綠色環(huán)保新材料在道路預(yù)防性養(yǎng)護行業(yè)中的應(yīng)用前景分析

周亞軍

（山西省交通科技研發(fā)有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

道路預(yù)防性養(yǎng)護是指在不增加路面結(jié)構(gòu)承載力的前提下，對結(jié)構(gòu)完好的路面或附屬設(shè)施有計劃地采取有效的養(yǎng)護措施，達到避免損壞、保持或改進道路功能狀況，延長道路使用壽命的目的。隨著我國科技的發(fā)展，越來越多的新材料被應(yīng)用于道路預(yù)防性養(yǎng)護施工，同時在綠色環(huán)保理念下，綠色環(huán)保新材料也逐漸得到了廣泛應(yīng)用。應(yīng)用這類材料不僅能達到道路預(yù)防性養(yǎng)護目標，保證道路使用安全，而且能有效減少施工過程中對環(huán)境造成的污染，可有效提升道路預(yù)防性養(yǎng)護工程的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

1 預(yù)防性養(yǎng)護含義

1.1 預(yù)防性養(yǎng)護的概念

不同于傳統(tǒng)意義上的道路維修，預(yù)防性養(yǎng)護是具有強制意義的養(yǎng)護方式，需要相關(guān)工作人員在固定時間對道路進行相應(yīng)的檢查，排查道路長期使用中出現(xiàn)的各種安全問題，并及時解決，避免問題蔓延，對道路產(chǎn)生更嚴重的危害。

同時，預(yù)防性養(yǎng)護有一定的周期性，這就需要立足道路所處地域、環(huán)境等因素，進一步確定道路養(yǎng)護的時間間隔以及在進行預(yù)防性養(yǎng)護中需要使用的監(jiān)測技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護方式，預(yù)防性養(yǎng)護在經(jīng)濟成本上具備一定的優(yōu)勢，且該工作也能為后期道路維修提供足夠的參考。目前，我國普遍采用的道路預(yù)防性養(yǎng)護方法是矯正養(yǎng)護，但此方法存在一定的局限性——只能養(yǎng)護某些特定道路，且無法及時排除道路中的部分安全問題[1]。

1.2 預(yù)防性養(yǎng)護需求

首先，想要提升道路的整體質(zhì)量，就要定期對道路進行檢查，同時要求工作人員通過檢查，對道路橋梁的安全隱患及其整體結(jié)構(gòu)有足夠的了解，獲取數(shù)據(jù)，對道路狀況進行合理的分析，針對性地設(shè)計道路預(yù)防性養(yǎng)護方案，并為以后的養(yǎng)護施工提供數(shù)據(jù)支撐。其次，道路預(yù)防性養(yǎng)護工作人員要不斷學(xué)習(xí)新的養(yǎng)護技術(shù)，同時重視計算機等技術(shù)的應(yīng)用，從而有效提高道路數(shù)據(jù)分析的準確性和高效性，不斷提高道路預(yù)防性養(yǎng)護水平。再次，提升對道路預(yù)防性養(yǎng)護的重視度，相較于傳統(tǒng)技術(shù)，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)屬于新興技術(shù)，在國內(nèi)發(fā)展與應(yīng)用的時間有限，且預(yù)防性養(yǎng)護的表面效果并不明顯，所以相關(guān)部門并不重視預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，這就需要養(yǎng)護施工企業(yè)做好相關(guān)部門的工作，使其能夠關(guān)注預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，投入足夠的資金，不斷發(fā)展和完善相關(guān)技術(shù)。最后，在道路預(yù)防性養(yǎng)護過程中，相關(guān)工作人員要關(guān)注季節(jié)變化，不同季節(jié)的外部環(huán)境截然不同，預(yù)防性養(yǎng)護的內(nèi)容和目的也存在一定的差異。例如，冬季道路預(yù)防性養(yǎng)護的主要內(nèi)容是排除積水，避免水結(jié)冰對道路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞；夏季的道路預(yù)防性養(yǎng)護內(nèi)容也包括排除積水，但目的是避免積水對道路產(chǎn)生腐蝕，降低道路的穩(wěn)定性[2]。

2 道路預(yù)防性養(yǎng)護行業(yè)發(fā)展情況

目前，在我國的道路事業(yè)中，道路養(yǎng)護的重要性甚至已經(jīng)超過了新道路建設(shè)。而且，隨著我國科技的快速進步，相關(guān)的道路養(yǎng)護理念及技術(shù)亦在不斷更新。目前，我國瀝青路面養(yǎng)護采用的方法有霧封層、再生封層、薄層罩面等。這些養(yǎng)護方法在材料、技術(shù)、工藝、區(qū)域等方面的要求較高，尤其是微表處、薄層罩面等技術(shù)。

隨著我國對環(huán)保要求的逐漸提高，道路預(yù)防性養(yǎng)護工作也需要不斷提升綠色環(huán)保意識，所以在瀝青路面沒有出現(xiàn)問題時，道路養(yǎng)護單位就需要采用性能比較好的封層材料對道路進行預(yù)防性養(yǎng)護。目前，霧封層技術(shù)采用的材料基本是乳化瀝青、改性乳化瀝青等，該技術(shù)的應(yīng)用主要針對的是路面出現(xiàn)開裂、滲水等情況，同時也可以通過物理方式填上裂縫，實現(xiàn)路面的封閉和養(yǎng)護。雖然這種養(yǎng)護方式成本比較低，但預(yù)防道路出現(xiàn)問題的效果有限，針對這些道路病害的預(yù)防效果時間有限，而且也會造成路面不抗滑、耐久性不足的問題，所以滿足不了當(dāng)下對道路養(yǎng)護的要求。因此，瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護未來的發(fā)展，仍舊集中在材料、工藝、設(shè)備這三個領(lǐng)域。隨著新技術(shù)、設(shè)備、材料的革新，出現(xiàn)了改性環(huán)氧瀝青代替以前的霧封層技術(shù)使用的材料，而且在工藝方面也有了一定的改進，補充了乳化瀝青、改性乳化瀝青在材料方面的缺陷，實現(xiàn)了有效針對瀝青路面早期病害的預(yù)防[3]。

3 道路預(yù)防性養(yǎng)護特點

3.1 延長道路使用壽命

道路預(yù)防性養(yǎng)護能夠有效提升道路橋梁的使用壽命。預(yù)防性養(yǎng)護不僅能夠有效提高道路打磨周期、時間，鞏固道路基礎(chǔ)的堅固性，也能讓道路一直處于最佳狀態(tài)，延長道路使用壽命，降低道路使用成本。

3.2 加強道路養(yǎng)護主動性

道路預(yù)防性養(yǎng)護是對公路橋梁進行長期性的養(yǎng)護，從道路建成到最后的廢棄，都需要相關(guān)的道路養(yǎng)護部門貫穿道路使用時間的始末，而且要在該工作的基礎(chǔ)上提升道路耐用性以及道路的使用效率[4]。

道路路面的養(yǎng)護工作具備很強的流動性、突然性。一般道路在運營中，會因為車輛載重壓迫路面，導(dǎo)致路面出現(xiàn)部分破損，這種破壞比較突然，發(fā)展過程也是階段性的。所以，要提升道路使用壽命，就需要不斷強化路面管理監(jiān)管，及時發(fā)現(xiàn)、處理路面出現(xiàn)的問題，避免路面小病害逐漸發(fā)展成為大病害，最終導(dǎo)致安全事故。

另外，瀝青道路在不同季節(jié)會出現(xiàn)不同問題，所以不同季節(jié)使用的預(yù)防性維護方式也各有不同，同時需要對具體問題進行具體分析、解決，才能做好道路的預(yù)防性養(yǎng)護。

道路橋梁對養(yǎng)護技術(shù)的要求也較高，所以需要專業(yè)能力比較強的工作人員，而且整個養(yǎng)護工作內(nèi)容還要進行細分化，因為道路維護工作中涉及物理、化學(xué)、管理等多個領(lǐng)域的專業(yè)知識。所以，道路預(yù)防性養(yǎng)護工作不僅需要專業(yè)人才、專業(yè)設(shè)備的參與，還要將不同的工作內(nèi)容根據(jù)需求進行細化分工，這樣才能保障道路預(yù)防性維護工作切實落實，促使道路預(yù)防性養(yǎng)護的長遠發(fā)展[5]。

4 道路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護措施

在交通系統(tǒng)中，橋梁是不可或缺的組成部分，而道路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護直接關(guān)系著交通系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，其涉及的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以針對道路橋梁養(yǎng)護措施分為上部結(jié)構(gòu)、橋面、下部結(jié)構(gòu)三個部分。

4.1 道路橋梁上部預(yù)防性養(yǎng)護措施

橋梁上部結(jié)構(gòu)的預(yù)防性養(yǎng)護內(nèi)容，包含碳化部位、鋼筋銹蝕、支座等。一般而言，普通混凝土在使用過程中，確定好品種、水灰比，就能極大減少問題的發(fā)生。而對于已經(jīng)出現(xiàn)碳化的部位或者結(jié)構(gòu)，則需要做好除銹工作。如果部分結(jié)構(gòu)碳化程度過深，那么就需要將這部分結(jié)構(gòu)拆除、重建。如果出現(xiàn)小裂縫，則可以將環(huán)氧樹脂注入其中并進行封閉處理；如果出現(xiàn)的裂縫比較大，那么就需要分析大裂縫產(chǎn)生的原因，之后才能考慮裂縫的處理方式。為了避免鋼筋在后期使用中出現(xiàn)問題，就需要在設(shè)計環(huán)節(jié)設(shè)置一定的保護層，同時確保在施工環(huán)節(jié)其他含有氯離子的材料對鋼筋的影響降到最低，并且在施工過程中摻入一定量的阻銹劑。支座的預(yù)防性養(yǎng)護，一般是做好日常支座檢查，避免支座周邊堆積垃圾，如果支座出現(xiàn)錯位、變形等征兆，那么養(yǎng)護工作部門要重視這些情況[6]。

4.2 橋面預(yù)防性養(yǎng)護

在橋梁結(jié)構(gòu)中，橋面是直接與車輛、人流接觸的部分，所以非常容易被磨損。另外，橋面和自然環(huán)境的接觸面大，會受到光照、雨雪、污染物等的腐蝕。所以，橋面的預(yù)防性養(yǎng)護要使用優(yōu)質(zhì)混凝土材料以及鋼筋，從而提升橋面的抗腐蝕性。另外在日常養(yǎng)護當(dāng)中也要做好橋面的清潔、修復(fù)，及時清理橋面積水、積雪以及橋面堆積的垃圾，確保橋梁排水系統(tǒng)能夠正常運行，避免橋面被雨水侵蝕。

4.3 道路橋梁下部結(jié)構(gòu)預(yù)防性養(yǎng)護

在橋梁下部結(jié)構(gòu)中，預(yù)防性養(yǎng)護涉及的工作內(nèi)容有封閉橋臺裂縫、加固基礎(chǔ)、增加防撞設(shè)施等。對橋梁整體而言，下部結(jié)構(gòu)是支撐橋梁的主體，如果橋梁下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重損傷，就會產(chǎn)生非常致命的安全隱患。因為橋梁下部結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)問題，那么橋梁上部結(jié)構(gòu)、橋面則直接失去支撐，此時橋梁必須立即停用。下部結(jié)構(gòu)修復(fù)難度非常大，甚至可能拆除橋梁進行重建。橋梁下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性依靠設(shè)計以及施工過程中對橋梁現(xiàn)場的勘察和計算的精密性，所以在后期養(yǎng)護維修的過程中，盡量不要對橋梁下部結(jié)構(gòu)進行修復(fù)，如果橋梁使用過程中出現(xiàn)問題，應(yīng)盡量采用注漿加固或者加設(shè)防撞結(jié)構(gòu)等方式[7]。

5 道路預(yù)防性養(yǎng)護新技術(shù)

隨著我國改性環(huán)氧膠黏劑相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)在建筑、橋梁領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，延伸出了包含混凝土修補、原建筑加固、橋梁修復(fù)等工藝。

在瀝青路面進行精細化表面處理的技術(shù)叫做精表處，也就是在使用同步碎石封層技術(shù)上，融入含砂霧封層、微表處等多種技術(shù)。該技術(shù)的使用方式是通過同步車將環(huán)氧瀝青養(yǎng)護劑噴到原本的瀝青路面上，經(jīng)過滲透和吸附，逐漸彌合路面裂縫，同時配合精砂和其他材料，利用環(huán)氧固化化學(xué)反應(yīng)，在瀝青路面形成耐磨、抗滑的保護膜，完成道路的養(yǎng)護。這個過程中使用的原材料就是典型環(huán)氧膠黏劑，向下滲透路面縫隙，形成防水層，向上黏合不同的集料，形成耐磨層。該技術(shù)的主要特點是立足微表處技術(shù)加入環(huán)氧體系材料的黏附性、耐磨性，融合多種技術(shù)的優(yōu)勢，解決當(dāng)下養(yǎng)護材料黏性不足、耐久性差等問題。

6 綠色環(huán)保新材料的應(yīng)用特點

雖然環(huán)氧膠黏劑在我國道路預(yù)防性養(yǎng)護當(dāng)中具備多種優(yōu)勢，但仍舊存在一定的缺陷。

首先，環(huán)氧膠黏劑的耐老化性能不足，固化物比較脆，而且在抗剝離、開裂、沖擊等方面比較差，需要使用瀝青、樹脂等提高其韌性。

其次，環(huán)氧膠黏劑黏稠度過大，而且一部分稀釋劑有毒性和刺激性，會對周邊環(huán)境和人員產(chǎn)生不良影響。

最后，對溫度過于敏感。在15oC 以下的環(huán)境當(dāng)中，該材料活性下降，而且固化速度非常慢，影響施工質(zhì)量和進度。

目前，紫外光固化膠黏劑是我國新興的綠色環(huán)保新材料，其主要原理是通過光引發(fā)劑在紫外光下，使材料中的不飽和有機單體發(fā)生聚合等化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)材料的快速固化。該材料具有低能耗、品質(zhì)高、無污染等特點，而且已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域中。隨著對材料的不斷研究和技術(shù)工藝的改進創(chuàng)新，現(xiàn)在該材料已經(jīng)成為非常有應(yīng)用前景的材料，而且該材料的性能優(yōu)勢也是其他膠黏劑所不能相比的。

首先，黏結(jié)范圍大。該材料能夠?qū)崿F(xiàn)多種材料的結(jié)構(gòu)性黏結(jié)，其中包含金屬、玻璃、塑料等材料，而且黏結(jié)后的強度要高于基礎(chǔ)材料的強度，經(jīng)過精表處技術(shù)后，能夠讓路面和集料具備很強的黏結(jié)力，從而有效加強路面的抗滑、耐磨、耐久等性能。

其次，該材料安全環(huán)保。該材料的環(huán)氧稀釋劑屬于無溶劑型材料，能夠百分百固化，固化過程中放熱小，不會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生污染，也不會影響周邊居民生活，能夠推動精表處技術(shù)在全國范圍內(nèi)快速推廣。

最后，該材料固化速度快。在紫外線照射下，該材料能夠快速固化，也能縮短在低溫環(huán)境下精表處施工時間，甚至可以在夜間施工。通過人工紫外線照射加快材料固化，極大地擴展了精表處技術(shù)的施工地域、時間等。所以，紫外光固化膠黏劑在道路預(yù)防性養(yǎng)護行業(yè)中的應(yīng)用前景非常光明，也是該行業(yè)材料未來發(fā)展的主流方向。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著我國綠色環(huán)保理念的深入實踐，綠色環(huán)保新材料在道路預(yù)防性養(yǎng)護領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然。新材料的出現(xiàn)，必然能夠有效推動道路預(yù)防性養(yǎng)護領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，只有深入了解、掌握新材料的特性以及新材料的使用工藝等，才能充分發(fā)揮材料優(yōu)勢，提升道路預(yù)防性養(yǎng)護工作的環(huán)保性，推動我國道路預(yù)防性養(yǎng)護行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。