沥青路面预防性养护技术探讨

贾秀贞

摘要:在沥青混凝土路面的寿命期内进行合理、科学的养护,可以有效延长沥青路面的使用寿命。本文阐述了沥青路面预防性养护的重要性和必要性,着重介绍国内外广泛应用的预防性养护技术及其特点。

关键词:沥青路面;预防性养护;技术特点

前言

随着我国公路建设事业的迅速发展,沥青路面的里程也在不断增加,沥青路面的损坏也日益显现。如何确保并延长沥青路面的使用寿命是道路工作者及公路管理部门共同关注的问题。预防性养护作为一个完整的概念出现在20世纪80年代,是许多国家在公路网重建过程中总结以往经验教训的基础上提出的,是改善沥青路面寿命期内的使用性能、延长路面使用寿命的有效措施。本文集中介绍沥青路面常用的预防性养护技术及对策。

1 预防性养护技术的特点

沥青路面在其寿命周期内可分为三个阶段:第一阶段为建成投入使用,沥青逐渐被氧化、损耗;第二阶段,沥青路面出现微小裂缝、坑槽或脱皮现象;第三阶段则是沥青路面出现较大面积裂缝,并贯通形成龟裂,最终出现结构问题。预防性养护是对沥青路面采取的一种高标准的养护方式,实质上是一种周期性的强制保养措施。其最佳时期,应在路面尚处于良好状态时即采取保护性养护措施,把病害消灭在萌芽状态,从而使路面始终处于良好的服务状态。

预防性养护的重要意义体现在四个方面:保持路面良好的使用性能;延长路面的使用寿命;减少路面寿命周期的成本;节约养护维修资金,是一种费用-效益十分良好的养护措施。

2 沥青路面预防性养护技术

2.1 雾封层和还原剂封层

此类封层是将雾状的乳化沥青或专门的再生剂喷洒在老化的沥青路面上,其目的是更新和还原表面已氧化的沥青膏体。雾封层和还原剂封层都有一些共同的特点:施工后需要较长的时间才能开放交通。必须严格掌握单位面积的喷洒量,过多的喷洒量会在路表面形成一层薄膜而使路面丧失摩擦阻力,必要时需用铺砂的方法来改善其抗滑阻力。铺砂虽然可以提高抗滑阻力,但它与路面的粘结力较差,即便经过碾压,在高速行驶的车轮作用下仍会被带出,因而导致抗滑能力的迅速衰减。因此,雾封层和还原剂封层通常主要用于低交通流量、低车速的道路和停车场上。

2.2 石屑封层

石屑封层是用于保护和延长路面寿命的经济型养护手段。石屑封层的施工是将沥青粘结料喷洒在路面上,然后立即铺撒一层大小均匀的石屑。新路面处理方案则是对骨料进行碾压定位,然后扫去松动的石屑。石屑封层的缺点是要有较长的初期养护时间,高速行驶时噪音过大,路面上的松散集料还会被高速行驶的车轮带出而撞击,粘附在车身和挡风玻璃上,集料的损失还会导致抗滑能力的衰减。所以一般很少用在大交通流量和高速行驶的道路上。但随着材料改进与技术的发展,石屑封层也越来越多地用于重交通量的道路。

石屑封层也可用于保护新路面,增加抗滑性,对结构稳固但开始老化并存在一些表面损害的路面起到延长寿命、改善路面纹理结构、增加路面抗滑性能、同时具有防水的作用。

2.3 稀浆封层

稀浆封层是一种由乳化沥青、破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆状的混合物,它在拌和均匀后被摊铺到原有的沥青路面上形成一层与原路面结合牢固、具有抗磨表面结构的均匀养护层。目前在世界上稀浆封层技术已被广泛应用,它不仅能延长道路寿命,同时也比较经济。普通稀浆封层技术与改性乳化沥青技术都是利用由级配集料、乳化沥青、填料和水所组成的混合料进行施工的,不同的是后者所采用的材料是经过严格检测筛选出来的,其中还包括高分子聚合物和其他添加剂,因而相比之下改性乳化沥青稀浆封层技术具有更多的优点。

在国外,随着聚合物改性沥青的普遍应用,聚合物改性乳化沥青也在迅速地发展。改性乳化沥青稀浆封层具有以下优点:(1)具有更高的抗磨耗性能,并可以完成对原路面的车辙修复;(2)比热沥青薄层罩面具有更好的封层效果,更好地防止路表水的下渗,从而更好地保护路面结构;(3)在路基路面稳定的前提下,优质的改性乳化沥青稀浆封层使用寿命可达5年以上;(4)开放交通快,可在施工后1-2个小时开放交通,减少施工对交通的影响。

2.4 微表处

微表处是在乳化沥青稀浆封层基础上发展起来的,它由慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化沥青、100%破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成稀浆混合料。微表处的厚度可达10～15mm,抗滑阻力和抗磨耐久性也比普通的稀浆封层更好,并可具有某些修复性功能。例如用于修补车辙、轻度松散、泛油等病害的校正。微表处具有良好的抗滑性能,快速凝固成型,早期开放交通,省去了喷洒和碾压工序,一台机械即可连续作业,施工过程简单,生产效率很高等特点,因而它更加适用于大交通流量和高速行驶的道路。微表处技术的新发展主要表现是应用领域的不断扩大。现在微表处不仅作为一种预防性养护的手段,而且还广泛地应用于:各种不同深度车辙的修补工作;作为防水和防止反射裂缝用的下封层;加铺在水泥路面和桥面上作为抗滑磨耗层以及在水泥混凝土一沥青复合路面上作为两者之间的防水粘结层等等。

2.5 薄层罩面

薄层罩面也是一种很早采用的传统预防性养护方法。它是在原有路面上加铺一层厚度不超过25mm的热沥青混合料。薄层罩面可以有效地防止品质正在下降的路面继续恶化,改善其平整度、恢复它的抗滑阻力,校正路面的轮廓,对路面也有一定的补强作用,但在多数情况下费用一效益较其他预防性养护方法差。薄层罩面在施工中最大的困难是由于层面较薄、容易冷却又不宜使用振动压路机,因而不易达到较高的密实度,因此正确的混合料设计、温度控制、碾压工艺和压路机选型显得尤为重要。采用改性沥青作为粘结剂铺筑的薄层罩面在耐久性和抗滑性能方面都优于普通沥青,但碾压温度要求更高。

由于散热快而引起的压实困难就更大,为了适应薄层路面快速压实的需要,近些年来出现了某些专为压实薄层路面而设计的高频振动压路机。此类振动压路机的振幅极低。只有0.2mm左右,但频率高达70Hz左右。这样匹配的振动参数,由于大大降低了振动冲击力,可以避免压碎集料,又能在单位时间内给输入被压材料的较高的振动能量。

2.6 裂缝填封

裂缝是沥青路面常见的一种病害,6mm以下的微小裂缝由于尚未发生结构性损坏,通常不对裂缝作更多的处理,或只在表面上作贴封式的封面,其目的是防止由于雨水、冰雪通过裂缝向下渗入而继续扩大,因而属于预防性养护的范畴。宽度在6～12.7mm的小裂缝因尚未造成严重的结构性破坏因而常将它们的处理归入预防性养护。

微小裂缝处理技术的新进展主要得力于裂缝密封材料的不断改进,由于橡胶沥青技术的发展,出现了许多高粘度高粘弹性的裂缝密封胶,它们具有非常高的承受弹塑性变形的能力,这就使得微小裂缝的贴封式处理有了可能。

许多国家的经验表明对微小裂缝,特别是低温裂缝在裂缝形成初期就用高粘度的密封胶作贴封式处理是非常有效的。它可以防止雨雪渗入裂缝,避免水分侵入混合料内部发生冻胀或沥青剥落而导致病害的进一步扩大和更为严重的路面损坏

3 结语

我国高速公路正由建设期逐渐转变为养护期,预防性养护工作显得格外重要,它是科学养路的具体体现,在路面使用的不同时期,科学、合理的选择预防性养护措施,能够降低养护成本,节约资金,有效延长路面使用寿命。

参考文献

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[2]王玉顺,朱敏清.高速公路沥青路面预防性养护技术与应用[M].北京:中国建材工业出版社,2008.

[3]中华人民共和国交通部. 公路沥青路面养护技术规范JTJ073.2-2001. 北京:人民交通出版社.