公路沥青路面预养护技术初探

公路沥青路面预养护技术初探

作者：沈艳东

来源：《中国新技术新产品》2011年第23期

摘 要：根据道路目前的实际情况对其实现道路预养护，从而延缓路面病害的出现，延长道路的使用寿命；对不同程度病害的沥青路面采用不同方案类型的养护，合理选择养护方案，提高路面服务质量及经济效益。

关键词：公路；沥青路面；预养护；评价指标 中图分类号：U273.98 文献标识码：A

公路沥青路面预养护是公路路面养护的一种全新理念。它的核心概念是在路面结构良好或是路面病害发生初期，即对其进行预防性养护，不让道路病害进一步向更深层次发展，以达到保持或提高路面使用性能、延长路面使用寿命和减少路面周期养护费用的目的。这与过去公路养护遵循的“先损坏后维修”的传统养护方式截然不同。路面预养护技术在欧美发达国家已普遍推广使用。

1 公路养护的评价指标

对公路沥青路面状况的评价采用路面强度系数(SSI)、路面状况指数(PCI)、行驶质量指数(RQI)和抗滑系数(BPN或SFC)4项指标。

1.1 沥青路面强度采用强度指数作为评价指标。SSI=路面设计弯沉值/路段代表弯沉值。 1.2 路面破损状况采用路面状况指数（PCI）进行评价，路面状况指数由沥青路面破损率（DR）计算得出。

① 沥青路面破损率（DR）计算公式如下： A-调查路段的路面总面积（m2）；

Dij-第i类损坏、j类严重程度的实际破损面积（m2）；如为纵、横向裂缝，其破损面积为：裂缝长度(m)×0.2；车辙破损面积为：长度(m)×0.4； Kij-第i类损坏、j类严重程度的换算系数。

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②路面状况指数（PCI）

路面状况指数（PCI）的数值范围为0~100。其值越大，路况越好。其计算公式为： 1.3 路面的行驶质量采用行驶质量指数（RQI）作为评价指标，行驶质量指数由国际平整度指数（IRI）计算。 1）国际平整指数

国际平整指数IRI可由反应类设备测定，测定结果需经试验标定。IRI与其他设备的标定关系式一般为：IRI=a+b·BI

式中：BI-平整度测试设备的测试结果；

a,b-标定系数。在使用中，各地可根据实际的标定结果确定其取值； IRI-国际平整度指数（m/km）。 2）行驶质量指数

路面行驶质量指数（RQI）与国际平整度指数（IRI）的关系为：RQI=11.5-0.75×IRI 1.4 路面抗滑性能

路面抗滑性能采用抗滑系数作为评价指标，抗滑系数以横向力系数（SFC）或摆式仪的摆值（BPN）表示。 2 预防性养护措施

常见的预防性养护措施主要有:封缝、灌缝、微表处、稀浆封层、薄层罩面和雾封层等。本文主要介绍两种方法： 2.1 稀浆封层技术 2.1.1 工作机理

乳化沥青稀浆封层技术是利用乳化沥青、骨料、矿粉、水泥、水、添加剂等物料，集中载于稀浆封层机，并通过封层机本身实现按一定的比例拌和成糊状流动均匀的稀浆混合物并将其均匀摊铺到路面上，形成密实、坚固、耐磨的表面封层。该封层凝固快，施工数小时内就可以开放交通，通过交通车流量的反复辗压后，表面自然光滑平整并且增加了密实度。

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2.1.2 特点

稀浆封层的特点体现在以下方面：预养护措施；降低养护综合成本；施工快捷；对病害进行初期控制；延迟路面各项运行指数的衰减；美化作用。 2.1.3 采用的材料

稀浆混合料的主要组成材料是骨料、乳化沥青和水，还可根据需要适当添加矿物填料和化学添加剂，所有的材料都有各自特定的要求，应遵照相关规范要求选择。

乳化沥青。乳化沥青是稀浆混合料的重要组成部分，它用来裹附骨料，最终作为粘结料存在于稀浆封层中。在道路工程中常用的乳化沥青有阳离子型和阴离子型，而根据破乳速度又分为快裂（RS）、中裂（MS）和慢裂（sS），用于稀浆封层的乳化沥青一般是慢裂型的，而且目前以使用阳离子型为主。

骨料。骨料是稀浆混合料的重要组成部分，它形成了矿物骨架。通常可用于热沥青施工的石料均可用于稀浆封层，如石灰岩、花岗岩、玄武岩等。用于稀浆封层的骨料首先满足特定的级配要求，其次应干净、坚硬、完全破碎、外观均匀，还必须控制泥土含量即砂当量，泥土含量越高，危害越大。根据稀浆封层路面所使用石料的级配类型，可将其分为细封层、中封层和粗封层三种类型。

（1）水。水也是稀浆混合料的重要组成部分，它影响混合料的工作特性。稀浆？昆合料中的水有三个来源：骨料中的水、乳化沥青中的水和预湿骨料的水。

（2）矿物填料。矿物填料的使用主要有三个目的：①改善骨料级配；②促进稀浆混合料的稳定性；③调节破乳速度。矿物填料被认为是骨料的一部分，其用量一般是矿物骨料总量的0.5％～2％，使用最多的填料是水泥，其次是石灰，这两种填料具有化学活性的，也可使用石灰石粉，但是它只能调整矿料的级配。

（3）添加剂。添加剂的作用是调节拌和时间与破乳速度，与填料的不同之处是可溶于水，不改变骨料的级配。常用的添加剂可分为两大类：无机盐类和表面活性剂类。

如果采用稀浆封层技术对沥青路面进行预养护，那么15年内通过进行二次稀浆封层预养护，可减少一次路面中修，而且预测每年日常养护的固定成本费用减少约一半。采用稀浆封层（单价按13元/m2计）预养护技术后，正常情况一条三级公路1km沥青路面15年的养护综合费用为11461l0元，比常规养护的综合费用要节省3621l0元，平均每年节省养护经费投入24140元/km，按每平方米计算平均每年节省养护经费投入3.45元/m 2。 2.2 雾封层技术

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雾封层技术全称为雾状封层技术,它是将乳化沥青、改性乳化沥青或沥青路面养护剂等流体状的材料,经喷洒机械喷洒在沥青路面上,从而封闭路面孔隙,稳定松散集料,恢复路面老化沥青功能的预防性养护技术,由于材料喷洒时,它将呈现出黑色的雾状,因此称为雾封层。 2.2.1 适用条件

雾封层是一种成本较低的、有效的道路预防性养护技术,主要适用于出现早期微裂缝、路表面集料松散、麻面及路面渗水严重等早期损坏,并且,此时的路面综合质量指数在良及良以上。适用条件为:

1）当原路面路表为1~3mm微小裂缝,可不处理。但路面出现严重的网裂缝,应将裂缝预先处理,待稳定后,再采取雾封层技术。

2）当原路面路表松散、麻面、沥青剥落或老化而结构强度完好时,采取雾封层技术,能有效地粘结松散集料,修复老化沥青,改善路面外观。

3）当原路表面渗水系数增大,路面渗水严重或较严重,而路面结构强度及结构完好时,采用雾封层技术能有效地防止路面渗水,防止水的渗入软化基层及路基,使之得到保护,从而减少或防止水损坏。

2.2.2 雾封层材料作用机理与效果

当雾封层材料-沥青路面养护剂喷洒于沥青路面后,能流入微裂缝并渗入路面结构层中,在向裂缝深处渗入的过程中,其中的有效成分不断对所接触的裂缝表层进行渗透吸附。沥青路面养护剂在裂缝表层渗透及向沥青路面结构层渗透过程中,通过一系列的物理、化学反应,使得新、旧沥青结合料成为有效整体,两者可维持一致的温度变化率。用于新型沥青路面养护剂渗透吸附的理论主要有表面能理论、相似相溶理论和Hansen溶解度参数理论等。 3 结论

根据研究表明，每投入一元钱的预养护费用，大约可节省八元钱大修费用。预养护还具有施工方便、施工期短、社会效益和经济效益良好的优点，因此应加强实施道路的预养护，一方面可以及时修复路面潜在的或微小病害，使路面整体结构在很长一段时间内得到保护，不致产生严重的路面病害，从而保持路面正常运行，另一方面能最大程度的节省维修或翻修费用。