市政道路沥青路面老化机理及养护策略研究

市政道路沥青路面老化机理及养护策略研究

冯龙祥

苏州三创路面工程有限公司江 苏省苏州市215000

摘要

市政道路沥青路面在长期使用过程中受到环境因素、交通荷载等多重影响，逐渐发生老化，导致路面性能下降，严重影响交通安全和舒适性。本文通过分析沥青路面老化的机理，探讨了老化过程中沥青的物理化学变化，重点研究了热氧老化、紫外线老化、气候变化等因素对沥青性能的影响。结合现有养护技术，提出了针对不同类型老化路面的养护策略，包括修复、加铺和表面封层等方法。通过优化养护方案和改进材料的使用，可以延缓路面老化进程，延长沥青路面的使用寿命，确保市政道路的通行性能。最后，本文展望了未来沥青路面老化研究的方向，特别是在新型养护材料和智能化养护技术方面的应用，提出了可持续发展的养护理念，为市政道路的长效管理提供理论依据和技术支持。

关键词

沥青路面；老化机理；养护策略；热氧老化；材料改性

引言

市政道路是城市交通的骨架，承载着日常运输和城市发展中的重任。沥青路面由于其施工简便、使用性能好，成为市政道路中最常用的路面材料。然而，沥青路面随着使用时间的增加，逐渐受到环境因素和交通荷载的影响，发生老化，导致路面强度下降、裂纹产生、抗滑性减弱等问题。这些病害不仅影响交通安全，还增加了养护成本。沥青路面的老化问题已经成为市政道路管理中亟待解决的重要问题。现有的研究表明，沥青路面老化的机理复杂，涉及到多种因素，包括温度、氧气、紫外线照射、气候湿度、交通荷载等，这些因素共同作用，使得沥青材料发生化学反应，导致路面性能下降。为了有效应对沥青路面老化问题，针对性养护策略的提出显得尤为重要。通过合理的养护措施，不仅可以延长路面使用寿命，还能提高道路的使用效率，减少养护成本。因此，研究沥青路面老化机理并制定相应的养护策略，对于提高市政道路的长期通行性能具有重要意义。

一、沥青路面老化的机理分析

沥青路面的老化过程是一个复杂的物理化学变化过程，涉及到多种环境因素的作用。在沥青使用过程中，温度变化、紫外线辐射、氧气和湿气的侵蚀等因素不断加速沥青的老化，导致沥青中各类成分发生化学反应。

热氧老化是沥青路面老化的主要机理之一。当沥青在高温环境下暴露时，其分子结构会发生氧化反应，导致沥青的芳香环结构发生裂解，分子链断裂，产生更小的分子量。这一过程中，沥青的柔韧性降低，硬度增加，导致路面出现裂纹。

此外，紫外线照射也会对沥青造成严重的老化影响。紫外线不仅能直接破坏沥青中某些化学成分，还能促使沥青中的轻质成分挥发，造成沥青的硬化和脆化。湿气和水分对沥青路面的影响也不容忽视，水分渗透到路面后，会促使沥青中的一些化学成分发生反应，加速沥青的老化过程。随着交通荷载的不断作用，沥青路面还会受到压实作用的影响，进一步促进其老化。因此，沥青路面老化是一个多因素相互作用的过程，需要从不同角度进行综合分析和研究。

二、沥青路面老化的影响因素

沥青路面老化受多种因素的影响，其中主要包括环境因素、交通荷载、沥青材料的性质和养护管理等。环境因素是沥青老化的主要外部因素，包括气温变化、湿度、紫外线辐射、降水等。这些因素不仅直接影响沥青的热氧老化和紫外线老化，还会通过对路面温度的调节作用加速沥青的老化。

城市气候变化、温度波动频繁，使得沥青路面暴露在更极端的环境条件下，导致老化加剧。交通荷载是另一个重要因素，特别是在高负荷交通的路段，车辆的轮胎与路面的摩擦力和压实作用会导致沥青路面出现塑性变形，进而加速路面老化。

沥青材料的性质也会影响路面的老化程度。不同类型的沥青具有不同的抗老化性能，改性沥青、聚合物改性沥青等具有更好的抗老化性能，能够有效延缓沥青路面的老化进程。养护管理方面，如果没有及时进行养护和修补，老化问题会不断加重。因此，环境、交通、材料和养护管理等因素共同作用，决定了沥青路面的老化速度和严重程度。

三、沥青路面老化的表现及影响

沥青路面的老化表现为路面强度下降、裂纹扩展、车辙、坑槽、路面松散等问题。随着老化的加剧，沥青的黏性和弹性降低，路面材料的抗拉强度和抗压强度下降，导致路面裂纹的产生。裂纹一旦形成，不仅会影响路面的平整度和舒适度，还会导致水分渗透，进一步加速路面的病害发展。车辙是沥青路面老化过程中常见的现象，尤其在高温环境和高交通荷载下，沥青路面容易出现车辙现象。车辙的形成与沥青路面材料的塑性变形密切相关，沥青的高温软化使其在交通荷载下发生永久性变形，最终形成车辙。

路面的坑槽和松散现象也是老化的表现之一。这些病害不仅影响交通安全，还增加了道路维护的难度和成本。老化路面往往缺乏足够的摩擦力，导致车辆制动性能差，尤其在雨雪天气情况下，路面更容易发生打滑现象，造成交通事故。因此，沥青路面老化对交通安全和使用功能的影响是深远的。

四、沥青路面养护策略的研究与实践

针对沥青路面老化问题，科学合理的养护策略是延长路面使用寿命的关键。养护策略的设计应根据不同类型的老化情况和路段特征，采取相应的措施。对于裂纹较为严重的路段，可以采用裂缝修补技术，通过灌缝、切槽等方式修复裂纹，避免水分渗透到路面内部，减缓病害扩展。对于车辙较严重的路段，可以采用加铺或热再生技术进行修复。加铺是通过在老化路面上覆盖一层新的沥青层，增强路面的强度和抗老化能力。热再生技术则是通过高温加热老化路面，恢复沥青的原始性质，提高路面的耐久性。

表面封层也是一种常见的养护措施，通过在路面表面涂覆一层薄膜，起到隔离水分和氧气的作用，延缓老化进程。随着养护技术的不断发展，新型材料和养护技术的应用逐渐成为养护工作的重点。例如，采用改性沥青材料、热再生设备、数字化养护监控系统等，不仅能够提高养护效果，还能实现养护工作的精准管理。未来，随着智能化养护技术的不断进步，沥青路面的养护工作将更加高效、环保和可持续。

五、结论

沥青路面的老化是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，尤其是环境变化、交通荷载、材料性能等因素的共同作用。通过深入分析沥青路面老化的机理和影响因素，结合现有的养护技术，可以有效延缓老化进程，提高市政道路的使用寿命和通行性能。科学的养护策略应根据不同病害类型，采取相应的修复措施，优化材料的使用，提升养护效果。例如，在裂纹修复方面，采用高性能的灌缝技术和切槽技术能有效防止水分渗透，减缓路面的进一步损坏。对于车辙和变形较严重的路段，热再生和加铺技术可以恢复路面的结构稳定性。未来，随着新型养护技术的应用，沥青路面养护将更加精准、高效，并实现可持续发展。智能化、环保化的养护模式将成为沥青路面养护工作的主流。结合物联网、大数据分析等技术，养护工作可以实时监控和管理，优化养护资源的配置，为城市交通基础设施提供更加坚实的保障，提升公共交通系统的可持续性和稳定性。

参考文献

[1]欧秉清.论市政道路沥青路面施工技术控制要点及通病防治[J].中国住宅设施,2024,(10):173-175.

[2]李响,廖嘉欣,曾叶青,等.市政道路沥青路面超薄磨耗层配合比优化及施工技术分析[J].四川水泥,2024,(10):232-234.DOI:10.20198/j.cnki.scsn.2024.10.018.

[3]李纳,许松,苏国梁,等.市政道路沥青混凝土路面裂缝病害分析及其防治措施[C]//冶金工业教育资源开发中心.2024精益数字化创新大会平行专场会议——冶金工业专场会议论文集（上册）.中国建筑第四工程局有限公司;,2024:4.DOI:10.26914/c.cnkihy.2024.037701.