沥青混凝土路面常见的预防性养护技术探讨

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

 王斌斌
摘要: 随着公路建设的快速发展，我国公路养护进入高峰期，预防性养护作为实现巨额公路资产保值、增值的有效技术手段，在解决此问题上显示出了卓越的效能。本文作者对沥青混凝土路面常见的几种预防性养护技术进行了探讨。
关键词:沥青路面、预防性养护、技术
Abstract: with the rapid development of highway construction, highway maintenance in China into the rush hour, the preventive maintenance for realizing major highway asset maintenance and appreciation of the effective technology means, to solve the problems in the show excellent performance. The author of several common asphalt concrete pavement preventive maintenance technology were discussed.
Key words: the asphalt pavement, the preventive maintenance, and technology

中图分类号：U416.216+.1 文献标识码：A 文章编号：
沥青混凝土路面预防性养护能延长公路使用寿命，最大限度的发挥公路使用性能，受到各级公路养护部门的高度重视，各种养护新工艺、新材料、新设备的不断涌现，有力的推动了预防性养护技术的发展，如何科学、合理的进行沥青混凝土路面预防性养护，对公路建设的可持续发展具有重大意义。
1.预防性养护的理念
预防性养护的概念是20世纪80年代提出，是指在道路没有发生结构性破坏以前，路面尚处于良好的技术状况，应在只有某些病害的先兆时，为了更好保持道路的良好运营状态，延缓道路未来的破坏，获取道路生命周期内的最大效益，在不增加结构承载能力的前提下，针对道路出现或可能出现的病害，在适当的时机，采取的一种周期性的强制保养措施，延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态，进而大大节省维修费用，提升道路服务水平。
2.常见的预防性养护措施　 2.1.刻槽灌缝
半刚性类材料以其优良的工程性能和显著的经济效益在公路建设中得到了广泛的应用，然而由于其抗变形能力低，在湿度变化时易产生路面裂缝，如果不及时处理，最终会导致路面很快产生结构性破坏，使道路结构逐渐丧失承载能力。
2.1.1灌缝材料
灌缝材料采用一种橡胶类材料，该材料由废旧汽车轮胎磨碎加入添加剂制成。具有耐候性好、塑性强、粘性好等特点。
2.1.2灌缝工艺
①准备工作。摆放施工标志，检查开槽机与灌缝机，确保其技术状况良好；启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶，将密封胶加热、搅拌。
②开槽。按照裂缝标示，调整好开槽机的开槽宽度和深度，对准裂缝的中线切割出均匀的U型凹槽，开槽深宽比不应超过2：1，开槽至少1厘米宽。
③清缝。密封胶与路面的主要粘结面是裂缝的两侧壁，所以侧壁的清理一定要彻底。灌缝前，用吹风机将开槽后裂缝中的灰尘杂物及周边松动的物体清除干净，保持裂缝的清洁和干燥。
④灌缝。在密封胶加热达到190℃左右时，用灌缝机上带有的刮平器的压力喷头将密封胶均匀的灌入槽中，并在裂缝的两侧拖成一定的宽度和厚度的封层。
⑤养护。待密封胶充分冷却后，把路面的碎渣清扫干净，才能开放交通，一般冷却时间为15min左右，具体开放交通时间也可根据气温情况灵活掌握。
2.1.3施工控制要点
一是施工温度是影响施工质量的原因之一，考虑到密封胶有14％的收缩量，最好在7℃～18℃为宜，即春秋两季是灌缝的最佳季节。二是保证开槽的深度、宽度,其比不应超过2：1，深度比越低越好。三是施工时应保证路面干燥，路面、槽口内不能存在自由水，否则要用喷灯烘干槽口。四是开槽后应把槽口清理干净，不能让粉尘留在槽口内，并注意清理槽口处松散的石子(可用钢丝刷)。五是对槽口内灌注密封胶后，应用刮板将缝口刮平，以形成路表的封膜，并避免因密封胶流动而产生的凹凸不平现象。在灌注中，保证沥青胶的灌注温度，并且不要灌注太满，防止在夏季温度上升时溢出。 2.2同步碎石封层
同步碎石封层是用专用设备即同步碎石封层车将碎石和粘结材料（改性沥青或改性乳化沥青）几乎同步铺洒在路面上，通过轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层。
2.2.1主要性能
同步碎石封层是靠一定厚度的沥青膜（1~2mm）粘结的超薄沥青碎石表面处治层，其整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟裂和网裂、减少路面反射裂缝、提高路面防渗水性能，用于道路养护可延长路面使用寿命10年以上；可以大大提高原路面的摩擦系数，即增加路面防滑性能，并能使路面平整度得到一定程度的恢复；能有效治愈深达10cm左右的车辙、沉陷等病害。
2.2.2材料选择
根据不同地区的气候条件选用改性剂有很大的不同，不同的改性剂在改性效果上有很大的差别。对南方夏季炎热地区，高温稳定性要求较高，SBS、PE 、EVA等的改性效果较好；而对低温寒冷地区，抗裂性能的要求较高，SBS、SBR的改性效果较好。在我国许多内陆地区，夏季炎热、冬季寒冷，高低温要求都很高，要求两方面都照顾到， SBS是首选对象。
石料应优先选用中性偏碱的石料，如玄武岩；亦可使用中性石料，对强碱性石料应慎重选用，一般不考虑使用酸性石料。
2.2.3施工工艺
①清扫原路面。人工用铁锨、钢刷、扫帚清理路面杂物，后用吹风机将路面灰尘吹净。
②洒布车洒油布料。洒布沥青材料时气温不低于20℃，洒布时按规定用油用料量进行洒布，可由洒布车进行精确控制，洒布车应保持匀速行驶，确保均匀喷洒，沥青洒布温度一般控制在180-185℃之间。
③碾压及人工修补。初压采用钢轮压路机碾压1遍，初压后进行人工修补。然后采用胶轮压路机碾压两遍。初压温度控制在115℃以上、复压95℃以上、终压75℃以上。
④开放交通及养护。一般终压后半小时开放交通。开放交通后另备规格石料作为初期养护用料。
2.2.4施工控制要点
一是选用技术性能先进的同步碎石封层机并保持其良好的技术状态是保证沥青路面同步碎石封层质量和效率的前提和基础，沥青喷洒与碎石撒布要保持高度一致。二是严格控制所用石料的粒径范围，针片状含量控制在15%以内，压碎值小于14%，不含杂质和石粉。三是同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶，在此条件下碎石和沥青的撒布率必须匹配。四是作业过程应保证足够数量的轮胎压路机，以便在沥青温度降低之前碾压完成。
2.3微表处
微表处是用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料后迅速摊铺到原路面上，并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。
2.3.1主要性能
微表处能增加防水面，阻止水分下渗，在路面形成一个致密防水层，能够有效地阻止雨水渗透到路面下层，防止路面由于水损害而产生破坏、病害；能增加一个磨耗层，磨擦系数增大，很好地提高路面的抗滑功能力；能提高路面平整度，在面层不发生塑性变形的条件下，可修复车辙而无需碾压。
2.3.2材料选择
微表处应选择坚硬、粗糙、耐磨、洁净的集料，细集料宜采用碱性石料生产的机制砂或洁净的石屑。规范要求集料的砂当量不低于65%，高于对普通稀浆封层用集料砂当量不低于45%的要求。
改性乳化沥青的特性主要与基质沥青、乳化剂和改性剂的选择有关。为达到快速开放交通的要求，乳化剂必须是快凝慢裂型的阳离子乳化沥青；改性剂的选择应根据不同地区的气候、交通特点进行试验确定。
填料可分为具有化学性和不具有化学性。不具有化学性的填料一般指矿粉等，具有化学性的填料包括水泥、消石灰、硫酸铵粉、粉煤灰等，填料不得带有尘土杂质。添加具有化学性的填料时，应充分考虑填料与石料、乳化沥青的反应及相容性，应有利于稀浆混合料的拌合、摊铺和成型，保证封层的整体强度。
2.3.3配合比确定  
根据选择的级配类型，按照规范规定的微表处矿料级配范围，计算各种集料的配合比例，使合成级配在要求的级配范围内。根据以往的经验选定多组乳化沥青、填料、水和外加剂用量，进行拌合试验和粘聚力试验。
2.2.4施工工艺
①施工条件：气温高于10℃；路面强度指数和状况指数不低于良，严重病害处理完成；所有材料性能指标满足要求，设备到位且性能良好；路面清洁、无积水，摊铺和养生成型期间内不能降雨；交通保畅落实到位且有专人负责。
②工艺流程：路面检测—路面局部修补—封闭交通—清洁路面—放样划线—摊铺—局部人工处理—初期养护—开放交通。
③稀浆封层机工作原理：一般车厢两侧为水箱和改性乳化沥青箱，车厢中部为集料仓，车厢后部两侧为填料仓和添加剂仓。通过车厢后下部的搅拌器拌合，进入分料器，再进入摊铺箱进行摊铺。
2.2.5施工控制要点
一是稀浆混合料进入摊铺箱后应保持所要求的粘度和稳定性，过于粘稠则易于在摊铺箱内过早破乳，导致稀浆流动性差而影响到摊铺的平整度，还会在刮平器的作用下留下刮痕；过稀，则混合料会离析，导致混合料的油石比、集料级配偏离设计范围，引起上面泛油而使底面与原路面粘结力降低。二是混合料的用量决定了铺层的厚度，铺层厚度通常等于90%通过率的最大集料粒径。过薄、过厚都会影响施工质量。三是过快破乳会导致摊铺作业无法进行、铺层厚薄不均、刮痕、拉伤、与原路面粘附力降低；过慢破乳会导致成型时间延长。四是施工作业时留下的接缝、刮痕等微小缺陷难以避免，要安排熟练的技术人员来修补。
3．结束语
沥青混凝土路面早期病害现象比较常见，而且有增长的势态，严重影响路面使用质量，预防性养护在国内发展起步晚，但是发展较快，在我国目前的情况下，做好周期性、预防性养护不仅可以有效防治路面的早期破坏，而且对于实现交通运输长远发展战略目标，改善和提高现有公路网技术状况和使用质量，加快我国公路交通事业现代化进程具有重要推进作用。