专家谈沥青路面养护技术的发展方向和未来.doc
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1、专家谈沥青路面养护技术的发展方向和未来摘要:沥青路面优越的性能越来越多地受到广泛使用,对沥青路面养护方面越来越多的受到关注。 沥青路面在交通载荷和气候影响的作用下,随着时间的推移,路面状况和服务能力将逐渐恶化。为了保持沥青路面的使用性能和延长其使用寿命,在寿命周期各个不同阶段需要采用不同的养护维修措施。沥青路面的养护维修工作对保持路面的服务能力延长寿命周期,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初期路面养护的工作量不是很大人们容易产生重建设、轻养护的思想但随着我国公路建设的重点逐步向中、西部地区转移在发达的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
2、日益成为人们关注的热点。 1 沥青路面养护维修作业的分类 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,这种分类方法是2O世纪5O年代从前苏联的有关规范中引进的。至今已沿用了近5O年。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难以与现代养护维修技术的发展相适应。其主要有以下几个缺点。 11 现行分类方法的核心是“修理”,在四个级别的作业中,都是以修理作业量的大小为标志的,即使是保养小修作业中的保养也只是路容、路貌的日常养护工作
3、,并未涉及路面的养护作业。但是在现代的养护维修技术中一个重要的观念是立足于“预防”。预防性的养护技术在近2O年来得到了很大的发展,而在现行的规范中却没有对“预防”这个概念的反映。 12 现行分类方法给人们一个概念似乎技术难易程度是与修理工作量成正比的,即保养小修要比中修容易,而中修则比大修容易。这在以小型机具为主的养护维修中或许是正确的,但现代养护维修技术的发展已经打破了这种界限某些养护技术的技术含量和难度并不比有些修理作业低。正是由于以工作量来划分,现行的规范中只能将稀浆封层这样的养护技术列进中修工程的范畴这就容易引起概念上的混淆。 13 现行的分类方法在经费的定额上也做出了界定似乎养护经费
4、的定额应该是最低的然后依次是小修、中修、大修,并由此规定了审批计划、管理部门的相应层次,这就为现代养护技术的引入和应用设置了经费的障碍,显然对我国养护技术的发展不利。 现行分类方法所反映的并不仅仅是一个分类的方法问题。其实质是反映了一种“重修理、轻预防”的观念问题。更为合理的分类方法应该是根据病害的类型、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。 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、修复性养护、路面翻修、路面重建等四类这种分类方法的核心是作业的功能和目的,不仅在概念上十分清晰,而且有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、
5、防止病害进一步扩展和减缓路面使用性能的恶化速率以及以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程度上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、补强而使整个路面各结构层发生结构性损坏,这时不仅路面的面层而且它的
6、基层和底基层,甚至路基也需要进行翻修,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。 2 预防性养护技术 在老路面上敷设一层防护层来保护原有路面的方法很早以前就有,但是预防性养护作为一个完整的概念出现在2O世纪8O年代,它是许多国家在公路网重建过程中总结了以往经验教训后提出来的。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;减少路面寿命周期费用:节约养护维修成本。它是一种费用效益十分明显的养护措施。 美国在20世纪80年代开始进行大规模路网重建工程时,面对未来公路交通日益强化的挑战,于1987年启动了一个庞大的战略性公路研究项目(SHRP),其中
7、第三个子项目“养护费用效益”就是专门从改善费用效益的角度来研究养护技术的,它包括了两个主要研究课题H101和H106,前者的研究对象是四种预防性养护技术后者的研究对象则是坑洞修补和裂缝(接缝)填封等两种修复性的养护方法。1993年SHRP计划结束之后SHRP第二个子项目“路面长期性能”仍在FHWA的监督下成为一个新的为期20年的“路面长期性能研究计划”继续进行其中有关柔性路面的养护课题SPS3作为H101课题的延伸和LTPP计划的一部分, 已于1998年完成了第一个五年的跟踪研究。 SHRP H101和LTPP SPS3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
8、期费用方面的良好费用效益。通过路面使用性能的衰减与养护维修费用的分析和比较路面经过四次预防性养护而终结其寿命周期,可延长使用寿命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。 21 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
9、表面脱落、崩散。目前常用的表面封层技术有雾状封层、还原剂封层、石屑封层、稀浆封层(微表封层)等。 雾状封层和还原剂封层: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6cm左右),其目的是更新和还原路表面已氧化的沥青膏体。雾状封层和还原剂封层有一些共同的特点: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喷洒量过多会在路表面形成一层薄膜而使路面丧失磨擦阻力,必要时需用铺砂的方法来改善其抗滑阻力。由于上述原因雾状封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。 石屑封层: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
10、上喷洒一层沥青材料(热沥青、轻质沥青、乳化沥青等),紧接着散布砂子、石屑或适当级配的集料,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,汽车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、粘附在车身和挡风玻璃上,集料的丧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。 稀浆封层(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料。它在搅拌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
11、来的,它是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、水和添加剂组成的稀浆混合料。微表封层的厚度可达10mm15mm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以及快速凝固成型、早期开放交通的特性,省去了喷洒和碾压工序,一台机械即可连续作业。由于其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。 22 裂缝填封 裂缝是沥青路面的一种常见病害,从养护工艺角度看按缝宽可以分为发裂(2mm以下),微小裂缝(2mm6mm)、小裂缝(2mm 12
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