沥青路面养护.ppt

沥青路面养护技术 提纲 一 沥青路面养护简介二 沥青路面预防性养护技术三 沥青路面矫正性养护技术四 橡胶沥青在沥青路面养护中的应用五 结束语 一 沥青路面养护简介 1 沥青路面养护的重要性在我国已建成通车的高等级公路中 约80 的为沥青路面 沥青路面的养护占公路日常养护的比重很大 修建公路需要耗费大量的人力 物力和财力 是国家的一项宝贵资产 每一位公民都有责任和义务使用好和管理好它 但随着时间的推移 沥青路面会因气候环境的影响和行车荷载的作用下 产生不同程度的退化 而路面养护就是采取有效技术手段来减缓这种退化 使路面在设计寿命期内提供良好的服务质量 所以 沥青路面养护不仅是维护国家资产 更重要的是保证人民群众的生命 财产安全 1 沥青路面养护的重要性在2006年的 全国公路养护管理工作会议 上 李盛霖部长强调 要站在落实科学发展观和建立资源节约型社会的高度 深刻认识加强公路养护管理工作的重大意义 牢固树立建设是发展 养护管理也是发展的理念 美国科来福 CRAFCO 公司路面解决方案中 通过对几十万公里不同等级公路的跟踪研究和大量的养护维修实践 调查统计得出 每投入1元钱预防性养护资金 可节约3 10元后期矫正性养护资金的结论 美公路战略研究计SHRP计划的重要成果也指出 如在整个路面使用周期内进行3 4次预防性养护 可节约养护费用45 50 1 5 1 沥青路面养护的重要性 路面养护技术阶段图 路面将产生结构性缺陷 也可被认为是一种 恢复性 修补 若未及时养护 在随后12 的使用寿命时间内 性能再次下降40 从而造成养护成本3 10倍的增加 这一阶段称之为矫正性养护阶段 预防性养护 矫正性养护 路面建设完成 质量合格道路 在使用寿命75 的时间内性能下降40 称之为预防性养护阶段 这一阶段路面只是发生功能性损坏如打滑 空隙增大 表面沥青膜剥落等较小的缺陷 路面翻修 路面结构破坏已经发生 诸如中度和极度车辙 大范围网裂缝或纵向裂缝等 这种破坏发生后路面已不具备行使功能 需要重新修复 2 传统沥青路面养护理念在我国 一直以来都是 重建设 轻养护 这在很大程度上导致了我们的路面大量出现早期破坏 达不到设计所要求的服务水平 增加了道路使用者的交通运行成本 造成了不好的社会影响 所以 相关的公路管理部门必须要重视公路的养护问题 预防和减少路面发生各种病害 从而保证我们的路面具备良好的服务品质 沥青路面养护技术存在的问题 我国沥青路面养护技术主要存在以下问题 对于沥青路面的一些常见病害 很难做到 防患于未然 其实 对沥青路面可能出现的病害 根据路况和当地的自然条件 预先选用一些合适的材料和技术对路面病害进行防治 通过及早 有效的防治 能避免或延缓发生路面病害 沥青路面出现病害时很难做到及时修补处理 小洞不补 大洞吃苦 对路面进行有效的处理 不但可以延长路面的使用寿命 还可以节约养护管理经费 确保交通的顺畅和安全 养护技术的科技含量不高 技术水平低 难以做到因地制宜 养护经费不足也是制约沥青路面维修效果的原因之一 往往是因为经费的不合理利用 既浪费又影响了养护的及时性和良好养护材料的选用 继而降低养护的质量 单一养护向全面养护转变 被动养护向预防性养护转变 粗放型养护向精细化养护转变 一 沥青路面养护简介 3 沥青路面养护理念的三转变 一 沥青路面养护简介 全面推行预防性养护 实现良性发展 二 沥青路面预防性养护技术 预防性养护定义 通过对路况的定期调查 及时发现路面的轻微破坏与病害迹象 分析其产生原因 对症采取保护性养护措施 以防止病害的进一步扩大 减轻路面使用性能恶化 使路面长久保持良好服务状态的一种养护理念 2 表面涂层 雾封层 还原剂涂层 3 表面封层 碎石封层 稀浆封层 微表处 开普封层 1 裂缝填封 嵌缝条 贴封条 沥青灌缝胶 壁可 注入法 分类 预防性养护技术 1 裂缝填封技术 裂缝填封是常用的养护措施 能有效实现裂缝填封 防止因水的渗透导致路面裂缝扩大 避免造成更加严重的唧浆 坑槽等病害 从而减缓道路使用功能的退化 防止路面状况指数 CPI 迅速下降 延长道路使用寿命 适用领域 对于发裂来说一般不须作处理 如在单位面积内的发裂十分多 则可以在其上进行表面封层处理 对于微小裂缝 小裂缝 由于尚未发生结构性损坏 通常只在表面上做贴封式的封面 或者对裂缝进行灌缝处理 向裂缝填充灌缝胶 以起到封闭裂缝作用 裂缝填封技术主要包括 1 用于施工接缝的 嵌缝条2 用于面层裂缝贴封的 贴缝条3 用于路面裂缝修补的 沥青灌封胶4 用于大体积混凝土裂缝修补的 壁可 注入法 1 1嵌缝条 嵌缝条是一种沥青基的自粘 可熔性的预制带状卷材 专门用于处理沥青路面接缝处 嵌缝条施工操作简便 快捷 适用于各种沥青路面 简介 特点 易于手工操作 不需配备特殊设备 很好地适用于各种沥青路面 嵌缝条最小变形吸收量为厚度的10 自粘可熔性沥青嵌缝条 不必要加热预熔化 可不使用预涂料 嵌缝条适用领域 沥青路面的冷接缝部位 与构造物相连接部位 维修 养护中的施工接缝部位 嵌缝条在冷接缝处的使用 有效的防止因两侧铺筑材料的不同或温差过大引起的材料间粘结力弱 抗剪能力不强 渗水等因素造成路面的早期破坏 各施工单位在施工过程中对接缝或基层的施工处理不当 造成路面纵向裂缝的产生 而嵌缝条能弥补面层冷接缝施工时的不足 提高面层抗剪切强度 使用必要性 1 2灌缝胶 Crackingfill 裂缝灌注是道路养护最经济的方法之一 为避免由于水的渗透对道路造成的损坏 填封裂缝是绝对必要的 使用恰当的技术能确保裂缝的有效性 从而大大延长道路的使用寿命 裂缝是高速公路 沥青路面最常见的病害 全国每年用于裂缝灌注的经费在10亿元以上 如何让养护经费得到最好的利用 最首要的是研发出新材料 新工艺 以遏制裂缝的出现和发展 常见灌缝胶种类 灌缝材料的基本要求 材料要求 低温延展性 良好的渗透性 耐高温性 界面粘结性 缝宽在5mm以内时 清除缝中杂物及尘土 将低稠度的热沥青 缝内潮湿时应采用乳化沥青 灌入缝内 灌入深度约为缝深的2 3 切忌不可将缝灌满 填入干净石屑或粗砂 并捣实 将溢出的沥青及石屑 砂清除干净 灌缝时间与方法 缝宽在5mm以上时 用开槽机将裂缝切割整齐 清除缝中杂物及尘土 用热拌沥青混合料填入缝中 捣实 缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料灌缝 灌缝时间与方法 目前 灌缝材料的技术指标正重新报国家审批 届时相关技术指标将修正 部行业标准 沥青路面灌缝胶 即将颁布敬请期待 贴缝条有面层贴缝条和基层贴缝条区分 一般是由聚丙烯材料涂抹一层防水膜 经严格工艺碾压复合在一起 根据裂缝宽度的不同 生产出的贴缝条有多种宽度规格 符合各种裂缝宽度的修补 同时还可以根据实际缝宽及抗裂需要现场剪切或拼接 也可以按客户需求生产规格 1 3贴封条 材料介绍 应用领域 一般国道 高速公路 市政道路的网裂 道路裂缝 接缝 段差修正 操作简便 施工速度快质量可靠安全环保成本低廉 材料特点 贴缝条照片 1 4壁可注入法 传统的混凝土结构裂缝的修补方法是靠人工注入树脂胶 而 壁可 法则是通过橡胶管自动完成注入 在注入的过程中始终保持约3Kg cm2的压力 能保证将修补材料注入到宽仅0 02mm的裂缝末端 同时 缓慢均匀的压力可以将裂缝中积存的空气压入混凝土的毛细孔中 并通过混凝土的自然 呼吸 作用排出 有效地避免产生气阻 从而确保修补质量 在某核电站反应堆护墙的维修工程中 壁可 法曾创造了注入深度达2m的惊人效果 BL 壁可 法采用有两个端头的注入器 其中注入端内有止回阀 防止材料倒流 可向注入器内不断地补充修补材料 适用于内部空间较大的裂缝 DD 壁可 法的材料进出都要通过注入器的一个端头 其中也有止回阀 其突出特点是 不必在作业面上进行注入 而可以一次注满若干个注入器带到作业面上逐个安装 对操作不变的部位特别适用 专用于水下构件及潮湿渗水部位裂缝修补的 壁可 法 采用压力达3Kg cm2的注入器和水凝性的修补材料 能将缝内的水强制排出 实现带水作业 壁可 法分类 适用领域 公路和铁路 桥梁结构 隧道 地铁和地下通道的混凝土衬砌 工业及民用建筑 公共建筑 仓库 工厂 车间 储罐等 电厂 水电 火电 核电站 港口 码头 河道 极强的渗透力 良好的柔韧性 最佳的抗收缩性 瞬间固化 出众的耐久性 强大的粘结力 配比精确 不必现场称量 施工温度范围宽 技术特点 表面涂层是将具有使老化沥青的性能部分回复或者全部回复的还原剂涂抹在已老化的沥青路面上 通过还原剂的渗透作用 深入到沥青面层一定深度处 与已老化的沥青膏体发生聚合反应 使得老化沥青的组分发生逆向变化 回复柔韧性减少脆性 同时保护尚未老化的沥青使之延缓老化 2 表面涂层再生技术 适用于沥青路面老化明显 路面出现大范围的轻微网裂 局部松散现象的路面 适用领域 分类 针对病害类型 松散 微裂缝 沥青路面在使用3 6年后 由于行车荷载 紫外线 动水冲刷等因素 沥青路面开始老化 路面经常会出现一些微小裂缝 细集料松散等病害 若在不进行及时的处理 在雨季后 将会出现更加严重的裂缝 坑槽 推移等病害 这样不但会花费较多的养护成本 而且往往达不到理想的维护效果 雾封层技术利用专用洒布车在沥青面层上喷洒一层薄薄的 高渗透性的乳化沥青或改性乳化沥青 以形成一层严密的防水层将路面封闭 起到防渗 修补微小裂缝的作用 加大沥青路面集料间的粘结力 2 1雾封层 Fog sealCoat 雾封层作为高速公路早期预防性养护最有效的方法之一 2004年 第二届全国公路科技创新高层论坛 上把它作为养护新技术在全国推广 它是发达国家经常采用的沥青路面预防性养护技术 目前在我国也得到了初步应用 雾封层技术的关键是要有高品质的乳化沥青喷洒设备和乳化沥青材料 目前国内已经可以生产适合雾封层技术的喷洒设备和乳化沥青 为大面积推广该技术扫除了障碍 国内情况 适用对象 一般用于轻度到中度细料损失或松散的道路 开级配混合料出现松散时 雾封层可有效解决 无论是交通量小的道路还是交通量大的道路均可使用雾封层 雾封层可更新和保护旧氧化沥青路面 填补小型裂缝和表面空隙 使低温下的路面免受损害 加深沥青路面的颜色 加大沥青路面与标线的对比度 防止开级配路面松散 技术特点 雾封层可以采用喷涂 滚涂 刮涂等工艺施工 涂层以两次为宜 基面清理后施工第一遍 保证涂料能充分渗入沥青表面的毛细孔 以封闭毛细孔 形成防水层 活化沥青层 改善表层沥青的性能 然后施工第二遍 确保遗漏的点和面涂上涂料 还原剂涂层是将专门研制的还原剂或再生剂通过一定的技术手段喷洒在已经老化的沥青路面上 其作用是更新和还原表面已经发生老化的沥青 同时保护尚未被老化的沥青 使其维持原由性能 减缓老化的时间 一般的沥青路面再生剂是一种单组分的沥青制品 由石油蒸馏液 改性沥青 再生剂 阻燃剂等合成 目前市场上较好的沥青路面养护产品有 沥再生RejuvaSealTM ERA C型沥青再生剂 Sasojuve再生养护剂 STAR SEAL涂封层 1 2还原剂涂层 国外一些发达国家早在20世纪60年代已开始进行沥青路面的预防性养护技术 表面涂涮沥再生的研究和开发 美国早在1960年以前已开发研究出来用于军用机场 1980年由军用转向民用 后来加拿大 巴西等国陆续采用 而我国则于2001年5月在昆明试用 广州市于2001年11月对这种新型的沥青路面的预防性养护技术进行了初步试验 国内 外情况 以Sasojuve再生养护剂为例 Sasojuve是一种高科技单组分的沥青路面再生养护剂 由石油蒸馏液 改性沥青 再生剂 阻燃剂等合成 它能恢复路面损失的沥青 将路面已老化的沥青再生 封闭路面孔隙及微小裂缝 恢复路面原有性能 同时对路面起到封水保护作用 是一种优良的路面预防性养护材料 洒铺量在0 20 0 25kg m2 使用sasojuve前 使用sasojuve后 1 路表美观2 行驶舒适3 噪音低4 延长道路的使用寿命5 耐久性好6 施工简便 快捷7 环保 无害 Sasojuve的主要优点 使用Sasojuve弥补发丝型裂缝的效果图 3 表面封层类预防性养护技术表面封层是一种最早采用的传统预防性养护方法 它是在原有的路面上加铺一层厚度不超过2 5cm的沥青混合料 表面封层可以有效防止性能正在下降的路面继续恶化 改善其平整度 恢复路面抗滑阻力 对路面有一定的不强作用 表面封层由于很薄 在施工过程中容易冷却又不适宜使用振动压路机 因而达不到较高的密实度 因此正确的混合料级配设计 温度控制 碾压工艺和压路机选型尤为关键 二 沥青路面预防性养护技术 碎石封层 沥青材料 级配碎石 稀浆封层 乳化沥青 粉料 添加剂 水 微表处 改性乳化沥青 集料 填料 添加剂 水 开普封层 碎石封层系统 稀浆封层系统 常见分类 表面封层养护技术 3 1碎石封层 ShipsSealCoat 碎石封层技术是一种用于建立道路表面功能的薄层施工技术 基本方法是先把适量的沥青结合料通过专用设备均匀地涂布在道路表面 然后把粒径相对均匀的碎石密播在沥青层上 经过碾压使平均3 5左右的碎石粒径嵌入沥青层 道路养护罩面 新建路面磨耗层 新建中轻交通道路面层 应力吸收粘结层 路面下封层 适用领域 结构设计 碎石封层 碎石封层技术具有卓越的抗滑性能和有效的封水效果 造价低 施工工艺简便 施工速度快等优点 所以该技术在欧美等国家得到广泛应用 在澳大利亚约有25万km的公路采用碎石封层作为磨耗层 占到公路总里程的近1 3 改性沥青 胶粉沥青 结合料类型 稀释沥青 乳化沥青 改性乳化沥青 封水效果好 随从变形能力强 卓越的抗滑性能 造价低 施工速度快 碎石封层的技术优点 碎石封层 2020 3 17 53 可编辑 碎石封层 3 2稀浆封层 SlurrySeal 稀浆封层技术 稀浆封层是一种将乳化沥青 集料 水和特殊添加剂按合理配比拌和并均匀摊铺到已适当处理过的路面上的混合料 稀浆封层 稀浆封层技术20世纪40年代后期兴起于德国 在美国 稀浆封层的应用占到全国黑色路面的60 其使用范围得到了拓展 对新旧路面的老化 裂缝 光滑 松散 坑槽等病害起到了预防和维修的作用 使得路面的防水 抗滑 平整 耐磨性迅速提高 适用对象 路面已磨损 老化 光滑 松散 裂缝等病害 或需要尽快恢复通车的路段 特点 具有耐磨 抗滑 防水 平整性等性能 施工迅速 造价低 用途广 节约能源等优点 稀浆封层应用 3 3微表处 Micro surfacing 从1999年开始对微表处技术进行研究和推广应用以来 微表处技术的优越性已经得到广大公路技术人员的认可 并在我国的全国二十多个省市的高速公路的路面养护中得到广泛应用 微表处是由特制的高分子改性乳化沥青 优质级配集料 水和添加剂组成的冷拌沥青混合料 微表处能够适应迅速开放交通的需要 在摊铺后1 2小时内即可开放交通 适用对象 路面渗水 老化 抗滑力不足 路面车辙严重 平整性差或者有轻微裂缝 特点 有效的封水 抗滑 改善路面外观 修复车辙 提高平整度 延缓沥青路面老化 微表处分类 路面微表处 微表处修复车辙 桥面微表处 复式微表处 隧道微表处 微表处 微表处摊铺量 2000 2003年600万m22004年1000万m22005年2000万m2 微表处 2 4开普封层 简介 开普封层最早是19世纪50年代年运用于南非开普敦 主要采用单层和多层碎石封层的方法提高原有路面的耐久性 碎石封层有优良的防水和抗裂性能 但其主要问题是在行车作用下 容易产生集料松散 脱落 产生扬尘 同时 集料脱落也可能引起推移 波浪 泛油等其他问题 稀浆封层 微表处 能提供一个平顺 坚实 抗滑 美观的行车表面 与铺筑面粘接紧密 对基面 原路面 基层 保护好 但在抗裂性能上存在局限性 开普封层集合了碎石封层系统和稀浆封层 微表处 系统的优点 提高了表面行驶功能和耐久性 作用机理 3 4开普封层 CapeSeal 开普封层沥青路面铺装结构示意图 结构设计 开普封层应用 开普封层应用 适用领域 开普封层技术适用于各种基层 如半刚性基层 柔性基层等以及原有泥灰结路基的路面 有着很强的变形随从性 特别适用于基层强度不稳定的农村道路 三 沥青路面矫正性养护技术 矫正性养护技术定义 矫正性养护通常是被动的 目的是将意外状况造成的路面损坏修复到可以接受的服务水平 常见的养护活动如 坑槽修补 路面局部维修 边缘损坏和路肩脱离等 坑槽修补技术 热拌料 冷拌料 路面局部维修 边缘损坏 分类 矫正性养护技术 1 1路面坑槽修补技术 由于路面坑槽的频繁出现 并随车流量的逐年增加 严重影响路面强度 降低整体寿命 因而要求路面坑槽维修应及时 快速 彻底 持久 坑槽修补工艺的对比 热修补技术 就地热修补技术通常需要配备较昂贵的修路设备 一次性投资较大 但是每次的原始材料成本非常低 相当于沥青混合料的材料价格加上所耗费的液化气价格 通过对路面病害修补的合理安排 统筹规划 日常养护成本将可以降低 通常采用热修补技术修复的坑槽寿命能达到1年以上 冷修补技术 根据养护的大量实践 对于冷补材料修补坑槽 可以充分发挥施工方便 开放交通快的优点 而且采用冷补料修补的坑槽寿命可以达到三年左右 所以大大延长了道路的大修周期 用它来作为全线的日常养护 相对热修补技术来说价格更低 一般修补应将待修补坑槽内的碎石 废渣清理干净 坑槽内不得存有泥浆 冰块等杂物 高速公路 市政公路坑槽的修补 应将四周切割整齐 废将以损坏的结构层清理干净 冷补料施工工艺 把足够的冷补材料填进坑穴内 填料应高出地面1 5cm左右 高速公路和一般公路修补 其材料的投入量可增加20 或10 左右 填满后坑穴中央处应高于四周路面并呈弧形 如路面坑穴破损深度在8cm以上时 填补工作应以每3 5cm为一层 分层填补 逐层压实 清理坑穴 填满坑穴 施工工艺 铺设均匀后 根据实地修补环境 修补面积大小和深度 选车适当的压实工具和方法进行压实 如 人工用铲背 人力夯 震动平板夯 平底铝压板 货车轮胎 压路机或摊铺机等压实方式 修补完的坑穴表面应光洁 平整 无轮迹 坑槽四周和边角压实良好 无松散等现象 通常压实度应达到93 以上 压实 验收 结论 热修补使用寿命长 但施工工艺复杂 使用费用相对较高 冷修补施工工艺简单 使用成本低 作为全线的日常使用是比较经济的解决途径之一 但冷修补材料有待改进 四 橡胶沥青在沥青路面养护中的应用 1 橡胶沥青简介 由沥青 回收轮胎橡胶及一定的添加剂组成的混合料 其中胶粉的含量不少于总重的15 且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并膨胀 1997年ASTM AsphaltRubber 橡胶沥青高低温性能好 降低了沥青对温度的敏感性 优良的弹性及弹性恢复能力 可以缓解路面的变形和抗疲劳开裂破坏 橡胶沥青粘度高 抗老化 抗氧化能力强 能有效的降低行车噪音 减少交通事故 特点 2 橡胶沥青应用于裂缝填充 由于橡胶沥青具有粘度大 抗老化 抗氧化能力强 弹韧性好 温度敏感性低等优点 橡胶沥青最早的应用即作为裂缝的填充材料 至今也有广泛的应用 技术指标 3 橡胶沥青碎石封层 这种由橡胶沥青胶结料 单粒径集料组成的应力吸收薄膜夹层对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果 可使半刚性基层或旧路面裂缝处相对位移产生的应力传到罩面层时大为减少 降低应力强度因子 从而达到延缓反射裂缝产生的目的 特点 20 40目的橡胶粉橡胶沥青用量2 3kg m2集料规格为 9 5mm 13 2mm 用量约为15 22kg m2 以铺满为准 橡胶沥青碎石封层材料组成 橡胶沥青碎石封层级配要求 橡胶沥青碎石封层的施工 施工控制要点 1 生产设备 2 预拌石料 3 沥青洒布量 4 碎石撒布 5 碾压 施工前准备 为保证撒布的石料与橡胶沥青的充分粘结 石料需预先采用油石比为0 30 0 40 的普通热沥青进行预裹 拌和温度在150 170 注 当采用同步碎石封层车或确保沥青洒布车与碎石洒布车配合良好 且石料干净的情况下 碎石可以不预拌 在处理好的基面上喷洒弹性活化橡胶沥青 洒布温度保持在 橡胶沥青用量2 3kg m2 洒布必须均匀 沥青洒布量要严格控制 喷洒最大偏差量不应超过设计规定的 0 2kg m2 沥青纵向衔接应与已洒布部分重叠10cm左右 橡胶沥青的洒布 喷洒橡胶沥青后应立即满铺碎石 碎石撒铺量推荐采用15 22kg m2 可用碎石撒布车撒布 具体根据试铺情况确定 以满铺 不散失为度 对于局部碎石撒铺量不足的地方 应人工补足 最低撒布温度不低于120 碎石的撒布 采用轮胎压路机进行压实 碎石撒铺后应立即进行碾压作业 根据需要选择压路机的数量 施工中为了确保碾压的温度 要求胶轮紧随碎石撒布车后面碾压 距离不能超过5米 压路机采用慢速碾压