路面維護指為了延長路面壽命、提高路面性能、減少行車延誤而對現有道路進行的維護投資和養護活
動。路面養護可分為2種:預防性養護和糾正性養護。預防性養護能減少水分進入路面結構內部,減緩路 面的破壞速率,糾正路面諸如平整度等非何載性破壞、維持或改善路面現有的通車條件,通過延長原有 路面的使用壽命來推遲昂貴的大修和重建工作。只有對應不同的路面性能狀況,及時采取相應的維護措 施,這樣的路面維護策略才會經濟有效。 目前用于瀝青路面預防性養護的措施主要有:霧封層、石屑封層、超薄冷拌封層(稀漿封層、微表處)、 Novachip超薄磨耗層、OGFC開級配磨耗層等。本文針對常用路面預防性養護技術特點和適用性進行對比 分析,為路面養護提供參考。 霧封層 霧封層是對稀釋、慢凝乳化瀝青的一種較典型應用,它利用瀝青噴灑車直接將乳化瀝青撒布于路表面而 無需集料覆蓋霧封層。霧封層主要用于處治開始出現輕微疲勞龜裂、損失部分細骨料的路面,是這一階 段養護的最有效手段,且它的費用較低。霧封層可起到恢復路表氧化及硬化瀝青粘附力、填補路面微小 裂縫和空隙、防止路表水下滲、使低溫下的路面免受損害、防止開級配路面松散等作用,霧封層還可用 于加深路面顏色以區分路面行車車道。此外,霧封層可與石屑封層結合使用,使石屑封層具有一個黑色 表面,并可加強石屑封層骨料間的粘結,進一步延長石屑封層的使用壽命。但是,由于慢凝乳化瀝青破 乳需要一定的時間,而且封層的應用會在一定程度上減小瀝青路面的抗滑能力,所以霧封層不建議應用 于大交通量、高速行車的道路,也不建議用于密級配混合料瀝青路面。 霧封層僅適用于輕微的瀝青路面輕微疲勞裂縫、線形或塊狀裂縫、松散等,而且處治效果一般;對于輕 微的水損壞有一定的處治效果。霧封層處理不宜用于表面裂縫較嚴重的路面,對于坑洞及較嚴重的松散 也無處治效果。霧封層對路況較好,僅存在輕微裂縫、輕微表面松散及膠結料老化的路面最有效,而且 定期的實施霧封層處治可以強化其使用效果。另外,對于油石比設計值偏低的混合料采用霧封層處理可 謂是一種快速而有效的修復方法。霧封層不適用于表面較致密的路面,因為霧封層會降低表面紋理從而 使路表面的成為一個光滑的平面,不利于行車安全。 HAP石屑封層 HAP石屑封層是在HAP噴灑液(高分子改性乳化瀝青)中按一定配合比填加石屑、礦粉攪拌均勻后攤鋪于路 表面所形成的防水、抗滑封層。HAP防護層主要用于瀝青路面預防性養護及病害處理,能封閉細微裂縫 ,減緩顆粒剝落延長瀝青砼的使用壽命。 HAP技術特點:防水性能好;粘附力強;不宜磨損,抗老化能力好。但對填補長期及活動性裂縫沒有什么效 果,當裂縫大、有嚴重車轍、擁包或結構性問題時,都不能成為解決方案。 HAP石屑封層措施一般維持2~3年,可以推遲造價更高的中修工程,提高道路的綜合的經濟效益。 稀漿封層 乳化瀝青稀漿封層是在常溫下將乳化瀝青、級配良好的細集料、礦物填料(可根據需要添加)、水和添加 劑等按一定的配合比例拌和成稀漿混合料,并及時均勻地攤鋪在路面上養護形成的薄層。它具有良好的 和易性、粘附性和密實性,施工過程快速、簡捷。對于新舊瀝青路面,均可用較少的瀝青材料,較快的 速度改善路況,并獲得顯著的經濟效益。其施工平均厚度一般在3~12mm。在國外,此項技術已成功的 應用于機場道面、城市主干道和高速公路。 稀漿封層具有如下優點:①是到目前為止,最有效的路面處治方法之一;②經濟高效;③可避免路面的氧 化與破壞,從而延長現有路面的使用壽命;④可提供一個耐久、全天候、無污染、無泛油的路面;⑤處治 后可在幾h內開放交通;⑥可改善路面的抗滑性能;⑦可美化路面,提供一個黑色表面。 稀漿封層不可應用于存在結構性病害的路面。局部較嚴重的病害應在稀漿封層前進行合理處治。工作性 裂縫應進行裂縫密封,如果路面存在大量較寬的裂縫或工作裂縫,稀漿封層可能就不適用了。 另外,稀漿封層需要特殊的設備進行拌和、攤鋪,一般稀漿封層施工后2h以內可開放交通,如氣溫較低 則需要長一些的時間。當路面溫度或環境溫度低于10℃時不應進行稀漿封層施工,但是經檢測確定路面 溫度和環境溫度均在7℃及以上時可進行稀漿封層施工。在稀漿封層施工后的24h內可能會出現冰凍的情 況下不應施工。當環境溫度較低,從而使得乳化瀝青破乳需要較長時間時,應綜合考慮各方面因素,確 定是否進行施工。 對于中、重交通量的道路,稀漿封層的使用壽命一般在1~2年。稀漿封層可有效減少路面的裂縫和松散 ,特別是在溫暖的氣候下工作性能優良,但是稀漿封層對反射裂縫的防止作用并不明顯,一般稀漿封層 處理后1年內會重新出現反射裂縫。 微表處處治 微表處也可稱為“聚合物改性乳化瀝青稀漿封層”,是將聚合物改性乳化瀝青、高質量集料、水、添加 劑和填料(通常為水泥)按一定比例拌和成混合料并利用專用撒布車攤鋪于路面,經養護、碾壓形成的薄 層路面。微表處實際上是稀漿封層的一種,但是與稀漿封層相比,微表處具有了更多的優勢,主要體現 在:①微表處所用的聚合物改性劑的品質和含量比稀漿封層更多;②與稀漿封層相比,微表處乳化瀝青的 破乳速度大大加快,從而有利于交通的快速恢復,減少用戶延遲;③微表處所用集料要求更干凈、具有 更高的抗磨耗性,這就提高了微表處的耐久性;④微表處可用于填充車轍,因為微表處可多層鋪撒,而 聚合物改性劑為其實施提供了穩定性。微表處已經被廣泛地應用于各種交通量的道路中,用于改善路面 抗滑性能、填充路面車轍及不平整、進行路表密封、處理路面瀝青老化及路面松散等。 微表處可提供10~20mm厚的表面處治,一次處理可以填充深達40mm的路面車轍。如其它的處治方式一樣 ,微表處也不能顯著的增加現有路面的結構強度,所以微表處也只能用于沒有出現結構性病害的路面。 也就是說,如果路面出現了比較嚴重的疲勞破壞或線形裂縫的話就不能用微表處進行處治,除非在微表 處施工前對出現結構性病害的區域進行有效處理。 微表處需要更強有力、更快的拌和器,以保證改性瀝青混合料拌和的均勻性。而且需要進行詳細的室內 混合料設計以確定混合料各組分的含量和兼容性。適當的路面及環境溫度條件是微表處成功的關鍵。過 高的空氣溫度、濕度及強風會影響乳化瀝青的破乳速度,因此應盡量避免在這些環境狀況下施工。當有 可能出現降雨時不應進行微表處施工。在稀漿封層施工后的24h內可能會出現冰凍的情況下也不應施工 。經過微表處施工后的路面一般可在1h內開放交通,但是此時間可能會由于混合料設計的不同及環境溫 度、濕度狀況的變化而不同。 根據國外的研究及實踐,微表處路面的使用壽命一般在4~7年。但是,因為微表處實施的原因不同,所 以對其使用期性能的評價也應同其原因密切聯系。國內京滬、連徐等高速公路曾采用微表處治理路面的 車轍病害,根據對其路面車轍狀況檢測數據的分析,微表處使用壽命一般在2~3年,且其使用壽命在一 定程度上依賴于原路面病害的發展狀況、施工質量、材料質量等因素。 Novachip改性超薄磨耗層罩面 Novachip改性超薄磨耗層具體可分為兩部分:一是改性乳化瀝青的撒布,二是改性熱拌瀝青混凝土的攤 鋪及碾壓。改性乳化瀝青所起的作用主要為密封原路面及保證新混合料與原路面的有效粘結。而改性熱 拌瀝青混凝土是由較大粒徑的斷級配集料、改性瀝青經熱拌和而成,其主要作用是提供一個平順、耐久 、具有一定抗滑能力的表面。改性超薄磨耗層由一臺專用施工設備一次性完成改性乳化瀝青加水、粘附 混合層的噴灑和改性瀝青熱拌混合料的攤鋪。乳化改性瀝青粘結層利用改性瀝青混合料的熱量在瞬間完 成與下層的粘結及與上層的吸附。特別設計的斷級配改性瀝青熱混合料在攤鋪后,由緊隨其后的壓路機 快速碾壓,在20min內即可開放交通。 Novachip改性改性瀝青超薄磨耗層具有以下一些優勢:施工速度快,改性超薄磨耗層可以由一臺專用施 工設備一次性完成改性乳化瀝青加水、粘附混合層的噴灑和改性瀝青熱混合料攤鋪步驟,施工快速便捷 ,碾壓后20min即可開放交通;使用周期長,根據國外經驗,其使用壽命可達10年以上;使用斷級配混和 料,可以很好的抗滑、排水,并且有效地降低了路面噪音和雨天行車的水霧,提高了行車安全性。 但Novachip改性超薄磨耗層主要還是處治路面的松散與抗滑性能不足,對于路面的車轍、泛油及不平整 等病害的處治效果并不是很理想,對裂縫類病害的處治效果也一般。作為一種路面的預防性養護措施, 超薄磨耗層也不能增加路面的結構承載能力,因此對于出現了結構性病害的路面不應采用超薄磨耗層進 行處治,對于局部存在結構性病害的路面應先對其進行合理處治后再進行超薄磨耗層施工。 一般超薄磨耗層的厚度在15~30mm之間,由于厚度較薄,攤鋪到路面以后易于冷卻,所以施工中要嚴格 控制混合料的拌和溫度和碾壓溫度。超薄磨耗層用瀝青混合料的施工溫度一般在135~165℃之間。而聚 合物改性乳化瀝青封層的施工溫度一般控制在60℃。當環境溫度低于8℃或路表溫度低于10℃時不應進 行超薄磨耗層施工。另外,雨中或者即將下雨的情況下也不應進行超薄磨耗層施工。 Novachip超薄磨耗層相對于同時期的微表處等預防性養護措施,其保存效果明顯要好。一般認為 Novachip的使用壽命可以達到3~5年。 OGFC薄層罩面 開級配磨耗層(OpenGradedFrictionCourse,簡稱OGFC)是由大空隙率的瀝青混凝土面層取代傳統的密級 配混凝土面層。OGFC主要是解決瀝青路面抗滑性能不足,對于路面的水損害、車轍、及不平整等病害的 處治效果基本沒有效果。一般鋪筑OGFC功能層要求下層必須為不滲水的密級配混合料。作為一種路面的 預防性養護措施,OGFC也不能增加路面的結構承載能力,因此對于出現了結構性病害的路面不應采用 OGFC處治。 一般OGFC的厚度在30mm左右,由于厚度較薄,攤鋪到路面以后易于冷卻,另一方面OGFC使用的瀝青一般 為高粘度瀝青,因此施工中要嚴格控制混合料的拌和溫度和碾壓溫度。 OGFC的使用壽命可以達到3~5年。 結語 霧封層僅適用于輕微的瀝青路面輕微疲勞裂縫、線形或塊狀裂縫、松散和輕微的水損壞有一定的處治效 果;HAP石屑封層能封閉細微裂縫,減緩顆粒剝落延長瀝青砼的使用壽命;稀漿封層可有效減少路面的裂 縫和松散,特別是在溫暖的氣候下工作性能優良;微表處廣泛用于改善路面抗滑性能、填充路面車轍及 不平整、進行路表密封、處理路面瀝青老化及路面松散等;Novachip改性超薄磨耗層主要用于處治路面 的松散與抗滑性能不足;OGFC主要是解決瀝青路面抗滑性能不足。前5種措施都能起到很好的封水作用, 對防止和延緩水損壞有較好的效果,且能很好地提高路面抗滑性能,但均不能增加路面的結構承載能力