沥青路面预防性养护技术

汪佩锋 田 勇 苑宝华

摘要:沥青路面的早期病害大都为功能性损坏,在高速道路上常常表现为早期车辙和平整度的衰减、泛油和抗滑性能的下降,以及水损害的产生,诸如此类病害如不在早期处理而任其发展,必然进一步导致表面松散,或由于渗水而导致下层剥落以及深度车辙等严重的变形类病害,继而造成坑槽等结构性损坏。因此,寻求一种快捷、方便、成本合理的减缓沥青混凝土路面早期病害的技术,已成为现阶段我国高速道路建设和养护的关键技术问题。本文介绍了沥青路面预防性养护内容和特点,对道路沥青路面预防性养护技术 作了详细的阐述,供工程技术人员参考。

关键词:沥青路面;预防性养护;技术

1 前言

沥青路面的损坏总体可分为两大类,一类为结构性损坏,包括路面结构整体或其中一部分的损坏,使路面不能支承预定的荷载;另一类为功能性损坏,它可能不伴随结构性损坏而发生,但由于平整度和抗滑性能的下降,使其不再具有预定的功能,从而影响了行车质量。

围绕建设与养护、维修与预防的关系,只有长期保持良好的路面使用性能,道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而预防性养护的意义就在于:是在功能性病害先兆时进行,可延长路面的使用周期,节约养护维修资金。

2 沥青路面预防性养护内容和特点

2.1 养护时机合理

沥青路面在其寿命周期内可分为3期:①建成投入使用开始,沥青逐渐被氧化、损耗;②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;③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。

路面预防性养护是对高速道路路面采取的一种高标准的养护方式,要求在路面尚处于良好状态时,即路面处于第1阶段时开始采取保护性养护措施,把病害消灭在萌芽状态,使路面始终处于良好的服务状态。

2.2 养护周期规律

预防性养护标准高,而路面使用性能随时间变化逐渐下降,因此必须周期性实施养护措施,即定期开展路况调查,采集路况数据,进行分析与评价,当路面使用性能降到预定标准时,及时实施养护策略,恢复路面服务功能,如此循环挂复。一般高速道路要求每年进行一次路况检测,实施预防性养护可增加检测频率,特别是对Et常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价,根据分析、评价结果实施养护措施。因此,预防性养护具有明显的周期性,相对于另外2种路面养护类型,其周期短,即养护频率高。研究表明:沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护,可取得良好的经济效果,同时保持路面较好的服务功能。

2.3 预防性

对路面状况连续检测、评价3年后,获得一组连续数据,可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测,对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测,适时对路面采取适宜的保护性养护措施,保护路面,预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测,考虑未来交通量的增长,对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施,做到治本治标,以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护,体现了“预防为主,防治结合”的养护原则。

2.4 机械化程度高

路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高,不仅能满足预防性养护的检侧频率,而且能保证检测数据的精度和科学性,处理数据、信息的能力也大大提高。很多发达国家都非常重视高速道路的检测效率和质量,已开发和应用集成检测技术,由1台专用车即可完成路面状况的各项检测。另外,路面预防性养护宜采用机械化的施工方法,以保证路面养护施工高效、优质、快速完成。

3 道路沥青路面预防性养护技术

3.1 开槽、灌缝工艺

沥青混凝土路面的早期病害多以裂缝形式出现,加上半刚性基层反射裂缝的普遍存在,使得大量路表水沿裂缝侵入路面结构内部,甚至进入路基,致使沥青混凝土路面在车辆荷载特别是重载交通和动态水的交互作用下,经常出现基层细骨料流失、唧泥(浆)现象,严重的则可能导致坑槽的出现。如果不及时对路面裂缝进行合理处治,必然会加剧路面的进一步损坏。开槽、灌缝工艺首先通过利用专用开槽工具沿裂缝开具一定宽度和深度的矩形小槽,然后采用自行加热与灌注于一体的灌缝机把热熔型聚合物密封胶灌人槽(缝)由于该工艺所采用的开槽工具的特殊灵活和密封胶材料优越的技术性能,大大提高了路面裂缝处治的质量和耐久性,真正达到了抑制裂缝的继续扩展、有效延长路面使用寿命的目的。对于开挖面层后发现的大于5mm的基层裂缝,则可以在进行裂缝清理后直接灌注,以密封胶灌满为佳。

3.2 雾封层施工工艺

由于目前高速道路沥青面层事实存在的施工离析现象或孔隙率过大.即工程先期已有的缺陷、隐患问题,有效的预防路(桥)面因此而造成的渗水现象已变的非常必要,而路面雾封层技术是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。雾封层是在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性改性乳化沥青,形成一层严密的防水层将路面封闭,起到隔水防渗、保护路面使用功能,最大限度地减少路面的水破坏,加大路面粗细骨料间的黏结力,由此延长路面使用寿命,从而节约养护资金。雾封层作为一种沥青路面的预防性养护措施,其经济、迅捷,能有效地防止沥青路面的水破坏,比较适用于高速道路的特殊养护条件和要求。

3.3 微表处施工工艺

微表处是采用专用摊铺设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理配合比拌和成稀浆混合料并迅速摊铺到原路面上,形成一层与原路面结合牢固、具有良好的抗滑耐磨性能、在摊铺后1～3h内开放交通的薄层(1cm)结构。目前微表处罩面技术主要是用于建立和恢复道路表面功能,在高速道路路面养护工程中微表处已经成为防水、抗滑、耐磨、耐久的道路表面功能层。随着该施工工艺的规范化、标准化以及施工质量的提高和综合成本的降低,在高速道路沥青路面的预防性养护上得到广泛推广和应用。

3.4 微表处修复车辙施工工艺

微表处修复车辙施工技术是以聚合物改性乳化沥青为黏结料、借助专用的摊铺设备进行施工的一种冷拌沥青混合料不等厚薄层摊铺技术。它具有施工进度快、成本低、效果好等特点,可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度,提高防水性和抗滑性。车辙横断面一般为下凹形曲线,其填补厚度为变量,这就需要混合料中骨料粒径按照辙槽的断面正态分布。这种近乎理想化的技术要求只有微表处工艺可以做到。因为用于微表处的稀浆封层机配置一个“V”形摊铺槽,在摊铺过程中混合浆体中各种粒径的骨料就会在“V”形摊铺箱内经搅拌按照厚度变化呈正态分布进行摊铺,同时在辙槽上方形成一定的预留拱度,为混合料经受行车荷载进一步压密作出预留。

一般来说,微表处适用于25mm深度以内的车辙处理。根据经验,对于12mm以内的车辙可以一次摊铺修复;较深车辙分层摊铺时,每层摊铺间隔一般在1d以上,待下层完全干燥并基本压实后,再进行上层摊铺。微表处处理车辙面层一般略高于路面摊铺厚度的20～40为宜,即预留适当的拱度,经过相当一段时间的辗压与原路面基本持平。根据经验,夏季高温季节一般一星期左右;秋冬低温季节半月左右,基本能够达到相对密实。对于早期车辙修复,微表处工艺是一种较好的养护技术,既能节约大量养护资金又能缩短施工作业时间,已受到广大业主的普遍欢迎。

4 结语

预养护对策选择之前必须进行路面预养护适用性判断,以保证预养护的效果。判断的标准包括预养护的宏观路况标准和微观路况标准。预养护对策的选择过程分为三步,分别考虑技术、经济和工程因素。技术方面主要考虑路面的主导损坏类型及程度,经济方面主要考虑当量年度费用,工程方面主要考虑当地或附近可获得的材料、施工质量、耐久性、气候、交通影响、行驶舒适性、抗滑性、环保和美观等9项因素。实际应用时工程因素可根据具体情况灵活选择使用。