不同养护工艺经济与效果对比研究

引言

随着公路交通荷载持续加重及路网使用年限的增长，传统养护方式已难以满足现代高速公路对结构性能与使用寿命的要求 [1]。为提升 X 省典型路段的养护质量与成本效益，亟需对多种常用养护工艺在不同应用场景下的经济性与技术效果进行系统对比分析，以指导科学合理的养护技术选择与投资决策。

1 工程实例概况

以 X 省某高速公路为例，该路段全长约 45km ，设计为双向四车道，采用沥青混凝土路面结构，设计车速为 100km/h ，交通量日均为 18500 辆次，重载车辆占比达 36% 。路面当前主要病害包括纵向裂缝、网状裂缝、车辙与局部坑槽。区域内年均气温 5.6^∘C ，昼夜温差大，冻融交替频繁，易诱发沥青混合料收缩开裂，加速结构破坏。该段公路近年虽实施过碎石封层与局部罩面修复，但因养护工艺选择与施工管理不到位，养护周期短、效果不稳定，导致病害反复出现、使用寿命未达设计目标，制约了道路通行服务水平的稳定提升。

2 不同养护工艺方案

2.1 传统养护工艺方案

传统养护技术主要包括碎石封层和乳化沥青罩面。碎石封层是通过喷洒粘层油后撒布碎石形成薄层覆盖，具有施工简单、成本低、适应性广等优点，主要用于轻度裂缝和表面老化的修复。然而，该技术抗剥落性能弱，无法有效承受高交通荷载，且在高寒地区易出现冬季碎石脱落现象，适用性受限。

乳化沥青罩面在基层上喷洒改性乳化沥青，形成连续薄层，可起到一定的抗滑、防水及表观改善作用。其在中轻度老化和抗滑性能下降的路段中应用较多。但由于层间粘结力不足，且易受环境温度影响，导致其耐久性有限，常规使用寿命为 1～2 年。

2.2 超薄罩面和微表处

随着对路面性能要求的提升，超薄罩面与微表处技术成为中等技术等级养护的主流选择。超薄罩面采用高性能改性沥青与优质集料热拌混合，铺筑厚度为 1.5～3cm ，具有较强的结构恢复能力和较好的耐久性。微表处属于冷拌型快速施工技术，通过聚合物改性乳化沥青、级配集料、水和添加剂混合成稀浆料，在原路面摊铺形成 1～2cm 薄层。

2.3 泡沫沥青冷再生技术

泡沫沥青冷再生是一种绿色、高效的结构性再生养护技术，适用于路面结构整体性能下降但基层仍具承载能力的病害段。该技术通过向高温沥青中注水形成泡沫，在降低黏度的同时提升与旧料（如铣刨料）的包裹能力，与新集料、水泥等共同拌合形成半刚性基层材料，再次压实成型。

在不同养护工艺之间进行选择时，需充分考虑病害类型、交通荷载水平、气候条件、施工能力与资金状况等因素 [2]。下表 1 汇总了各养护方案的适用条件与特点。

3 不同养护工艺的效果分析

不同养护工艺在提升路面性能方面表现出明显差异。从国际平整度指标（IRI）来看，微表处与超薄罩面均能显著降低初期 IRI 值，提升路面平整性，其中超薄罩面处理后 IRI 下降幅度可达 30% 以上，效果优于碎石封层和乳化沥青罩面。在抗滑性能方面，微表处因采用高摩阻细集料，其横向力系数（SFC）提升效果显著，适用于抗滑性能退化段落；而泡沫沥青冷再生则更多通过结构层次的恢复提升整体承载力，表现为结构强度的持续增长，其回弹模量可提高20～40% 。在耐久性与性能衰减方面，碎石封层和乳化沥青罩面在 1～2 年内性能下降迅速，需频繁维护，超薄罩面与泡沫沥青方案可保持 4～8 年稳定使用性能，性能衰减曲线更平缓，养护间隔更长 [3]。就病害再生速度而言，结构性恢复较弱的传统方案在第 2 年起病害复发率明显增加，泡沫沥青因改善基层结构，其再生病害率控制较好。施工便捷性方面，微表处施工周期最短，交通干扰最小，而泡沫沥青虽工序复杂但可利用夜间施工降低通行影响。

4 不同养护工艺的经济性比较

传统养护如碎石封层、乳化沥青罩面初期投资低，材料与设备需求简单，单位造价约为 25～40 元 /m2，但养护频次高，维护周期短，人工与交通组织成本在长期中不断累积。微表处与超薄罩面虽然单次投资略高（约 50～70 元/m²） ），但由于其延长了使用年限，整体养护频率减少，具备良好的成本控制优势。泡沫沥青冷再生在材料、设备投入及施工组织方面成本最高（可达 90～110 元 /m² ），但其通过大比例再生旧料、延长结构寿命，有效分摊初始投资，降低长期总成本。

生命周期费用分析（LCCA）表明，传统工艺因需多次重复施工，累积费用偏高；泡沫沥青在10 年周期内总成本最低，综合效益最优。在工程经济评价方面，泡沫沥青方案的净现值（NPV）最大，投资回收期最短，效益成本比（B/C）普遍高于1.5，经济性显著优于其他方案。泡沫沥青具备显著节能减排优势，施工温度低，能耗下降 30% 以上， C0₂ 排放减少约 40% ，并可回收利用 80% 以上铣刨料，显著提升资源利用率，体现了绿色养护的可持续导向。

5 结语

综上，本研究基于 X 省高速公路路段，分析了碎石封层、乳化沥青罩面、微表处、超薄罩面及泡沫沥青冷再生等多种养护工艺在结构性能恢复、使用寿命延长、养护周期优化及经济性控制等方面的应用效果。结果表明，传统工艺虽成本较低，但在耐久性和长期经济效益方面存在明显不足；改进型技术在施工效率与表层性能改善方面具有一定优势；而泡沫沥青冷再生技术凭借结构性强化与资源循环利用，在性能提升、生命周期成本控制及环保效益方面表现突出。结合实际病害类型与区域环境条件，推荐采用分层次、差异化养护策略，以实现道路运行质量与投资效益的协调统一。

参考文献：

[1] 许新伟 ， 张勇 ， 何强 . 泡沫沥青在公路养护中的应用效果研究 [J]. 运输经理世界 ，2024（32）：131-133.

[2] 周强生 . 沥青超薄罩面施工在道路养护工程中的作用与实践 [J]. 建筑工程技术与设计 ，2025，13（5）：126-128.

[3] 杨中秋 . 沥青路面施工中的热再生技术应用与效果分析 [J]. 城市情报 ，2024（18）：196-197.