沥青的加热基面的辐射温度以400℃～600℃为好[3]。

同时，在养护车作业的流动环境和自然光候情况下，其加热温度的高低及均匀性很难掌握，而原路面病害部分的材料本已出现老化问题，所以经加热修补后的路面材料极易出现较为严重的二次老化，使再生新材料的路用特性受损。所以，鉴于目前的路面加热技术尚未完善和适用的现状，在沥青路面养护工程中的使用应持慎重态度为好。有鉴于沥青路面的物化特性，在现有的加热方法中，笔者认为采用微波辐射加热方式较为适宜，但目前微波加热大多用于固定场地的间歇式作业，而路面加热属于车载流动式连续性作业，因此其加热元件，特别是磁控管的随机冷却、使用寿命和作业成本等方面均有待提高和完善，目前尚难以具备公路工程应用的基本条件。

3 在工程应用中不断提高和逐步完善养护车的技术水平

我国高等级道路的建设和相关技术的研发起步较晚，如我国大陆的首条高速公路建成通车（沪嘉高速）至今尚不足30年，严格意义讲，还不到一个完整的服务寿命周期。有鉴于此，为高等级道路提供日常养护手段的多功能养护车也需要在工程应用中不断提高和逐步完善自身的技术水平（包括车载工作装置的配置和使用工艺等）。新世纪以来，山西省交通科学研究院研发的路面养护车装设了以热风循环加热为技术特征的路面再生装置，能够有效遏制材料再生过程中的二次老化[4]，提高了加热效率，显著降低了有害气体的排放；河南道路工程单位研发的用于路面再生养护车加热滚筒自清洁技术成功解决了热再生装置的筒壁黏结问题；内蒙阿拉善左旗公路局研发的以车载导热油为热源的路面再生装置基本规避了再生过程中材料的二次老化。类似的技术创新不断涌现，使多功能道路养护车的性能不断提高，有力地促进了我国相关技术领域的技术进步。