谈沥青混凝土路面预防性养护措施及方法

2013-08-15王雁军

山西建筑 2013年23期

关键词：封层预防性沥青路面

王雁军

(山西省左云公路管理段，山西大同 037100)

0 引言

我国公路建设事业目前已经进入了一个前所未有的发展阶段，所以沥青混凝土路面预防性养护这一问题在世界范围内已经达到了广泛关注，并且已有显著的发展。

1 沥青混凝土路面病害

1)沥青混凝土路面裂缝。裂缝在道路路面病害中是十分常见的，其早期裂缝对路面不会造成大的危害，然而随着荷载、外部环境的变化，路面裂缝会随之扩展最终导致路面的破坏。沥青混凝土路面裂缝主要包括温缩裂缝与反射裂缝等。就反射裂缝而言，在常用的城市道路中危害比较大且出现的比较普遍。它的产生机理主要是:路面基层在正常的道路使用中其干缩与温缩是普遍存在的现象，车辆在沥青混凝土路面正常运行中，荷载会造成路面应力集中的现象出现，经过车辆的反复循环碾压，其应力集中部位会产生裂缝，同时会出现裂缝扩展从而最终导致破坏路面，裂缝已成为当代沥青混凝土路面破坏的主要类型之一。

2)沥青混凝土路面车辙。沥青混凝土的温度敏感性非常强，且是一种典型的粘弹塑性材料，所以，在道路路面受到反复荷载的作用后，路面会出现永久变形，严重影响汽车通行，这就是沥青混凝土路面车辙病害。

3)沥青混凝土路面坑槽。沥青混凝土路面坑槽的产生主要有设计、施工、使用三个方面的原因。在路面设计时，由于设计空隙率过大会造成混合料不密实，同时在施工时出现的离析与压实度不够会加剧空隙率的增长，随着沥青混凝土路面的使用，沥青会逐渐老化，矿料间的粘合力也会下降，在车辆运行使用的荷载作用下，会使沥青混凝土路面出现松散现象，导致坑槽的出现。而沥青会随着施工过程中温度的不断升高出现老化失效，同时其基层平整度比较低，在温度和车辆双重荷载的影响下会出现应力集中的情况，从而导致局部受损，并逐渐扩展出现坑槽。

2 预防性养护措施

沥青混凝土路面出现的一些常见病害不仅会破坏整体路面的机构，随着其逐渐扩展最终会影响到道路的正常使用，而这些病害的共同点都是由于车辆运行的荷载反复积累造成的。所以沥青混凝土路面常见病害只能通过预防性养护来达到路面结构基层的整体完整性。首先，在路面没有发生大规模的损坏，只出现轻微病害时可以通过适当的养护措施来控制病害，从而保护路面的混凝土结构层，以此控制路面病害的扩大。预防性养护措施的使用可以使路面大中修工程量得到控制或者延迟。所以基于路面预防性养护耗费低、时效高的特点，对路面性能以及使用寿命非常有利，同时还从源头上控制了路面维修的发生，提高了公路的服务水平，所以沥青路面预防性养护措施有着重要意义。

3 路面预防性养护方法

裂缝填缝、表面封层、罩面处理都是针对沥青混凝土路面病害的常见预防性养护措施。以往的沥青混凝土路面预防性实践证明，裂缝填缝通过封缝封水可以高效的控制路面裂缝的扩张，在裂缝宽度达到一定程度时，通常路面出现单条纵向裂缝以及单条横向反射裂缝时，可以使用裂缝填缝的方法来进行修补。而表面封缝主要是通过对路面形成保护层从而恢复路面正常使用，通常使用冷拌技术进行，就是将养护材料(这里一般使用的是沥青质材料)连续性的铺摊在裂缝路面上，从而对裂缝路面形成保护层，使原有路面得以正常使用，它不仅可以保护原有路面，保证其病害不再继续扩张，同时还能防止雨雪渗入路面。薄层罩面在材料使用上不同于表面封层，它主要使用的是热板沥青混合料，且铺摊厚度要求比较大。热板沥青混合料在路面预防性养护中由于其优越的性能得到了广泛使用，但是其经济耗额偏大，且厚度问题会影响路面的标高。

1)裂缝填封。

在龟裂和网状裂缝等规则线状裂缝处理中裂缝填缝是不适用的，它主要适用于纵向和横向放射裂缝。裂缝填封在使用时有一定的范围局限性，当裂缝小于3 mm时，由于裂缝太窄不便施工所以不会采用裂缝填封;当裂缝大于25 mm时，裂缝已经形成了一定的规模，裂缝填封不能完成对其养护。密封类和填充类材料是裂缝填封的主要材料，将密封材料灌入开槽处理的裂缝后，起到防水密封的效果。填充材料填充裂缝时主要是将修补材料填入裂缝中，以达到阻止水分进入，同时还能对裂缝两侧路面起到一定程度的补强效果，而作为填充材料的修补材料则是要求无刚度、强度以及抗疲劳性，并且还需要具有足够的粘合力以便于裂缝的粘合。

2)雾封层。

在沥青路面均匀的撒布沥青材料，从而达到增强密级配路面的泌水性，以防止骨料的松落，将细小裂缝封闭即是雾封层在沥青路面预防性养护中的主要作用原理。雾封层可以为老化路表除去新鲜沥青，但是对于车辙、基层失效、骨料的过多滑落以及路面严重损坏是没有效果的，但是路面在使用雾封层之后会降低其抗滑性。所以雾封层方法的使用只适于乳化沥青渗透性好的沥青路面，那是因为乳化沥青无法让表面致密的路面得到充分吸收，从而导致路面形成光滑面，造成行车安全系数的下降。雾封层一般适用于碎石、封层老化松散的热沥青混合料等表面以及通车2年～4年的新路面和经过大修1年～2年之后的路面等。路面的防水性和集料粘结作用都可以通过使用雾封层来进行恢复，而且其材料还能渗入到路面结构中去，从而对老化沥青进行补充，使得集料重新粘结。它还能够对经过车辙填补、裂缝填充后的病害痕迹进行覆盖，从而改善路面的外观。雾封层的最大缺点就是其厚度减小，所以它不可能为路面进行补强，雾封层技术只适用于具有足够承载的沥青路面，同时用于治理早期细微裂缝、路况比较好等轻微裂缝损伤的路面。

3)微表处。

目前被广泛应用于车辙修复、恢复平整度、微裂缝填充等病害的还有微表处方法，理论上是一种稀浆封层的方法，且其对原材料的要求较高、设计标准严格，所以使用后性能效果较好。微表处主要是针对原路面裂缝、坑槽等病害，一旦材料性能出现不合格，设计不适当等情况时，会使微表处混合料的空隙率过高，从而使其泌水功能丧失。微表处的行驶噪声还会随之增大，且其混合料的抗滑性还可能迅速下降，最终影响道路的正常使用;集料洁净程度不够、改性乳化沥青破乳过快以及两者性质出现差异等会使稀浆的稠度变大，在施工中就会出现离析、刮痕等问题;气候的变化也会对微表处造成影响，无论是升温或者降温都会不利于稀浆混合料的破乳，所以气候异常时，应该停止施工。

4)薄层罩面。

连续性铺摊与原有路面的热拌沥青混合料被称为薄层罩面。相比于普通热拌沥青混合料，它的级配更细，所以铺摊厚度比较小。相比于热再生与铣刨重铺，它的优点是可以直接用于原有路面，不需要任何处理，直接将其铺摊于处理后的原路面病害上表面层就可以了。主要特点是施工简单快捷、方便高效，而且对于有足够承载力的大规模严重病害的原有路面效果极佳。通常情况下，薄层罩面厚度为2.5 cm～4 cm，所以它可以将一部分的荷载分散，同时铺摊还能对原有路面起到一定的保护作用，从而缓解反射裂缝，降低车辙的发生，且效果显著。

在以往的引用当中，薄层罩面材料分为AC，OGFC，SMA三类，且厚度要求为最大公称粒径不超过10 mm。在AC类沥青混合料的使用中，其施工技术与普通沥青基本一致，且材料造价低。OGFC类混合料抗滑性与排水性非常好，不足之处是其级配设计与养护维修均不能和普通沥青混凝土相比。SMA类混合料虽然耐久性和抗高温性比较好，但是其造价高，多用于荷载要求较高的多重载车辆通过路段。然而，除了这些传统的薄层罩面材料，通过人们的不断研发，最终开发出了ECA-10新型路面病害处治材料。对比传统混合料，它的材料和级配设计都要明显优越，且施工工艺又和传统的热拌沥青混凝土一样。在ECA碾压时，它的温度比较低，要低于普通燃料拌合所需温度;同时料温与环境温度没有太大的差异性，基本是常温。所以即使它在储藏运输过程中温度迅速下降，也不会对运输时间和储藏时间有过高的要求;在拌合与施工中，它的有害气体和温室气体排放都得到了明显的降低;其现场施工温度下降速度慢，且温度要低于热拌沥青混合料40℃左右，可以给予其充分的碾压时间和密实度。随着其密实度的增强它可以作为一种新型的沥青路面维修方案来处理沥青混凝土病害，且各项性能高，指标均达到高速公路技术的要求。在施工过程中降噪效果显著、易压实、表面结构深度高等。与微表处方法相比，降噪效果非常好，对高速公路行驶质量的提高效果明显;它的使用可以降低高速公路的养护成本，且高于传统铣刨重铺与地热再生等方式，其环境污染效应低，能耗也相应减少，所需工期也小于传统方式，对交通影响也小。所以ECA-10新型路面病害处治材料的使用，所呈现的积极效益要远远高于传统方案，同时在添加2.5‰的聚酯纤维后可以大大提高沥青混合料的柔韧性能与抗裂性能。它在目前高速公路沥青路面灾害防治中得到了非常广泛的推广和使用。