高速公路沥青路面预防性养护技术应用分析

一、引言

截至 2024 年，我国高速公路总里程已突破 18 万公里，其中沥青路面占比超 90%。随着交通量增长与重载车辆增多，沥青路面早期病害（如裂缝、车辙、抗滑性能衰减）日益凸显。传统 “病害后修复” 模式不仅成本高昂（单次大修费用超 1000 万元 / 公里），且易引发交通拥堵与安全隐患。预防性养护作为“治未病” 的主动养护策略，通过在路面技术状况良好时实施干预，可延缓病害发展，延长使用寿命 5-8 年，显著降低全寿命周期成本。近年来，交通运输部发布《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T 5142-01—2021），明确了预防性养护的技术框架与实施标准，推动行业从 “被动维修” 向 “主动养护” 转型。本文结合最新工程实践，分析预防性养护技术的应用现状、关键技术及效益，为高速公路养护决策提供参考。

二、预防性养护技术分类与应用现状

2.1 裂缝处治技术

裂缝是沥青路面最常见病害，早期处置可有效防止水损害。开槽灌缝技术采用专用密封胶填充裂缝，密封胶弹性恢复率需 ≈75% ，施工温度控制在 180-200℃，适用于宽度≥3mm 的裂缝。贴缝技术则通过自粘式贴缝带封闭裂缝，施工便捷，适用于非运动型裂缝。例如，汉宜高速 2024 年采用开槽灌缝处理裂缝 538 米，合格率达 100% 。

2.2 封层技术

雾封层通过喷洒乳化沥青或高分子材料封闭路面孔隙，延缓沥青老化，适用于轻度贫油路面。微表处采用聚合物改性乳化沥青与集料拌和摊铺，可修复车辙（深度＜15mm）、改善抗滑性能，施工后 2 小时即可开放交通。2024 年汉宜高速实施微表处 4627 平方米，路面渗水系数从 500ml/min 降至 50ml/min 以下。碎石封层通过沥青与碎石嵌挤形成磨耗层，成本低但抗滑性能衰减较快，需定期维护。

2.3 罩面技术

超薄罩面（厚度 1.5-2.5cm）采用高粘改性沥青与间断级配集料，可快速恢复路面功能。湖南省醴潭高速应用高性能超薄罩面超 100 万平方米，路面抗滑系数提升 0.2 以上，噪音降低 6-10dB。薄层罩面（厚度 2.5⋅4cm 适用于结构性病害处理后的加铺，需与原路面粘结强度 ⩾0.6MPa 。

三、预防性养护关键技术创新

3.1 靶向抗老化技术

针对沥青老化难题，北京工业大学研发的靶向抗老化剂通过捕捉沥青老化因子，抑制氧化反应，使沥青抗老化寿命提高 2 倍以上。2024 年山东 G18 荣乌 高速应用该技术，结合超薄封层形成 “表层抗老化、底层强粘结” 结构，路面耐久性显著提升。宁夏 109 国道采用 1cm 超薄罩面技术，施工温度低至 110℃，减少碳排放 35%，噪音降低 8dB。

3.2 智能监测与决策系统

物联网技术实现施工全过程监控。江苏交控部署沥青混合料生产智能控制系统，实时采集拌合时间、温度等参数，预警精度达 ±2^∘C ，材料均匀性提升 30% 。苏交科 iPave3.0 系统通过摊铺厚度 3D 可视化与碾压遍数云图分析，使施工误差控制在 ±2mm↓↓↓ ，工期缩短 20% 。

3.3 绿色低碳材料

SMC 温拌沥青混合料以废旧轮胎为原料，施工温度降低 40℃，碳排放减少 35%, ，抗滑性能提升 0.15。衢州高速应用厂拌热再生技术，循环利用铣刨料 2051 吨，节约成本 60 万元。沥青路面养护剂通过浸润激活老化沥青，恢复粘附性能，施工后路面渗水系数趋近于 0，抗紫外线能力提升 50% 。

四、预防性养护效益评估

4.1 经济效益

预防性养护通过在路面早期实施干预，显著降低全寿命周期成本，其经济效益体现在前期投入与长期节约的差值上。美国联邦公路管理局研究显示，在路面使用 5-7 年进行预防性养护，每 1 美元投入可避免未来 6-10美元的矫正性养护费用，成本效益比高达 1:8；而当路面出现结构性病害后再维修，相同里程的养护成本将增至预防性养护的 3-5 倍。我国绍兴管理中心 2023 年对 100 公里试点路段的跟踪数据表明，采用微表处与超薄罩面组合技术后，年均养护成本从 280 万元降至 224 万元，降幅达 20% ，同时大中修周期从 8 年延长至 14-15年，单次大修的巨额支出被有效分摊。宁夏 109 国道应用 1.5cm 超薄罩面技术时，单公里材料用量从传统 4cm罩面的 1200 吨降至 600 吨，节约石料 50% ，加之温拌技术减少的燃油消耗，单公里直接成本较铣刨重铺降低40%，按设计使用 10 年计算，全周期成本可节省超 600 万元 / 公里，且施工期间的交通疏导费用也因工期缩短 30% 而减少近百万元。

4.2 社会效益

预防性养护通过提升路面性能与缩短施工时长， 产生显著的社会效益，直接关联道路通行安全与运输效率。路面抗滑性能不足是引发雨天交通 ，路面构造深度从 0.5mm 增至1.2mm，摩擦系数提升 40% 路段下降 30% ，车辆制动距离缩短 15-20 米。针对货车与客 施分车道罩面方案，货车道采用高模量沥青混合料，客车道侧重降噪设计， 2-3 次降至每季度 1 次，减少了因临时维修导致的车道封闭。

4.3 环境效益

预防性养护技术与绿色材料的结合，在资源循环利用与污染减排方面成效显著，契合 “双碳” 战略要求。衢州高速 2024 年应用厂拌热再生技术时，将 2051 吨铣刨旧料破碎筛分后重新掺入新混合料，替代 30% 的原生石料，减少石料开采 2051 吨，相当于保护 0.8 公顷山体，同时旧沥青的再生利用节约燃料油 120 吨，减少碳排放 30% 。宁夏 SMC 温拌沥青技术通过添加蜡基改性剂，使混合料施工温度从 180℃降至 140℃，每吨混合料减少燃煤消耗 15kg，有害气体排放（如 CO、NOx）降低 50% ，施工区域周边 PM2.5 浓度较热拌施工下降 40% 。超薄罩面技术不仅减少 30% 的石料开采，其 1.5cm 的摊铺厚度还降低了矿料运输的柴油消耗，结合乳化沥青封层的节水特性，每公里养护可减少水资源消耗 200 吨。

五、结论

高速公路沥青路面预防性养护需遵循 “预防为主、精准施策” 原则，结合病害特征选择适宜技术。高性能超薄罩面、靶向抗老化封层等新技术可有效提升路面性能，而物联网监测、智能决策系统实现养护过程精细化管控。未来需进一步完善预防性养护标准体系，推动新材料、新工艺的规模化应用，同时加强全寿命周期成本分析，为高速公路可持续发展提供技术保障。

参考文献

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