沥青道路面层的养护和维修

目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 第一章 绪 论 3 第二章 沥青路面养护维修作业的分类 3 第三章 沥青路面病害类型及成因 4 3 1 裂缝类病害成因 5 3 2 变形类病害成因 6 3 3 松散类病害成因 7 3 4 其他类病害成因 7 第四章 沥青路面养护维修关键技术 8 4 1 沥青路面裂缝类病害维修 8 4 2 沥青路面松散类病害维修 9 4 3 沥青路面变形类病害维修 10 4 4 沥青路面其他病害维修 10 4 4 1 麻面与集料外露 10 4 4 2 泛油 11 4 4 3 拥包 11 4 5 预防性养护 11 4 5 1 表面封层 12 4 5 2 薄层罩面 14 第五章 总 结 14 5 1 预防性养护技术的发展趋势与展望 14 5 1 1 新材料 14 5 1 2 新工艺 15 5 1 3 新设备 16 5 2 修复性养护技术的发展趋势与展望 16 5 2 1 新材料 16 5 2 2 新工艺 16 5 2 3 新设备 17 5 3 存在问题 18 参考文献 19 精品文档 1欢迎下载 摘 要 沥青路面在交通载荷与气候影响的综合作用下 随着时间的推移 路面状 况和服务能力将逐渐地恶化 加之近几年国民经济高速发展 由此带来交通量 迅速增长 车辆大型化 超载严重 由此带来一系列的病害 常见的有车辙 开裂 拥包 松散 沉陷 坑槽 麻面和唧浆等 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 1 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 因而养护维修技术正日益成为人们关注 的一个热点 关键词关键词 沥青路面 病害 使用性能 寿命周期 养护维修 精品文档 2欢迎下载 第一章 绪 论 公路是国家现代化建设的重要基础设施 根据我国经济和社会发展对交通 运输的要求 建立起适合中国国情的现代化综合运输体系 缓解我国交通运输 紧张的新局面 公路交通建设最关键的两个方面 一是加快高等级公路的建设 提高路网技术水平 二是切实加强对建成公路的养护管理 改建路网结构 保 障交通畅通 显而易见 一手抓建设 一手抓养护 建养并重 协调发展 是 确保公路事业稳步发展的重要措施 公路越发展 越需要加强养护 随着技术 进步 应当采用先进技术 加快公路养护现代化步伐 公路养护与管理的任务 就是运用先进的技术和科学的管理方法 合理地 分配和使用养护资金 通过养护维修使公路在设计使用年限内经常保持完好状 态 并有计划地改善公路的技术指标 以提高公路的服务质量 最大限度的发 挥公路的运输经济效益 公路养护的任务具体地包括以下内容 2 1 经常保持公路及其设施处于完好状态 及时修复损坏部分 保障行车的 安全 舒适与畅通 2 采用正确的技术措施 提高养护工作质量 延长公路的使用年限 3 防止结合 治理公路存在的病害与隐患 以提高公路的抗灾能力 4 对原有技术标准过低的路段和构造物以及沿线设施 应当分期进行改善 和改建 以提高公路的通行能力和服务水平 第二章 沥青路面养护维修作业的分类 公路养护工作按其作业性质 范围和工作量大小不同 各国通常都有不同 的分类方法 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 3 这种分类方法的核心是 修理 它是 20 世纪 50 年代从前 苏联的规范中引入的 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代养护维修技 术的发展相适应了 现行分类方法所反映的并不仅仅是一个分类的方法问题 其实质是反映了 精品文档 3欢迎下载 一种 重修理 轻预防 的观念 更为合理的分类方法是根据病害的类型 路 面损害的程度 以及所需采用养护维修措施的性质和功能来对养护维修作业进 行分类 在美国等西方国家将沥青路面的养护维修作业分为 预防性养护 Preventive Maintenance 修复性养护 Corrective Maintenance 路面 翻修 Pavement Rehabilitation 路面重建 Pavement Reconstruction 等 四类 这种分类方法的核心是作业的功能和目的 因而不仅在概念上是十分清 晰的 而且有着很强的目的性和针对性 预防性养护是指那些带有保护路面 防止病害的进一步扩展 和以减缓路 面使用性能的恶化速率以及延长路面使用寿命为目的的养护作业 它通常用于 没有发生损坏 或只有轻微缺陷与病害迹象的路面 预防性养护没有路面补强 的功能 因而不应期望预防性养护具有改善路面强度和承载能力的作用 修复性养护是指那些用来修复路面的局部损害或某种特定病害的养护作业 它通常用于路面已经发生局部的结构性损坏 但还没有波及全局的场合 路面翻修是指路面的损坏已经波及到路面的大部分面积 使之发生全面性 的结构性损坏 从而需要在一定的深度下进行面层的再生和重铺的修理作业 路面重建是指当路面的损坏由于没有及时进行翻修 补强而进入整个路面 各结构层发生结构性破坏时 这时不仅路面的面层 而且它的基层和底基层 甚至于路基也需进行翻修 这样的养护维修作业称为重建 当路基也需翻修时 则称为道路的重建 第三章 沥青路面病害类型及成因 沥青混凝土路面的典型病害总体上分为两大类 结构性病害是路面结构的 整体或其某一个或几个组成部分出现了病害 严重的可使道路失去使用功能 主要以各种结构裂缝的形式表现出来 功能性病害是导致路面功能衰减的病害 其主要表现为路面服务能力下降 平整度和抗滑性能降低 结构性病害和功 能性病害不一定同时发生 但都是逐渐积累起来的 我国 公路沥青路面养护技术规范 JTJ073 2 2001 将路面病害分为裂 缝类 松散类 变形类和其他四种大类型 4 每类包含的内容见表 3 1 精品文档 4欢迎下载 表 3 1 沥青路面的破损分类 分 类沥 青 路 面 破 损 裂缝类龟裂 不规则裂缝 纵向裂缝 横向裂缝 变形类沉陷 车辙 波浪 搓板 拥包 桥头涵顶跳车 松散类坑槽 含啃边 松散 含脱皮 麻面 其他类泛油 磨光 老化 冻胀 翻浆 露骨 修补破损 3 1 裂缝类病害成因 1 材料方面 1 沥青 一方面沥青混合料低温劲度是决定是否开裂的根本因素 沥青劲 度又是决定沥青混合料劲度的关键 沥青老化越严重 劲度越大 裂缝出现越 早 另一方面 沥青的温度敏感性也会影响裂缝的产生 感温性大的沥青易开 裂 一般情况下 含蜡量高 会使沥青的拉伸应变减小 脆性增加 温度敏感 性变大 裂缝就容易产生 2 级配 矿料组成级配也与开裂有一定关系 一般来说用油量偏低 矿粉 含量高易产生裂缝 2 设计方面 5 路面结构设计不合理 如基层厚度不够 面层及材料配合比设计不当 沥 青面层厚度较大 裂缝就减少 这是指用同一种沥青混合料 厚度大的比薄的 裂缝率要小 但采用质量好的沥青即使铺筑薄的路面其横向裂缝也可能少于质 量差的沥青但厚度大的路面 3 施工因素 优良的施工质量 特别是各结构层的压实度达到规范要求 稳定性优良 排水性能好 面层接缝处理完善等是保证裂缝特别是纵向裂缝和龟裂网裂不出 现的前提条件 精品文档 5欢迎下载 4 气候交通因素 在气候交通方面 极端最低温度 降温速率 低温持续时间 升温降温循 环次数是温度收缩性裂缝出现的四大因素 雨水是加速裂缝形成 扩大甚至路 面平破坏的催化剂 当然不论什么样的裂缝 在行车荷载的作用下 都会加速 路面破坏 3 2 变形类病害成因 从我国沥青路面的破坏现象分析 变形类病害中车辙问题尤为突出 它除 了影响行车舒适外 还对交通安全有直接影响 车辙是路面上沿行车轨迹产生 的纵向带状凹槽 数量按实有长度乘以变形部分的平均值计算 车辙在行车荷 载重复作用下 有扩展和积累的趋势 6 1 沥青混合料 1 沥青 车辙与沥青的粘度直接相关 提高沥青高温粘度是防止车辙的有 效措施 所以施工时应选用低针入度 高软化点 低含蜡量的高粘度沥青 2 集料 在集料中掺加破碎砾石对抵抗车辙是不利的 因其缺乏棱角而易 变形 酸性集料容易降低混合料的水稳定性和高温稳定性 所以施工时应选用 表面粗糙 嵌挤作用好 与沥青粘结性能强的集料 3 矿粉 为提高混合料的高温稳定性 必须使矿粉有足够的数量 以减少 游离沥青 4 级配 空隙率对车辙的影响非常大 增大集料粒径对提高车辙能力有一 定效果 当然空隙率也不能太小 4 的空隙率为最小空隙率的临界 2 路面结构层次 沥青混合料的厚度是影响车辙的重要因素 一般来说路面厚度的确定 既 要保证有足够的承载力 又要有较好的抗车辙能力 在低于临界厚度时 沥青 面层越厚 车辙越严重 而当超过临界厚度时 车辙随厚度变化较小 3 交通条件 大量重型超载车辆在主车道上行驶 速度慢且渠道化现象严重 由于其单 轴荷载增大 甚至翻倍 从而使车辙更容易产生 4 气候条件 由于沥青混合料是粘弹性材料 沥青路面是黑色路面 吸收热量能力强 所以在气温较高时 路面在行车荷载反复作用下极易产生车辙 精品文档 6欢迎下载 5 施工因素 在施工过程中要加强碾压 切忌片面追求平整度而放松压实 保证压实度 把空隙率控制在规范要求范围内 是避免压实度不足引起车辙的有效途径 3 3 松散类病害成因 坑槽是路面破坏而形成的深洼 坑槽的深度一般大于 2cm 面积在 0 04m2 以上 如小面积坑槽较多 又相距很近 20cm 以内 应和在一起计算 沥青路 面的坑槽往往都有一个形成过程 起初局部龟裂松散 在行车荷载和雨水等自 然因素作用下逐步形成坑槽 坑槽究其破坏原因也可分为设计 材料 施工及 气候等方面 1 材料因素 1 沥青 沥青与集料的粘附性和抗剥离性是防止路面剥离的基本条件 所 以选用沥青应具有较好的粘附性和抗老化性 2 集料 沥青混合料所用的集料一般情况下是碱性集料 它与沥青的粘附 性好 2 设计因素 1 级配 合理设计混合料级配 尽量减少空隙率可防止或减少水分进入沥 青混合料内部 2 防水设计 路面排水可分为路表排水和结构排水 路表排水是指水沿横 纵坡流到路基边沟 排出路基之外 结构排水是指路面结构层的排水 这要充 分考虑 3 施工因素 1 控制混合料温度 确保料温在规定要求范围之内 料温太高或太低绝不 能施工 2 确保压实度达到规范要求 3 严格控制沥青面层标高 确保沥青面层厚度 4 气候因素 坑槽特别是水损害性坑槽与气候条件有相当大关系 水能加速坑槽的形成 加速路面的损坏 冬季过后春融雨季 是对沥青路面的水稳定性考验 3 4 其他类病害成因 精品文档 7欢迎下载 路面的其他类病害主要包括 泛油 磨光 老化 冻胀 翻浆 露骨 修 补损坏 这些病害的出现意味着路面的表面功能衰减 下面简单介绍几种病害 的产生原因 1 泛油 泛油是指沥青从沥青混凝土层的内部从下向上移动 使表面有过多的沥青 泛油主要由于沥青用量过大 稠度太低或热稳定性差等原因所引起的 有时也 可能由于低温季节施工 层铺法沥青路面的嵌缝料失散过多 在其后转温后 在行车荷载作用下多余沥青溢出表面而形成的 2 磨光 磨光是指路面原有粗构造衰退或丧失 路表光滑 其产生的主要原因是沥 青路面在使用过程中 在车轮的反复作用下 集料表面被逐渐磨光 3 冻胀 冻胀是由于路基下部的水分向上聚集并结成冰引起路面结构膨胀 造成路 表拱起和开裂 4 翻浆 翻浆是因路基湿软 路面出现弹簧 破裂 冒浆现象 第四章 沥青路面养护维修关键技术 4 1 沥青路面裂缝类病害维修 对于表现形式比较简单的裂缝 横裂 纵裂 传统上采取封堵的方法 缝 宽在 5mm 以内时 清除缝内的杂物后 将稠度较低的热沥青灌入缝内 填入干 净的石屑或粗砂并捣实刮平 缝宽在 5mm 以上时 首先要除去已松动的裂缝边 缘 清楚缝内的杂物后用热拌沥青混合料填入缝中 具体可采用开槽灌缝的方 法进行处治 7 1 开槽 用开槽机沿裂缝开槽 槽宽 2 槽深 2 开槽长度视裂缝长度而定 一 般要沿裂缝可能继续发展的方向略长于裂缝 用吹风机将槽内杂物清理干净 再用热风机烘干槽内可能残留的水份 2 灌缝 用专用的灌缝材料 采用专用密封胶进行灌缝处理 一般需浇灌 2 遍 3 遍 直至灌缝材料与路面平齐为止 必要时将干燥洁净的石屑撒到灌缝表 精品文档 8欢迎下载 面 即可开放交通 所用灌缝材料为专用灌缝材料 具有良好的高低温稳定性 设备操作简单灌缝效果较好 对于形式复杂的裂缝 一般出现的面积比较大 可以采用稀浆封层 沥青 薄层罩面 单层沥青表处等处于等形式进行处治 当基层 土基强度不足时 要首先对基层 土基进行处治 然后再加铺面层 近几年来 沥青路面灌缝材 料 灌缝机械的研究有了进一步的发展 一些新材料 新机械 如美国 CRAFCO 公司生产的灌缝料与灌缝机 在实践中被广泛采用 对于裂缝的处治具有很好 的效果 4 2 沥青路面松散类病害维修 坑槽是沥青路面的常见病害 路面坑槽不仅影响道路的整体景观 更大的 危害是影响道路正常交通 使车辆行驶颠簸 影响行车速度和乘客的舒适性 还会使车辆容易出现机械故障和损坏 甚至引发交通事故 因此 对于路面上 出现的坑槽应及时加以修补 沥青路面的坑槽修补是公路养护中最常见的作业项目 如何使该项作业尽 可能达到高效 密实 美观的目的 主要取决于坑槽修补的工艺 材料 设备 这三大因素 8 1 材料的选择 沥青混凝土 选用 AC 1 或 AK 13 改性沥青混凝土 乳化 沥青 采用快裂型乳化沥青 也可采用慢裂快凝型乳化沥青 保证修补后能迅 速开放交通 如壳牌美国公司的 KOCH 型快裂阳离子乳化沥青和 CRS 2 型快裂聚 合物改性乳化沥青 由于进口乳化沥青稠度较大 沥青含量约 70 使用时应 进行稀释 常用的稀释方法有两种加热稀释 温度一般大于 40 摄氏度 和加水稀 释 比例为 2 两种 2 作业前的准备 将选择好的沥青混凝土装进贮料仓 并用液化气进行加 热 将选择好的乳化沥青注入贮罐 注意不要加满 乳化沥青受热后会膨胀 检查整台机器的完好情况 坚持例行保养和及时维修 检查液压系统是否工作 正常 检查乳化沥青管道是否畅通 预热乳化沥青 将清洗液贮罐加满柴油 便于及时清洗乳化沥青管道 3 操作注意事项 在进行坑槽修补作业时 除了要求操作手具有一定的路 面养护经验以外 还需要反复训练 这样才能熟练掌握乳化沥青喷洒的均匀程 精品文档 9欢迎下载 度 沥青混凝土的用量 压实这三大操作关键 从而达到均匀 密实 快速修 补坑槽的最佳效果 4 3 沥青路面变形类病害维修 根据车辙类型的不同 可以采取局部铣刨 局部填补或整体改造措施 常 用的维修措施有 稀浆封层 微表处 石屑封层 罩面或改建等 9 1 因表面磨损过度出现的车辙 可先行铣刨喷洒粘层沥青后 铺筑沥青混合料 2 属于路面横向推挤形成的横向波形车辙 且已稳定者 可按上述方法修补 如因不稳定夹层引起 则应清除该夹层 重铺面层 属于局部下沉造成的车辙 可按路面沉陷的处理方法进行修补 3 道路表面里因车辆行驶推移而产生的车辙 应将出现车辙的面层切削或刨铣 清除 然后重铺沥青面层 在高速公路及一级公路上可采用 SMA 混合料或改性 沥青混合料修补车辙 4 路面受横向推挤形成的横向波形车辙 如果已经稳定 可将凸出的部分铣刨 在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料并找平 压实 5 因面层与基层间有不稳定的夹层而形成的车辙 应将面层挖除 清除夹层后 重做面层 6 由于基层强度不足 水稳性不好 使基层局部下沉而造成的车辙 应先处置 基层 4 4 沥青路面其他病害维修 4 4 1 麻面与集料外露 对于轻微的麻面和集料外露 且数量较小的路段 可薄刷一层沥青 撒石 屑或粗砂扫平压实 当沥青面层不贫油时 可在高温季节撒适当的细料 并用 扫帚扫匀 使集料填充到路面的空隙中 大面积麻面应喷洒稠度较高的沥青 并撒适当粒径的石屑或粗砂 应使麻面部分中部的集料稍厚 周围与原路面接 口要稍薄 定型要整齐 并碾压成型 10 麻面或集料外露严重 或有松散且数量较大路段 可在气温 10 以上时 清扫干净 重做沥青封层 其沥青洒布量为 然后撒布 3 8mm 石 2 9 08 0mkg 精品文档 10欢迎下载 屑或粗砂 扫匀后碾压成型 也可铺筑 10 15mm 的沥青砂罩面 23 1000 85mm 层 如在低温季节 也可用稀浆封层 4 4 2 泛油 在轻微泛油路段 可撒上 3 5mm 粒径的石屑或粗砂 并用压路机或控制行 车碾压 较重路段 可先撒上 5 10mm 粒径的碎石 用压路机碾压 待稳定后 再洒上 3 5mm 粒径的石屑或粗砂 并用压路机或控制行车碾压 面层混合料中理清含量过高 且已形成软层的严重泛油路段 可视情况采 用下述方法之一 1 先撒一层 10 15mm 粒径 或更大的 碎石 用压路机将其强行压入路面 待基本稳定后 再分次撒上 5 10mm 粒径的碎石 并碾压成型 2 将沥青含量过高的软层铣刨清除后 重做面层 4 4 3 拥包 属于施工时操作不慎将沥青漏撒在路面上形成的拥包 将拥包除去即可 因面层沥青用量过多或细集料集中而产生较严重的拥包 或路面连续多次 出现拥包且面积较大 但路面基层仍属稳定 将拥抱全部除去 并低于路表面 约 10mm 扫尽碎屑 杂物及粉尘后用热沥青混合料重做面层 因基层局部强度不足或水稳定性不好所致 使基层松软而导致的拥包 应 将基层和面层全部挖出 如土基中含有淤泥还应将淤泥彻底挖除 换填新料并 夯实 在地下水位较高的潮湿路段 应采取措施引出地下水并在基层下面加铺 一层水稳定性较好材料 最后重做面层 4 5 预防性养护 利用在已有路面上敷设一层防护层来保护原有路面的方法在很早以前就有 了 但是预防性养护作为一个完整的概念出现在 20 世纪的 80 年代 它是许多 国家在公路网的重建过程中总结了以往经验教训的基础上提出来的 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 SHRP H 101 和 LTPP SPS 3 课题的一个重要研究成果就是明确了预防性养 护在延长路面寿命周期 节约寿命周期费用方面的良好费用 效益 这一成果 精品文档 11欢迎下载 的一个总结 可以看到经过三次预防性养护 路面服务能力的评分仍可达到 70 分以上 路面经四次预防性养护而终结其寿命周期 共延长使用寿命 15 年 养 护维修工程总费用可节省约 45 正是由于预防性养护的巨大经济和社会效益 使这一技术得到了迅速发展 目前广泛应用的预防性养护技术主要有表面封层 裂缝填封和薄层罩面三种类 型 4 5 1 表面封层 表面封层是一层用连续方式敷设在整个路表面上的养护层 封层材料可以 是单独的沥青或其他封层剂 也可以是沥青与集料组成的混合料 表面封层用 于解决的养护问题主要有 复原或延缓表层沥青材料的氧化 老化 重新建立 路面的抗滑阻力 密封表面的微小裂缝 防止水从表面渗入路面结构层 防止 集料从表面失落 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 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 6 cm 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 撒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 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沿着两个方向在取得进展 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来改善粘结剂与砂粒 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上 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 212mm 搅拌混合后将其 精品文档 12欢迎下载 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 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 紧接着撒布砂 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 和档风玻璃上 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 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撒 布两道工序集中在一台车辆上同步进行 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 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 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 精品文档 13欢迎下载 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 某些修复性的功能 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由于其良好的抗滑性能 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以及简单的施工过程和很高的 生产效率 因而更加适用于大交通流量和高速行驶的道路上 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 沥青复合路面上作为两者之间的防水粘结层等 等 4 5 2 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 效益较其他预防性养护方 法为差 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 普通沥青的薄层罩面 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 2 mm 左右 但频率则高达 70 Hz 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 但又能保持较高的单位时间内输入被压材料的振动能量 第五章 总 结 5 1 预防性养护技术的发展趋势与展望 沥青路面预防性养护技术总的趋势仍将沿着材料 工艺 设备三个方面向 精品文档 14欢迎下载 前发展 5 1 1 新材料 如果说材料性能的改善在最初采用改性沥青和改性乳化沥青时只是看重于 一般性地对沥青性能的改善 而在随后的发展中新的养护材料就更针对预防性 养护的特点来开发了 由于预防性养护是敷设在沥青路面上的一薄层养护层 它不像沥青混凝土那样对抵抗疲劳载荷的破坏和在抗车辙的能力方面有着很高 的要求 对养护层来说更为重要的首先是抵抗车轮磨耗的能力 包括车轮刮落 集料的颗粒 对集料颗粒的磨光作用 以及集料与粘结剂之间的相容性 亦即 沥青与集料的粘附能力 这些都直接影响着养护层的抗滑性能 它的衰减速率 以及与原路面之间结合的牢固程度 第二是养护材料抵抗外部塑性变形的能力 亦即要求养护材料有足够的粘弹性和延展性 以便吸收由于温度变化或原路面 传上来的变形和应力 第三是它的密水性能 亦即防止水分透过养护层渗入路 面的能力 这直接影响到养护层抗水损害的性能 第四是在环境因素的作用下 耐老化的能力 沥青 橡胶是一种高粘度和高粘弹性的粘结材料 其粘度随着橡胶屑含量的 增加而增大 由于沥青橡胶具有很高的粘弹性 所以它作为一种预防性的养护 材料和集料的粘结剂有着一系列的优越性 1 具有更强的粘附能力 可以使集料颗粒之间以及养护层和原路面之间粘结得 更加牢固 因而表现出更强的抗车轮磨耗的能力 2 良好的密水性能 可防止水分透过养护层渗入至沥青路面 3 具有高度的弹性恢复能力 可以更好地承受弹塑性变形和外部传递的应力 4 可以更多地提高粘结剂在混合料中的含量以增加裹覆集料颗粒的沥青膜厚度 而不会导致泛油 5 改善混合料的低温抗裂和高温敏感性 6 废旧轮胎橡胶中所含有的抗氧化剂还有利于提高粘结剂耐老化的能力 目前沥青橡胶巳广泛地应用于石屑封层 薄层罩面 应力吸收层 开级配 的磨耗层等各种需要粘结剂具有高粘结力的场合 也是制作各种裂缝填封 接 缝填封材料和密封胶的主要原料 5 1 2 新工艺 预防性养护工艺未来的发展趋势将沿着以下方向继续取得进展 精品文档 15欢迎下载 1 随着乳化沥青性能的不断提高 预防性养护工艺将进一步向冷态施工的方向 发展 2 引入某些新技术来解决养护作业中突出的矛盾和问题 3 采用多种工艺的复合 使不同工艺的优势能得到互补而弥补各自的缺点 5 1 3 新设备 如何更好地满足养护材料和工艺发展的要求一直是推动养护设备技术进步 的原动力 养护设备当今和未来的趋势仍将沿着 1 满足新材料 新工艺发展 的需要 2 现代高新技术向传统机械工业渗透 改造的趋势来发展 养护设备的发展与材料和工艺的发展有着密切的关系 新的养护材料和养 护工艺的出现随伴着新设备的产生 从历史上看 出现了乳化沥青材料随伴着 就有了乳化沥青的制备设备 有了改性沥青材料 就出现了改性沥青设备 最 近的例子是橡胶沥青制备设备的开发 而同步石屑封层工艺的提出 就出现了 同步石屑封层机 在预防性养护作业中最主要的施工机械有两类 喷洒粘结剂和撒布集料的 机械 摊铺稀浆类混合料的机械 对于预防性养护来说 对这两类机械的一个 共同的要求是保持集料 粘结剂以及混合料其他成分 如稀浆混合料中的水 粉料等 之间的恒定的比例关系 5 2 修复性养护技术的发展趋势与展望 在坑洞修补中 修补材料的压实质量 表面的平整度 修补的快速性 仍 然是目前坑洞修补技术中没有完善解决的问题 沥青路面修复性技术总的发展 趋势将围绕着上述问题从材料 工艺和设备三方面来取得进展 5 2 1 新材料 在坑洞修补材料的发展中 高性能的专用冷补材料的开发是一个明显发展 趋势 如果说在开始发展可以长期贮存的冷补材料时 主要的对象是应急性修 补 则目前专用的冷补材料的性能己经可以使修补寿命提高至 1 2 年左右 应 急性冷补材料主要是由慢凝的轻制沥青制作的 而专用的冷补材料则是按专门 的配方和拌和工艺生产的 这些材料大多是一些专利产品 例如美国的 UPM Perma Patch QPR2000 等品牌的冷补料 随着新的高性能的冷补材料的 精品文档 16欢迎下载 进展 结合冷补工艺的改善 使坑洞冷补的寿命接近永久性修补寿命是完全可 能的 采用专用冷补材料的优越性是十分明显的 5 2 2 新工艺 在坑洞修补工艺的发展方面 总的趋势是冷补工艺的发展较热补工艺更快 美国 SHRP 计划的研究在保持应急冷补工艺快速性的基础上提出了一种所谓 半 永久性修补 的工艺 它是由以下五道工序组成的 1 清除坑中的水分和杂物 2 切除周围半损坏的材料 3 喷洒粘层油 4 填入冷补材料 5 用小型机具压实冷补料 半永久修补工艺较常规的应急修补工艺增加了切边 喷洒粘层油和碾压等 三道工序 虽然会增加数分钟的修补时间 但却大大提高了修补的牢固程度 在坑洞的压力喷补工艺方面需要解决的问题是进一步改善坑洞表面的平整 度 在热补工艺方面提高坑洞修补深度将是加热修补工艺进一步发展需要解决 的问题 在这方面微波加热将会是一个值得关注的方