滬寧高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

1、滬寧高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)作者：趙佳軍 李 捷摘要：闡述路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性，介紹滬寧高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的開展方法及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并對進(jìn)一步做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作提出建議1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性     路面養(yǎng)護(hù)可以分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和矯正性養(yǎng)護(hù)兩大類。國外研究結(jié)果表明。對路面進(jìn)行有計(jì)劃的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，其花費(fèi)不僅大大低于矯正性養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用，而且路面的使用性能也要好得多。美國科氏路面解決方案中提到，美國道路業(yè)曾通過對10多萬km不同等級道路的研究，發(fā)現(xiàn)這些道路的使用性能和壽命有一個(gè)共同的變化特征：一條質(zhì)量合格的道路，在使用壽命75的時(shí)間內(nèi)性能下降40，這一階段稱

2、之為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段；如不能及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在隨后12的使用壽命時(shí)間內(nèi)，性能再次下降40，從而造成養(yǎng)護(hù)成本大幅度的增加，這一階段稱之為矯正性養(yǎng)護(hù)階段。通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出矯正性養(yǎng)護(hù)比預(yù)防性養(yǎng)護(hù)將多投入34倍的費(fèi)用。    由此可知預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延緩路面使用性能惡化速率、延長其使用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面具有重要意義。根據(jù)SHRP計(jì)劃估算，在整個(gè)路面壽命周期內(nèi)進(jìn)行3-4次的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以延長使用壽命10-15年，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用4550。我國現(xiàn)在大多數(shù)的高速公路養(yǎng)護(hù)是矯正性養(yǎng)護(hù)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)較少，相當(dāng)比例的高速公路僅僅通車23年就要進(jìn)行修補(bǔ)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)做得不夠是造成這種情況的重要原因

3、之一。因此，高速公路養(yǎng)護(hù)部門必需高度重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。 2滬寧高速公路概況     滬寧高速公路江蘇段主線全長24821 km，是江蘇省第一條高速公路，也是全國較早建設(shè)的一條高速公路=由于當(dāng)時(shí)缺乏經(jīng)驗(yàn)，施工工藝水平不高，加之半剛性瀝青路面許多技術(shù)難題尚未解決，公路的設(shè)計(jì)存在許多先天不足，特別是該路處于江南水網(wǎng)地區(qū)，路面極易出現(xiàn)早期水損害。水損害的形式主要表現(xiàn)為坑塘、橫向裂縫及基層唧漿、表面松散和麻面、車轍和平整度下降、表面泛油和抗滑能力不足等，如不及時(shí)采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，在每年夏季高溫多雨季節(jié)，路面水損害會集中暴發(fā)，很難及時(shí)進(jìn)行維修。并且將投入更多的人力、物力，

4、同時(shí)也很難取得良好的維修效果。此外，在2003年以前，江蘇尚未全面推行貨車計(jì)重收費(fèi)模式，貨車超載十分突出，加劇了路面破壞。對此，滬寧高速公路建成車后，養(yǎng)護(hù)部門始終堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則，通過開展科學(xué)的檢測和評價(jià)，及時(shí)制定養(yǎng)護(hù)對策，加大養(yǎng)護(hù)投入，大力開展瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。同時(shí)積極開展科學(xué)研究，推廣應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝，保證了路面良好的行駛狀況。3預(yù)防性養(yǎng)護(hù)開展方法     高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是個(gè)系統(tǒng)工程，必需通過對路況調(diào)查、分析與評價(jià)，才能提出有效的對策，制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，把握正確的時(shí)機(jī)，適時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，以保證高速公路始終保持良好

5、的技術(shù)狀況。 31路況調(diào)查     養(yǎng)護(hù)部門高度重視日常巡查、定期檢查和檢測，要求做好每日不少于一次的道路日常巡查、每月一次的路面定期檢查，雨后立即開展特殊檢查以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題和隱患。自1996年滬寧路建成通車后，每年都委托專業(yè)單位對全線進(jìn)行彎沉、平整度和橫向力系數(shù)檢測f2003-2004年因擴(kuò)建未進(jìn)行檢測，2004年為了給擴(kuò)建工程提供老路利用依據(jù)進(jìn)行了彎沉檢測)，以及時(shí)掌握各項(xiàng)指標(biāo)的變化規(guī)律，為正確分析評價(jià)路況、制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)對策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 32分析評價(jià)     通過持續(xù)開展路面日常檢查、定期檢查和檢測，養(yǎng)護(hù)部門對

6、相關(guān)病害及路面技術(shù)狀況發(fā)展情況進(jìn)行了分析。圖l為蘇州段路面坑塘及橫向裂縫發(fā)展情況，由此可知在通車3年后半剛性基層反射裂縫已在路表全面出現(xiàn)：至2002年初，蘇州段、無錫段橫向裂縫密集路段平均每隔30-50 m就存在一條橫向裂縫，必須對裂縫進(jìn)行有效處治，否則路表水下滲將對半剛性基層造成巨大損壞，造成路面坑塘不斷增加，尤其是每年雨季會集中暴發(fā)。    圖2為常州段路面泛油及車轍發(fā)展情況，在通車3年后泛油基本穩(wěn)定，但車轍(深度主要在1525 cm)仍在加速發(fā)展。     圖3為滬寧路行車道路面彎沉、平整度、橫向力系數(shù)歷年檢測結(jié)果。隨

7、著交通量的增長，路面三大技術(shù)指標(biāo)持續(xù)衰變，至2001年全線橫向力系數(shù)已下降至養(yǎng)護(hù)規(guī)范規(guī)定的下限(sFc t>40)，部分路段已低于規(guī)范值，使行車安全存在較大隱患：至2002年底全線路面彎沉不斷衰減，路面強(qiáng)度系數(shù)SSI達(dá) 0947，實(shí)測彎沉代表值已接近設(shè)計(jì)彎沉，路面整體強(qiáng)度顯著降低；至2002年底全線路面平整度已加速衰變，雖實(shí)測值仍遠(yuǎn)好于養(yǎng)護(hù)規(guī)范值（35 MPa），但實(shí)際行車舒適度已明顯下降。因此，必需及時(shí)采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，提高路面抗滑性能、平整度及路面整體強(qiáng)度。 33養(yǎng)護(hù)對策 根據(jù)E述分析，養(yǎng)護(hù)部門決定采取如下養(yǎng)護(hù)對策： (1)對路面橫向裂縫進(jìn)行及時(shí)灌縫處理；(2)對局部表面

8、松散、麻面、輕微網(wǎng)裂等采用路面強(qiáng)化劑涂覆處治或熱補(bǔ)處理；(3)對大面積抗滑能力下降、輕微車轍、表面松散、麻面等采取微表處處理；(4)對路面承載力較低、車轍較嚴(yán)重或病害較集中的路段，采取局部銑刨維修后進(jìn)行罩面處理。重點(diǎn)開展開槽灌縫、路面加強(qiáng)劑涂覆、修路王熱補(bǔ)、微表處及薄層罩面等技術(shù)研究，并適時(shí)推廣應(yīng)用。34養(yǎng)護(hù)效果     南京段于1999年率先推廣應(yīng)用修路王熱補(bǔ)工藝；于2002年開展了開槽灌縫工藝研究，提高了灌縫的耐久性，減少了因裂縫滲水引起路面特別是基層的破損；于2002-2003年對全線大范圍實(shí)施了微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，共實(shí)施302萬m經(jīng)處理后路面橫向力系數(shù)有了明

9、顯提高，不僅有效地提高了路面行車安全性，而且較好地處治了路面輕微的車轍、麻面、網(wǎng)裂等病害，既改善了路面外觀形象，又起到了很好的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果；于2002年聯(lián)合江蘇省交通科學(xué)研究院對東段進(jìn)行了彎沉、平整度、基層完整性、路表破損狀況等詳細(xì)檢查、檢測，制訂了科學(xué)的罩面方案；于2003年上半年開展了東段路面集中維修(對病害進(jìn)行銑刨處理后全面加鋪4 cmSMA-13)，及時(shí)改善了路況，并為不中斷交通條件下進(jìn)行的滬寧高速公路擴(kuò)建工程創(chuàng)造了條件一幾年來路面養(yǎng)護(hù)投入逐年加大，有效地保證了路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的實(shí)施，歷年的路面養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)如圖4所示。 4預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù) 41 裂縫處理   &

10、#160; 半剛性瀝青路面出現(xiàn)裂縫時(shí)。應(yīng)及時(shí)采取灌縫處理措施，以防路表水通過裂縫下滲。傳統(tǒng)的裂縫處理方法直接將重交石油瀝青加熱后灌入裂縫中，這種方法雖然可以防止雨水對路面基層的滲透。緩解裂縫進(jìn)一步的發(fā)展；但由于密封材料灌得不夠深，且瀝青材料與瀝青混凝土粘結(jié)不好，在氣溫高時(shí)會軟化，易被車輪帶走，很難達(dá)到持久的效果。通過反復(fù)研究，采用開槽壓力灌縫處理方法，可將密封材料灌到裂縫的深層，灌縫效果較好，能延長路面的使用壽命，提高行駛車輛的安全性與舒適性。根據(jù)灌縫材料不同，可分為熱補(bǔ)和冷補(bǔ)兩種。(1)灌縫材料。熱補(bǔ)所用灌縫料可采用科來福溫帶型灌縫膠和鞍山森遠(yuǎn)改進(jìn)型熱帶灌縫膠，前者要求加熱至193。C，稠度

11、大，凝固快，但無法加工形成表面封膜；后者要求加熱至165，流淌性好，凝固后與瀝青混凝土粘結(jié)性更強(qiáng)。冷補(bǔ)所用灌縫料為ERA-C和HR路面再生劑，兩種材料滲透性好，可直接通過壓力灌縫機(jī)灌人裂縫中，經(jīng)較短的固化時(shí)間，即可開放交通。(2)施工工藝。開槽壓力灌縫的操作程序?yàn)椋簻?zhǔn)備工作備料開槽f沿裂縫走向)清縫(用吹風(fēng)槍或森林滅火器吹)灌縫(壓力灌縫機(jī))觀察二次補(bǔ)灌人工刮平形成封膜固化開放交通。 (3)注意事項(xiàng)。為保證灌縫膠與槽口良好的粘結(jié)。應(yīng)注意：槽口的深度應(yīng)大于寬度，一般以寬：深接近1：2為宜，切縫深度一般為10-20 mm，寬度為5-10 mm，寬縫切深可>30 mm；施工時(shí)應(yīng)保證路面干燥，路

12、面、槽口內(nèi)不能存在自由水，否則要用噴燈烘干槽口；開槽后應(yīng)把槽口清理干凈，不能讓粉塵留在槽口內(nèi)，并注意清理槽口處松散的石子(可用鋼絲刷)；對槽口內(nèi)灌注密封膠后，應(yīng)用刮板將縫口刮平，以形成路表的封膜，并避免因密封膠流動而產(chǎn)生的凹凸不平現(xiàn)象。42路面強(qiáng)化劑涂覆     對于路面局部出現(xiàn)輕微網(wǎng)裂、松散、麻面等病害時(shí)，可直接采用特殊的路面強(qiáng)化劑進(jìn)行表面涂覆處理一路面強(qiáng)化劑能滲入到瀝青路面中，對瀝青路面及其表面部分起到密封和保護(hù)作用。防止水分滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以免降低瀝青和集料的粘結(jié)力。(1)涂覆材料。常用的路面強(qiáng)化劑有TL2000、ERA-C和SEALSTAR等，但各種材料

13、在應(yīng)用效果上存在一定的差異。其中TL-2000施工方便、快捷， 有一定的抗老化能力，防滲水能力強(qiáng)，對于早期病害預(yù)防和淺表性病害處理有一定的效果。但是該材料稠度大，施工不易控制用量，且價(jià)格高：ERA-C具有較好的流動性、較強(qiáng)的粘結(jié)性及密水性能，能夠有效地防止水滲入，除用于路面表面防滲處理、麻面處理、事故造成的局部燒傷及劃痕處理外，還可用于灌縫以及在坑塘修補(bǔ)過程中用作粘層油；SEALSTAR噴灑在路表后也能起到很好的隔離作用，不僅能隔離水也能隔離車輛滴漏下來的汽、柴油，對保護(hù)收費(fèi)廣場及服務(wù)區(qū)停車場的瀝青路面較好的效果；但在主線應(yīng)用中，為保證抗滑性，需摻加一定量的石英砂。并要求路況較好，全幅噴灑，養(yǎng)

14、護(hù)時(shí)間較長，對交通影響較大。 (2)施工工藝。局部應(yīng)用時(shí)可采用人工涂刷方法。具體操作程序?yàn)椋呵鍜呗访鏈y量施工路面面積確定材料最佳用量準(zhǔn)備材料用毛刷或T型木推涂刷均勻養(yǎng)護(hù)開放交通。 (3)注意事項(xiàng)：路面必須清掃干凈，并保證處于干燥狀態(tài)：嚴(yán)格控制材料用量，特別是大范圍應(yīng)用時(shí)必須通過試驗(yàn)確定合適的用量，用量過少效果不明顯，用量過多會使路面的抗滑能力下降。甚至?xí)?dǎo)致瀝青軟化，產(chǎn)生擁包、車轍等病害：如大范圍應(yīng)用，必須先對應(yīng)用范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)性病害進(jìn)行徹底處理，且應(yīng)考慮采用機(jī)械化施工工藝，保證噴灑均勻，外觀整齊、美觀。 43修路王熱補(bǔ)     對于路面局部輕微的網(wǎng)裂、松散、麻

15、面、車轍、泛油、淺坑等病害，可采用修路王熱補(bǔ)處理。(1)熱補(bǔ)與冷補(bǔ)的差異。加熱板是修路王的關(guān)鍵部分，通過高強(qiáng)度輻射式加熱板可對瀝青路面進(jìn)行間歇性熱輻射加熱(加熱過程由程序控制)，在較短的時(shí)間內(nèi)讓熱量均勻滲透到瀝青路面的結(jié)構(gòu)中，熟練控制下路面不會被氧化或燒焦。與傳統(tǒng)開挖冷補(bǔ)工藝相比，應(yīng)用修路王熱補(bǔ)具有以下幾點(diǎn)好處：因采用加熱板加熱，新舊材料接合面粘結(jié)得更緊密，消除了傳統(tǒng)冷補(bǔ)方法開挖形成的弱接縫，避免了路表水透過接縫下滲；通過現(xiàn)場熱再生，舊料可再生利用，既節(jié)約，又環(huán)保；因修路王為綜合修補(bǔ)設(shè)備，不需過多的配套車輛和設(shè)備，且修補(bǔ)速度快，作業(yè)人員較少。(2)施工工藝。修路王熱補(bǔ)操作程序?yàn)椋簻?zhǔn)備工作一確定

16、路面維修范圍調(diào)整加熱板平面位置和高度間歇式加熱路面耙松并鏟除大料一噴灑乳化瀝青添加新料梳拌均勻碾壓密實(shí)冷卻開放交通。(3)注意事項(xiàng)。修路王有效加熱深度一般為56 cm，因此，處理表層病害時(shí)可單獨(dú)使用，對深層次病害必須配合采用其他設(shè)備和方法：修路王熱補(bǔ)技術(shù)含量較高，操作人員應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)培訓(xùn)，確保在不同現(xiàn)場條件下靈活操作，保證施工質(zhì)量。 44微表處     微表處是以聚合物改性乳化瀝青為粘結(jié)料密級配快凝型冷拌瀝青罩面層，具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用，可顯著改善路面的使用性能，延長路面使用壽命。它很適于處理路面早期出現(xiàn)的抗滑能力不足、輕微的網(wǎng)裂、松散、麻面和車轍病害

17、，避免病害的進(jìn)一步發(fā)展，起到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和美化路面的作用。(1)微表處與稀漿封層的差異。微表處不僅具有普通稀漿封層的優(yōu)點(diǎn)，還做了以下幾方面的改進(jìn)： 提高了材料的彈性和高低溫性能；具有更好的抗磨耗性能和更高的早期強(qiáng)度；縮短了開放交通的時(shí)間。因而微表處適用于普通稀漿封層所不適用的高等級和重交通路面。 (2)施工工藝。微表處的施工程序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備(路面病害預(yù)處理、設(shè)備標(biāo)定)封閉交通清掃路面放樣攤鋪機(jī)就位攤鋪早期養(yǎng)護(hù)開放交通。 (3)注意事項(xiàng)。微表處技術(shù)不適用于已產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞(如路基沉降引起的縱向裂縫、溫縮引起的橫向裂縫、基層唧漿等)的路面，處理該種路面時(shí)必須先行徹底處理后方可應(yīng)用；微表處施工控制技術(shù)含量較高，操作人員應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)培訓(xùn)，要熟練掌握不同氣溫、路面條件下的現(xiàn)場調(diào)整方法；要重視微表處早期養(yǎng)護(hù)，未開放交通前嚴(yán)禁車輛闖入。 45薄層罩面     為研究對路面承載力較低或車轍較嚴(yán)重或病害較集中段的處治技術(shù)，養(yǎng)護(hù)部門已會同研究單位開展了Pc-13排水性路面、UTA-10瀝青混凝土、UTA-10礦物纖維瀝青混凝土和SMA-10瀝青混凝土等多種類型薄層罩面技術(shù)研究，目前正在跟蹤觀