沥青路面养护维修技术的发展与新材料、新工艺、新技术的应用（一）

沥青路面养护维修技术白 材料 新工艺 新技术的 @ @0◎ 佩@闶 ◎舒 圈0闶 @ 闶◎0◎ 舒◎[『] § 圈0 0 6@圈 0◎闶⑨舒 @ 圈 @[『]6圈0 0@圈 0◎闶⑨i_『 @ 圈 @[『]0圈 圈闶 l@@ 闶◎ ◎ 0闶 0§ n亡 几 n 口 n几 口 广== 沥 中国工程机械学会副理事长 孙祖望／SUN Zu 青路面在交通载荷与气候 孙祖望教授近照 影 响的作 用下 ．随着 时间 的推移 ．路面状况和服务 能力逐渐地恶化。为了保持路面良好 的使用性能和延长它的使用寿命 ．在 路面寿命周期的各个不同阶段需要采 用不同的养护维修措施。沥青路面的 养护维修工作对保持路面的服务能 力 ．延长其寿命周期 ．以及改善噪音、 振动等对周边环境的污染有着重要的 作用。在我国高速公路建设的初期 ． 路面养护的工作量还不是很大 ．人们 容易产生重建设、轻养护的思想 ．但 是随着我国公路建设的重点逐步向 中、西部地区推移 ，在东南沿海地区 将迎来一个路面养护维修的高潮。养 护维修技术正日益成为人们关注的一 个热点。 1 沥青路面养护维修作业的 分类 我国现行的沥青路面养护技术规 范通常根据工程量的规模大小、技术 的难易程度将沥青路面的养护维修作 业分为保养小修、中修、大修、改善 (改 建 )等四类。这种分类方法的核心是 “修理 ”．它是2O世纪5O年代从前 苏联的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 中引入的 ，至今已经沿用 了数十年。但是随着路面养护维修技 术在材料、工艺、设备方面的不断发 展和进步 这种分类方法已经很难反 映出现代路面养护维修技术的特点和 要求 ．因而也愈来愈显示出难以与现 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 入路面结构层 ；防止集料从 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面失落、 崩解。目前常用的表面封层技术有 ： 雾层封层 、还原剂封层、石屑封层、 稀浆封层 (微表封层 )等。 2．1．1雾层封层和还原剂封层 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 (专用的再生剂要求渗入路面6cm 左右 )．其目的是更新和还原表面已 氧化的沥青膏体。雾层封层和还原剂 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。撇砂虽然可 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 的车轮的作用下仍会被带出 ．因而导 致抗滑能力的很快衰减。由于上述原 因 ．雾层和还原剂封层通常主要用于 低交通流量、低速的道路和停车场上。 为改进雾层封层缺点所作的努力 一 直在沿着两个方向取得进展 ．一方 面是从材料上采用粘附性更高的粘结 料 ．另一方面是从工艺上改善粘结剂 与砂粒之间的裹覆性能 ．例如将砂粒 与粘结剂事先拌和后再喷洒至路面。 美 国 STAR-SEAL公 司 开 发 的 SUPREME”牌沥青路面封涂层就是 上述努力的一个例子。 STAR-SEAL SUPREME 是一种以精制煤焦油沥青 乳液为主 ．添加有橡胶类高分子聚合 物和表面活性剂的混合物。一般来说 ． 煤焦油具有抵抗汽柴油等轻质油分的 侵入和改善集料湿润性的能力 ．因而 也改善了它们之间的粘附性能 ，高分 子聚物则增强了粘结剂的粘韧性 ．而 表面活性剂则改善了附着表面的抗水 性。将此种乳液与细的石英砂 (粒 径0 425～0 21 2mm)搅拌混合后将 其喷洒、涂刷在沥青路面上 2～3遍 可形成一层极薄的保护层。它对沥青 路面具有一种屏蔽保护作用 ．可以抵 抗阳光、空气对沥青粘结剂的老化 ． 阻止水分侵入沥青路面而导致的水损 害 ．保护路面沥青不受泄漏的汽油、 柴油、机油等轻质油分的软化作用 ． 防止冬天防冻盐或其他化学品对沥青 路面的侵蚀。高粘附性的粘结材料和 事先与高耐磨性集料 (例如石英砂 ) 的充分裹覆 ．保证 了表面必要的抗滑 性能以及它的耐久性。 2．1．2石屑封层 单层的石屑封层是最早出现的预 防性养护技术 ．其施工方法是在路面 上喷洒一层沥青材料 (热沥青、轻制 沥青．乳化沥青等 )．紧接着撤布砂、 单粒径或适当级配的集料 ．并紧跟着 进行碾压。石屑封层是一种敷设简单、 易行 ．价格低廉的养护方法。它的缺 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。 石屑封层的新发展是围绕着减缓 抗滑性能的衰减速率所作的努力。这 种努力同样表现在从材料和工艺两方 面对粘结剂和集料之间粘附性能所取 得的改善上。 材料方面的改善 ．主要是更多 地采用改性沥青和改性乳化沥青 ． 以及改善它们与集料之间的相容性。 在工艺方面的改善 ．同步石屑封层 (Synchronous Surface Dressing)的出现 就是一个典型的例子 ．它将粘结剂的 喷洒和集料撇布两道工序集中在一台 。 车辆上同步进行 (图2)。这样做的好 处是使碎石颗粒立即与刚喷洒的粘结 剂相接触 ．此时由于热沥青或乳化沥 青的流动性较好而使石屑能更深地埋 入粘结剂内 ．并更好地渗入到路面的 裂缝中。对于热沥青来说，在温度尚 未下降之前沥青的粘度较低 ．而对于 乳化沥青来说则在尚未破乳前 ，喷洒 的粘层油具有更厚的铺层 ，这些都有 利于增加石屑埋入的深度和由于毛细 管作用而增高石屑颗粒间粘结剂吸附 的高度 (图 3)。同时 ，较好的流动性 也有助于粘结剂更好地渗入到原路面 的裂缝中而改善它的封水性能(图4)。 图2同步石屑封层 图4沥青更好地渗入原路面的裂缝中 2．1．3稀浆封层和微表封层 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 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 原路面接合牢固、具有抗磨表面结构 的均匀养护层。微表封层是在乳化沥 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。微表封层的 厚度可达 1O～1 5mm．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。稀浆封层尤其是微表封层具有 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 ，因而它更加适用 于大交通流量和高速行驶的道路。 微表封层技术的新发展主要表现 在应用领域的不断扩大 ．现在微表封 层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。 2．2 裂缝填封 裂缝是沥青路面常见的一种病 害 ，从养护工艺的角度来看 ．裂缝可 按其缝宽分为微裂缝或发裂 (2mm以 下 )、微 小 裂缝 (2～ 6mm)、小 裂 缝 (6～ 1 2 7mm)、中裂 缝 (1 2．7～ 25mm)、大裂缝 (>25mm)。对于 发 裂来说一般不需作处理 ．除非在单位 面积内的发裂十分多 ．则可以在其上 作表面封层 的处理。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 1 2 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。此类裂缝通常 需要进行扩缝处理 ．有时也将它们归 入修复性养护的范畴 ，本文将在修复 性养护中与中、大裂缝的处理一并讨 论。中、大裂缝的出现表明路面已发 生较严重的局部损坏 ．而且往往带有 严重的剥落 ，对它们的修补类似于坑 槽的修补 ，已属于修复性养护的范畴。 6mm以下的微小裂缝，尤其是 2 mm以下的微裂缝用普通的热沥青或 乳化沥青进行密封处理 ，由于很难渗 入裂缝深处 ，封层的厚度又很薄 ．不 易取得良好效果 ，因而通常不作任何 处理。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 1 5％ 啊 大和更为严重的路面损坏。 2．3 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2 5cm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 O 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 (参见图5)。(未完 待续) 热沥青混合料．最大铺层宽度 5cm 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 9o 频率 ：(Hz) 振幅 0 21mm 图5高频压路机与薄层路面的压实一一混合料压实度随频率而变化的曲线 。 维普资讯 http://www.cqvip.com