新工藝、新材料、新技術(shù).doc

新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用 瀝青路面在交通載荷與氣候影響的作用下，隨著時間的推移，路面狀況和服務(wù)能力將逐漸地惡化。為了保持路面良好的使用性能和延長它的使用壽命，在路面壽命周期的各個不同階段需要采用不同的養(yǎng)護(hù)維修措施。瀝青路面的養(yǎng)護(hù)維修工作對保持路面的服務(wù)能力，延長其壽命周期，以及改善噪音、振動等對周邊環(huán)境的污染有著重要的作用。在我國高速公路建設(shè)的初期，路面養(yǎng)護(hù)的工作量還不是很大，人們?nèi)菀桩a(chǎn)生重建設(shè)、輕養(yǎng)護(hù)的思想，但是隨著我國公路建設(shè)的重點(diǎn)逐步向中、西部地區(qū)推移，在東南沿海地區(qū)將迎來一個路面養(yǎng)護(hù)維修的高潮，因而養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)正日益成為人們關(guān)注的一個熱點(diǎn)。1 瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)的分類我國現(xiàn)行的瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范通常根據(jù)工程量的規(guī)模大小、技術(shù)的難易程度將瀝青路面的養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)分為保養(yǎng)小修、中修、大修、改善（改建）等四類。這種分類方法的核心是“修理”，它是20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)的規(guī)范中引入的，至今已經(jīng)沿用了數(shù)十年。但是隨著路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)在材料、工藝、設(shè)備方面的不斷發(fā)展和進(jìn)步，這種分類方法已經(jīng)很難反映出現(xiàn)代路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)的特點(diǎn)和要求，因而也愈來愈顯示出難以與現(xiàn)代養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)了?，F(xiàn)行分類方法所反映的并不僅僅是一個分類的方法問題，其實(shí)質(zhì)是反映了一種“重修理，輕預(yù)防”的觀念。更為合理的分類方法是根據(jù)病害的類型、路面損害的程度，以及所需采用養(yǎng)護(hù)維修措施的性質(zhì)和功能來對養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)進(jìn)行分類。在美國等西方國家將瀝青路面的養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)分為：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)（Preventive Maintenance）、修復(fù)性養(yǎng)護(hù)（Corrective Maintenance）、路面翻修（Pavement Rehabilitation）、路面重建（Pavement Reconstruction）等四類。這種分類方法的核心是作業(yè)的功能和目的，因而不僅在概念上是十分清晰的，而且有著很強(qiáng)的目的性和針對性。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是指那些帶有保護(hù)路面，防止病害的進(jìn)一步擴(kuò)展，和以減緩路面使用性能的惡化速率以及延長路面使用壽命為目的的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，它通常用于沒有發(fā)生損壞、或只有輕微缺陷與病害跡象的路面。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)沒有路面補(bǔ)強(qiáng)的功能，因而不應(yīng)期望預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具有改善路面強(qiáng)度和承載能力的作用。修復(fù)性養(yǎng)護(hù)是指那些用來修復(fù)路面的局部損害或某種特定病害的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，它通常用于路面已經(jīng)發(fā)生局部的結(jié)構(gòu)性損壞，但還沒有波及全局的場合。路面翻修是指路面的損壞已經(jīng)波及到路面的大部分面積，使之發(fā)生全面性的結(jié)構(gòu)性損壞，從而需要在一定的深度下進(jìn)行面層的再生和重鋪的修理作業(yè)。路面重建是指當(dāng)路面的損壞由于沒有及時進(jìn)行翻修、補(bǔ)強(qiáng)而進(jìn)入整個路面各結(jié)構(gòu)層發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞時，這時不僅路面的面層，而且它的基層和底基層，甚至于路基也需進(jìn)行翻修，這樣的養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)稱為重建。當(dāng)路基也需翻修時則稱為道路的重建。2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的新發(fā)展利用在已有路面上敷設(shè)一層防護(hù)層來保護(hù)原有路面的方法在很早以前就有了，但是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作為一個完整的概念出現(xiàn)在20世紀(jì)的80年代，它是許多國家在公路網(wǎng)的重建過程中總結(jié)了以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上提出來的。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要意義體現(xiàn)在四個方面：保持路面良好的使用性能；延長路面的使用壽命；減少路面壽命周期的成本；節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金，是一種費(fèi)用-效益十分良好的養(yǎng)護(hù)措施。美國在80年代開始大規(guī)模進(jìn)行路網(wǎng)的重建工程時，面對未來公路交通日益強(qiáng)化的挑戰(zhàn)，于1987年啟動了一個龐大的戰(zhàn)略性公路研究項(xiàng)目（SHRP），其中第三個子項(xiàng)目“養(yǎng)護(hù)費(fèi)用-效益”（Maintenance Cost-Effectiveness）就是專門從改善費(fèi)用-效益的角度來研究養(yǎng)護(hù)技術(shù)的，它包括了兩個主要研究課題，H101和H-106，前者的研究對象是四種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，后者的對象則是坑洞修補(bǔ)和裂縫（接縫）填封等兩種修復(fù)性養(yǎng)護(hù)方法。在1993年SHRP計(jì)劃結(jié)束之后，SHRP第二個子項(xiàng)目“路面長期性能”仍在FHWA的監(jiān)督下成為一個新的為期20年的“路面長期性能研究計(jì)劃”（Long Term Pavement Performance Program）繼續(xù)進(jìn)行，其中有關(guān)柔性路面的養(yǎng)護(hù)課題SPS-3作為H-101課題的延伸和LTPP計(jì)劃的一部分巳于1998年完成了第一個五年的跟蹤研究1。SHRP H-101和LTPP SPS-3課題的一個重要研究成果就是明確了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延長路面壽命周期、節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面的良好費(fèi)用-效益1。這一成果的一個總結(jié)，可以看到經(jīng)過三次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，路面服務(wù)能力的評分仍可達(dá)到70分以上；路面經(jīng)四次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)而終結(jié)其壽命周期，共延長使用壽命15年；養(yǎng)護(hù)維修工程總費(fèi)用可節(jié)省約45%。正是由于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的巨大經(jīng)濟(jì)和社會效益，使這一技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要有表面封層、裂縫填封和薄層罩面三種類型。2.1 表面封層表面封層是一層用連續(xù)方式敷設(shè)在整個路表面上的養(yǎng)護(hù)層，封層材料可以是單獨(dú)的瀝青或其他封層劑，也可以是瀝青與集料組成的混合料。表面封層用于解決的養(yǎng)護(hù)問題主要有：復(fù)原或延緩表層瀝青材料的氧化（老化）；重新建立路面的抗滑阻力；密封表面的微小裂縫；防止水從表面滲入路面結(jié)構(gòu)層；防止集料從表面失落、崩解。目前常用的表面封層技術(shù)有：霧層封層、還原劑封層、石屑封層、稀漿封層（微表封層）等。霧層封層和還原劑封層 此類封層是將霧狀的乳化瀝青或?qū)ｉT的再生劑噴灑在老化的瀝青路面上（專用的再生劑要求滲入路面6 cm左右）,其目的是更新和還原表面已氧化的瀝青膏體。霧層封層和還原劑封層都有一些共同的特點(diǎn)：施工后需要較長的時間才能開放交通；必須嚴(yán)格掌握單位面積的噴灑量，過多的噴灑量會在路表面形成一層薄膜而使路面喪失摩擦阻力，必要時需用鋪砂的方法來改善其抗滑阻力。撒砂雖然可以提高抗滑阻力但它與路面的粘結(jié)力較差，即便經(jīng)過碾壓，在高速行駛的車輪的作用下仍會被帶出，而導(dǎo)致抗滑能力的很快衰減，由于上述原因,霧層和還原劑封層通常主要用于低交通流量、低速的道路和停車場上。為改進(jìn)霧層封層缺點(diǎn)所作的努力一直沿著兩個方向在取得進(jìn)展，一方面是從材料上采用粘附性更高的粘結(jié)料，另一方面是從工藝上來改善粘結(jié)劑與砂粒之間的裹覆性能，例如將砂粒與粘結(jié)劑事先拌和后再噴灑至路面上。美國STAR-SEAL公司開發(fā)的“SUPREME”牌瀝青路面封涂層就是上述努力的一個例子?！癝TAR-SEAL SUPREME”是一種以精制煤焦油瀝青乳液為主，添加有橡膠類高分子聚合物和表面活性劑的混合物。一般來說，煤焦油具有抵抗汽柴油等輕質(zhì)油分的侵入和改善集料濕潤性的能力，因而也改善了它們之間的粘附性能，高分子聚物則增強(qiáng)了粘結(jié)劑的粘韌性，而表面活性劑則改善了附著表面的抗水性。將此種乳液與細(xì)的石英砂（粒徑0.4250.212mm）攪拌混合后將其噴灑、涂刷在瀝青路面上23遍可形成一層極薄的保護(hù)層。它對瀝青路面具有一種屏蔽保護(hù)作用，可以抵抗陽光、空氣對瀝青粘結(jié)劑的老化，阻止水分侵入瀝青路面而導(dǎo)致的水損害，保護(hù)路面瀝青不受泄漏的汽油、柴油、機(jī)油等輕質(zhì)油分的軟化作用，防止冬天防凍鹽或其他化學(xué)品對瀝青路面的侵蝕。高粘附性的粘結(jié)材料和事先與高耐磨性集料（例如石英砂）的充分裹覆，保證了表面必要的抗滑性能以及它的耐久性。石屑封層單層的石屑封層是最早出現(xiàn)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其施工方法是在路面上噴灑一層瀝青材料（熱瀝青、輕制瀝青、乳化瀝青等），緊接著撒布砂、單粒徑或適當(dāng)級配的集料，并緊跟著進(jìn)行碾壓。石屑封層是一種敷設(shè)簡單、易行，價(jià)格低廉的養(yǎng)護(hù)方法。它的缺點(diǎn)是要有較長的初期養(yǎng)護(hù)時間，高速行駛時噪音過大，路面上的松散集料還會被高速行駛的車輪帶出而撞擊、粘附在車身和檔風(fēng)玻璃上，集料的損失還會導(dǎo)致抗滑能力的衰減，所以一般很少用在大交通流量和高速行駛的道路上。石屑封層的新發(fā)展是圍繞著減緩抗滑性能的衰減速率所作的努力。這種努力同樣表現(xiàn)在從材料和工藝兩方面對粘結(jié)劑和集料之間粘附性能所取得的改善。材料方面的改善，主要是更多地采用改性瀝青和改性乳化瀝青，以及改善它們與集料之間的相容性。在工藝方面的改善，同步石屑封層（Synchronous Surface Dressing）的出現(xiàn)就是一個典型的例子，它將粘結(jié)劑的噴灑和集料撒布兩道工序集中在一臺車輛上同步進(jìn)行。這樣做的好處是使碎石顆粒立即與剛噴灑的粘結(jié)劑相接觸，此時由于熱瀝青或乳化瀝青的流動性較好而使石屑能更深地埋入粘結(jié)劑內(nèi)，并更好地滲入到路面的裂縫中。對于熱瀝青來說在溫度尚未下降之前瀝青的粘度較低，而對于乳化瀝青來說則在尚未破乳前，噴灑的粘層油具有更厚的鋪層，這些都有利于增加石屑埋入的深度和由于毛細(xì)管作用而增高石屑顆粒間粘結(jié)劑吸附的高度。同時，較好的流動性也有助于粘結(jié)劑更好地滲入到原路面的裂縫中而改善它的封水性能。稀漿封層和微表封層 稀漿封層是一種由乳化瀝青、破碎的集料、礦粉、水和添加劑組成的稀漿狀的混合物，它在拌和均勻后被攤鋪到原有的瀝青路面上形成一層與原路面接合牢固、具有抗磨表面結(jié)構(gòu)的均勻養(yǎng)護(hù)層。微表封層是在乳化瀝青稀漿封層基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它由慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化瀝青、100%破碎的集料、礦粉、水和添加劑組成稀漿混合料。微表封層的厚度可達(dá)1015mm，抗滑阻力和抗磨耐久性也比普通的稀漿封層更好，并可具有某些修復(fù)性的功能，例如用于修補(bǔ)車轍、輕度松散、泛油等病害的校正。稀漿封層尤其是微表封層由于其良好的抗滑性能、快速凝固成型、早期開放交通、省去了噴灑和碾壓工序，一臺機(jī)械即可連續(xù)作業(yè)以及簡單的施工過程和很高的生產(chǎn)效率，因而更加適用于大交通流量和高速行駛的道路上。微表封層技術(shù)的新發(fā)展主要表現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在微表封層不僅作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的手段，而且還廣泛地應(yīng)用于：各種不同深度車轍的修補(bǔ)工作；作為防水和防止反射裂縫用的下封層；加鋪在水泥路面和橋面上作為抗滑磨耗層；以及在水泥混凝土-瀝青復(fù)合路面上作為兩者之間的防水粘結(jié)層等等。2.2 裂縫填封裂縫是瀝青路面常見的一種病害，從養(yǎng)護(hù)工藝的角度來看，裂縫可按其縫寬分為微裂縫或發(fā)裂（2mm以下）、微小裂縫（26mm）、小裂縫（612.7mm）、中裂縫（12.725mm）、大裂縫（25mm）。對于發(fā)裂來說一般不需作處理，除非在單位面積內(nèi)的發(fā)裂十分多，則可以在其上作表面封層的處理。6mm以下的微小裂縫由于尚未發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞，通常不對裂縫作更多的處理，或只在表面上作貼封式的封面，其目的是防止由于雨水、冰雪通過裂縫向下滲入而繼續(xù)擴(kuò)大，因而屬于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的范疇。寬度在612.7mm的小裂縫因尚未造成嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性破壞因而常將它們的處理歸入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。此類裂縫通常需要進(jìn)行擴(kuò)縫處理，有時也將它們歸入修復(fù)性養(yǎng)護(hù)的范疇，本文將在修復(fù)性養(yǎng)護(hù)中與中、大裂縫的處理一并討論。中、大裂縫的出現(xiàn)表明路面已發(fā)生較嚴(yán)重的局部損壞，而且往往帶有嚴(yán)重的剝落，對它們的修補(bǔ)類似于坑槽的修補(bǔ)，已經(jīng)屬于修復(fù)性養(yǎng)護(hù)的范疇。6 mm以下的微小裂縫尤其是2 mm以下的微裂縫用普通的熱瀝青或乳化瀝青進(jìn)行密封處理，由于很難滲入裂縫深處，封層的厚度又很薄，不易取得良好效果，因而通常不作任何處理。微小裂縫處理技術(shù)的新進(jìn)展主要得力于裂縫密封材料的不斷改進(jìn)，由于橡膠瀝青技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多高粘度高粘彈性的裂縫密封膠，它們具有非常高的承受彈塑性變形的能力，這就使得微小裂縫的貼封式處理有了可能。許多國家的經(jīng)驗(yàn)表明對微小裂縫，特別是低溫裂縫在裂縫形成初期就用高粘度的密封膠作貼封式處理是非常有效的。它可以防止雨雪滲入裂縫，避免水分侵入混合料內(nèi)部發(fā)生凍脹或?yàn)r青剝落而導(dǎo)致病害的進(jìn)一步擴(kuò)大和更為嚴(yán)重的路面損壞。2.3 薄層罩面薄層罩面也是一種很早采用的傳統(tǒng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法，它是在原有路面上加鋪一層厚度不超過2.5cm的熱瀝青混合料，薄層罩面可以有效地防止品質(zhì)正在下降的路面繼續(xù)惡化，改善其平整度、恢復(fù)它的抗滑阻力，校正路面的輪廓，對路面也有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，但在多數(shù)情況下費(fèi)用-效益較其他預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法為差。薄層罩面在施工中最大的困難是由于層面較薄、容易冷卻又不宜使用振動壓路機(jī)，因而不易達(dá)到較高的密實(shí)度，因此正確的混合料設(shè)計(jì)、溫度控制、碾壓工藝和壓路機(jī)選型顯得尤為重要。采用改性瀝青作為粘結(jié)劑鋪筑的薄層罩面在耐久性和抗滑性能方面都優(yōu)于普通瀝青的薄層罩面，但碾壓溫度要求更高，由于散熱快而引起的壓實(shí)困難就更大，為了適應(yīng)薄層路面快速壓實(shí)的需要，近些年來出現(xiàn)了某些專為壓實(shí)薄層路面而設(shè)計(jì)的高頻振動壓路機(jī)，此類振動壓路機(jī)的振幅極低只有0.2 mm左右，但頻率則高達(dá)70 Hz左右。這樣匹配的振動參數(shù)，由于大大降低了振動沖擊力可以避免壓碎集料，但又能保持較高的單位時間內(nèi)輸入被壓材料的振動能量。 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢與展望瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)總的趨勢仍將沿著材料、工藝、設(shè)備三個方面向前發(fā)展。1 新材料如果說材料性能的改善在最初采用改性瀝青和改性乳化瀝青時只是看重于一般性地對瀝青性能的改善，而在隨后的發(fā)展中新的養(yǎng)護(hù)材料就更針對預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)來開發(fā)了。由于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是敷設(shè)在瀝青路面上的一薄層養(yǎng)護(hù)層，它不像瀝青混凝土那樣對抵抗疲勞載荷的破壞和在抗車轍的能力方面有著很高的要求。對養(yǎng)護(hù)層來說更為重要的首先是抵抗車輪磨耗的能力，包括車輪刮落集料的顆粒、對集料顆粒的磨光作用，以及集料與粘結(jié)劑之間的相容性（亦即瀝青與集料的粘附能力），這些都直接影響著養(yǎng)護(hù)層的抗滑性能、它的衰減速率以及與原路面之間結(jié)合的牢固程度。第二是養(yǎng)護(hù)材料抵抗外部塑性變形的能力，亦即要求養(yǎng)護(hù)材料有足夠的粘彈性和延展性，以便吸收由于溫度變化或原路面?zhèn)魃蟻淼淖冃魏蛻?yīng)力。第三是它的密水性能，亦即防止水分透過養(yǎng)護(hù)層滲入路面的能力，這直接影響到養(yǎng)護(hù)層抗水損害的性能。第四是在環(huán)境因素的作用下耐老化的能力。針對上述要求，新的養(yǎng)護(hù)材料的開發(fā)重點(diǎn)是增強(qiáng)它的粘彈性、堅(jiān)韌性以及與集料之間的粘附性能。高粘度橡膠瀝青的開發(fā)是新型養(yǎng)護(hù)材料的一個典型實(shí)例。橡膠瀝青（Rubberized Asphalt），也稱瀝青橡膠（Asphalt Rubber）是一種將磨細(xì)的橡膠屑經(jīng)特殊的工藝處理后形成的一種瀝青與泡脹成凝膠狀的橡膠顆粒組成的高粘度的粘結(jié)劑。橡膠瀝青的制備工藝可以分成干式和濕式處理兩大類。橡膠瀝青最初的工藝方式是干式處理法“Dry Process”。這種方法是將磨細(xì)的橡膠屑直接與集料一起加入到攪拌器中與瀝青攪拌而形成混合料。在這一處理過程中，橡膠屑并未與瀝青發(fā)生任何反應(yīng)，因而作為粘結(jié)劑的瀝青其本身的性能并未獲得明顯的改善，而橡膠屑只是類似填料在發(fā)揮作用，干式處理所加入的橡膠屑的比例通常是有限的（大約35%）?，F(xiàn)在干式處理法制備的瀝青混合料被命名為橡膠屑改性的瀝青混合料（Rubber-Modified Mix）。濕式處理法（Wet Process）是將磨細(xì)的橡膠屑加入到瀝青中去浸泡，然后再與集料拌和而成瀝青混合料。濕式處理開始發(fā)展時曾采用溶劑浸泡的方法，首先將橡膠屑放入石油溶劑中（例如航空煤油中）加以浸泡，使它在溶劑中膨脹而表面變軟，然后再與熱瀝青一起在高速攪拌狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)而制成橡膠瀝青的粘結(jié)劑。由于溶劑法的成本高、有污染、安全性差，因而隨后被高溫直接浸泡的方法所取代。目前大量使用的制備橡膠瀝青的濕式工藝是將磨細(xì)的橡膠屑（12 mm左右）放在裝有高溫?zé)釣r青（191218）的反應(yīng)釜中浸泡數(shù)小時，使橡膠顆粒的表面形成一層凝膠體。濕式處理的工藝通常需要在瀝青中加入1826%的橡膠屑，以獲得最佳的粘度。現(xiàn)在由濕式處理法制備的粘結(jié)劑被命名為瀝青-橡膠（Asphalt-Rubber）。瀝青-橡膠是一種高粘度和高粘彈性的粘結(jié)材料，其粘度隨著橡膠屑含量的增加而增大。由于瀝青橡膠具有很高的粘彈性，所以它作為一種預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)材料和集料的粘結(jié)劑有著一系列的優(yōu)越性：具有更強(qiáng)的粘附能力，可以使集料顆粒之間以及養(yǎng)護(hù)層和原路面之間粘結(jié)得更加牢固，因而表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗車輪磨耗的能力；良好的密水性能，可防止水分透過養(yǎng)護(hù)層滲入至瀝青路面；具有高度的彈性恢復(fù)能力，可以更好地承受彈塑性變形和外部傳遞的應(yīng)力；可以更多地提高粘結(jié)劑在混合料中的含量以增加裹覆集料顆粒的瀝青膜厚度而不會導(dǎo)致泛油；改善混合料的低溫抗裂和高溫敏感性；廢舊輪胎橡膠中所含有的抗氧化劑還有利于提高粘結(jié)劑耐老化的能力。目前瀝青橡膠巳廣泛地應(yīng)用于石屑封層、薄層罩面、應(yīng)力吸收層、開級配的磨耗層等各種需要粘結(jié)劑具有高粘結(jié)力的場合，也是制作各種裂縫填封、接縫填封材料和密封膠的主要原料。2 新工藝預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝未來的發(fā)展趨勢將沿著以下方向繼續(xù)取得進(jìn)展。隨著乳化瀝青性能的不斷提高，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝將進(jìn)一步向冷態(tài)施工的方向發(fā)展；引入某些新技術(shù)來解決養(yǎng)護(hù)作業(yè)中突出的矛盾和問題；采用多種工藝的復(fù)合，使不同工藝的優(yōu)勢能得到互補(bǔ)而彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)。在第一個方向上的最新例子可以舉出人們對橡膠瀝青進(jìn)一步乳化所作的努力。如果這種努力能獲得成功，橡膠瀝青就可以移植到稀漿封層這樣的冷態(tài)施工技術(shù)中去，從而取得更為廣泛的應(yīng)用。在第二個方向方面，為了解決粘結(jié)劑與集料更好裹覆的問題，提出了將細(xì)砂在乳化瀝青噴灑前先行混合的新概念。目前這一新概念巳經(jīng)在裂縫壓力噴補(bǔ)中得到了很好的應(yīng)用，而上文提及的美國STAR-SEAL公司的瀝青養(yǎng)護(hù)封涂層也是一個實(shí)例。另一個為解決石屑與瀝青裹覆問題的新技術(shù)可以舉出在石屑封層中采用同步噴撒工藝的例子，它巳在上文石屑封層技術(shù)中作過詳細(xì)的介紹。在第三個方向上可以舉出國外覆蓋封層（Cap Seal）和三明治封層（Sandwich Seal）等復(fù)合封層技術(shù)的發(fā)展。覆蓋封層 覆蓋封層是為解決石屑封層存在的缺陷而發(fā)展的一種復(fù)合封層技術(shù)，它首先在原路面上敷設(shè)一層石屑封層，待石屑封層完全凝固后（約需一周左右時間），再在其上鋪設(shè)一層稀漿封層或微表封層。圖9是一組覆蓋封層的施工圖片，圖9a是正在進(jìn)行石屑封層施工，9b是在其上鋪設(shè)一層稀漿封層，9c是最后成型的覆蓋封層表面。覆蓋封層的優(yōu)點(diǎn)是縮短了初期養(yǎng)護(hù)時間；改善了石屑封層耐久性、抗滑性、噪音等方面的缺點(diǎn)；可以獲得更大的厚度，替代薄層罩面而具有更好的費(fèi)用-效益。三明治封層 三明治封層是一種將貫入式工藝與石屑封層工藝結(jié)合在一起的封層技術(shù)。它的工藝是先將一層粗集料（1520 mm）撒布在所需養(yǎng)護(hù)的瀝青路面上，然后再噴灑一層改性乳化瀝青，并緊跟著撒布一層較細(xì)的集料（513 mm），最后碾壓成型。改性乳化瀝青用量應(yīng)比單層的石屑封層高，以便有足夠?yàn)r青貫入到粗集料的縫隙中，但其噴灑量則又比雙層石屑封層低。這種復(fù)合工藝的好處是可以使較小的集料顆粒嵌入到大顆粒中間，以提高抵抗車輪帶出石屑的能力，而大顆粒集料的存在則有助于解決表面泛油的問題，在生產(chǎn)效率和材料消耗上則比多層石屑封層為好。3 設(shè)備的新發(fā)展如何更好地滿足養(yǎng)護(hù)材料和工藝發(fā)展的要求一直是推動養(yǎng)護(hù)設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的原動力。養(yǎng)護(hù)設(shè)備當(dāng)今和未來的趨勢仍將沿著：滿足新材料、新工藝發(fā)展的需要；現(xiàn)代高新技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)滲透、改造的趨勢來發(fā)展。養(yǎng)護(hù)設(shè)備的發(fā)展與材料和工藝的發(fā)展有著密切的關(guān)系，新的養(yǎng)護(hù)材料和養(yǎng)護(hù)工藝的出現(xiàn)隨伴著新設(shè)備的產(chǎn)生。從歷史上看，出現(xiàn)了乳化瀝青材料隨伴著就有了乳化瀝青的制備設(shè)備；有了改性瀝青材料，就出現(xiàn)了改性瀝青設(shè)備。最近的例子是橡膠瀝青制備設(shè)備的開發(fā)，而同步石屑封層工藝的提出，就出現(xiàn)了同步石屑封層機(jī)。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)中最主要的施工機(jī)械有兩類：噴灑粘結(jié)劑和撒布集料的機(jī)械；攤鋪稀漿類混合料的機(jī)械。對于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)來說，對這兩類機(jī)械的一個共同的要求是保持集料、粘結(jié)劑以及混合料其他成分（如稀漿混合料中的水、粉料等）之間的恒定的比例關(guān)系。隨著現(xiàn)代高新科技的迅速發(fā)展，為了更好地滿足提高養(yǎng)護(hù)作業(yè)的要求，提高作業(yè)的質(zhì)量和效率，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的施工機(jī)械在技術(shù)上已取得了巨大的科技進(jìn)步，它們在技術(shù)發(fā)展上的一些共同特點(diǎn)是：要求保持恒定的作業(yè)速度導(dǎo)致朝兩個方向的發(fā)展；具有很高行駛速度，而作業(yè)速度可無級調(diào)節(jié)的液壓驅(qū)動底盤；高精度的車速和原材料供給的恒速調(diào)節(jié)或比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)。全自動的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是：作業(yè)質(zhì)量的自動控制，例如噴灑量的自動調(diào)節(jié)、噴灑高程的自動找平、作業(yè)過程的屏幕監(jiān)視等；機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)控，例如運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的自動記錄、自動報(bào)警、故障診斷等。液壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)備上液壓傳動技術(shù)、液壓控制和調(diào)節(jié)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，例如作業(yè)寬度無級可調(diào)的工作裝置、液壓伸縮調(diào)節(jié)技術(shù)等?，F(xiàn)代全自動的瀝青灑布車通常都裝備有以下的系統(tǒng)：精確的灑布速度調(diào)節(jié) 采用恒速調(diào)節(jié)的方法，通過計(jì)算機(jī)控制使車速保持在預(yù)選的工作速度上，同時使瀝青泵的排量在整個工作過程中保持不變（當(dāng)灑布寬度改變時，電腦會自動調(diào)節(jié)排量）；或采用比例調(diào)節(jié)的方式，由雷達(dá)測速裝置不斷地檢測行駛速度，通過電腦調(diào)節(jié)瀝青泵的排量以保持恒定不變的單位面積的瀝青用量；恒定的噴灑高度 在工作之前調(diào)節(jié)好高度后，在工作中通過超聲波傳感器和自動找平系統(tǒng)，使噴灑的距離保持不變；液壓伸縮的噴把 可在駕駛室內(nèi)方便地改變噴灑的寬度；計(jì)算機(jī)的集中控制系統(tǒng) 灑布過程中的重要信息，如罐內(nèi)瀝青量、巳灑布的面積、瀝青的用量以及每平方米的平均灑布量都可在駕駛室的電腦面板上顯示出來，所有操作參數(shù)都采集并儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，需要時可隨時打印出來。 現(xiàn)代連續(xù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的稀漿封層機(jī)，在技術(shù)上也有了很大的進(jìn)展，包括：集料、乳液和水的連續(xù)供給系統(tǒng) 可以保持連續(xù)不停頓的作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率；更精確、標(biāo)定更方便的重量計(jì)量及作業(yè)速度和原材料供給的比例調(diào)節(jié) 能更精確地保證稀漿混合料各組份的比例關(guān)系和集料的級配精度；寬度液壓可調(diào)的攤鋪箱 可以方便地適應(yīng)不同寬度路面的需要，裝在攤鋪箱后部的第二刮平器可抹平封層表面的傷痕，使稀漿封層的表面獲得更好的外觀質(zhì)量；電腦的自動控制和監(jiān)測系統(tǒng) 可以方便地設(shè)置稀漿混合料各組分的配方，在電腦屏幕上顯示工作過程的各種信息，并裝備各種安全報(bào)警系統(tǒng)。新型的同步石屑封層機(jī)在一臺車上裝備有粘結(jié)劑噴灑和集料的撒布系統(tǒng)；車速和原材料的供給是由電腦自動控制的；有些機(jī)型上還裝備有帶攝像頭的觸摸屏監(jiān)視系統(tǒng)。修復(fù)性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的新發(fā)展修復(fù)性養(yǎng)護(hù)主要包括路面的局部修補(bǔ)和中、大裂縫的填補(bǔ)處理兩大類。在路面的局部修補(bǔ)中又可分為坑洞修補(bǔ)和局部路面的翻修等兩種不同類型的作業(yè)。后者將在本文路面翻修的章節(jié)中一并討論。1 坑洞修補(bǔ)坑洞的修補(bǔ)是養(yǎng)護(hù)部門最日常的養(yǎng)護(hù)工作，尤其是冬青之交由寒冷轉(zhuǎn)向潮濕溫曖的時期更容易發(fā)生瀝青路面的局部損壞?？佣葱扪a(bǔ)是處理路面由于局部承載能力不足而導(dǎo)致的小面積的載荷裂縫（龜裂）和瀝青老化、路面崩解而導(dǎo)致的坑洞最常用的修補(bǔ)方法。從修補(bǔ)壽命的長短來分，坑洞修補(bǔ)可分為應(yīng)急修補(bǔ)、半永久性修補(bǔ)和永久性修補(bǔ)三類，從修補(bǔ)的施工方式來分，則有冷態(tài)修補(bǔ)和熱態(tài)修補(bǔ)之分。傳統(tǒng)的熱補(bǔ)工藝仍然是永久性修補(bǔ)的主要方法。影響坑洞熱補(bǔ)壽命的工藝因素主要是：施工氣溫；坑洞內(nèi)部以及周圍薄弱路面是否經(jīng)過清理、干燥；坑洞底部、側(cè)壁是否覆蓋粘結(jié)劑；修補(bǔ)材料是否充分壓實(shí)；修補(bǔ)材料與原路面的接縫是否經(jīng)封邊處理。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)熱補(bǔ)工藝的設(shè)備是傳統(tǒng)的綜合養(yǎng)護(hù)車，車上除熱混合料的貯存、保溫、加熱系統(tǒng)外，其他工作主要靠隨車附帶的手扶工具來完成，包括切邊機(jī)、鑿巖機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、手扶壓路機(jī)等?？佣礋嵫a(bǔ)工藝在20世紀(jì)90年代的新發(fā)展是美國熱動力公司坑洞加熱修補(bǔ)工藝，這一工藝?yán)帽闅馔ㄟ^耐火磚的微孔間歇輻射加熱的方式加溫坑洞及周圍路面，烘干水分，軟化原路面，然后加入熱瀝青混合料后將它整平、壓實(shí)。美國熱動力學(xué)公司發(fā)明的坑洞加熱修補(bǔ)機(jī)，早期的加熱修補(bǔ)工藝原期望能將原路面的瀝青混合料加熱熔化后與新補(bǔ)的材料能形成牢固的結(jié)合。但實(shí)踐證明，由于坑洞周邊的原路面處在半損壞的狀態(tài)，對坑洞不作處理直接填補(bǔ)新料的方法往往得不到良好的效果。因而，隨后開發(fā)的坑洞加熱修補(bǔ)機(jī)，增加了液壓驅(qū)動或手工操作的釘耙，用來將周邊舊料耙松與新料混合后再填補(bǔ)壓實(shí)?？佣醇訜峁に嚨牧硪粋€局限性是由于受瀝青混合料導(dǎo)熱性差的限制，其加熱深度通常只能達(dá)到45 cm，因而補(bǔ)坑的深度大都限制在表層的淺坑。在應(yīng)急修補(bǔ)中采用熱補(bǔ)工藝雖然省掉了切邊、清潔、壓實(shí)、封邊等工序，但由于需要加熱瀝青混合料，仍然要有較多的裝備，從而降低了修補(bǔ)的快速性要求，而壽命也只能維持23個月的時間。因此，在近些年來有著良好快速性的冷補(bǔ)工藝有了很大的發(fā)展，逐漸成為應(yīng)急修補(bǔ)坑洞最常用的方法。標(biāo)準(zhǔn)的冷補(bǔ)工藝只需使用某些簡單的手工工具，補(bǔ)坑的時間只需數(shù)分鐘即可。冷補(bǔ)工藝的新發(fā)展是根據(jù)美國SHRP計(jì)劃研究成果而開發(fā)成功的壓力噴射修補(bǔ)工藝。這一工藝的特點(diǎn)是將集料與加熱至適當(dāng)溫度的乳化瀝青在噴咀部位經(jīng)混合后，用高壓空氣噴射至坑洞內(nèi)直至填滿為止，它是由以下四道工序組成。高壓空氣噴吹清除坑內(nèi)的松碎材料、雜物和水分；在坑底和側(cè)壁噴灑粘層油；高壓噴射裹覆有乳液的集料至坑洞；噴射細(xì)集料至補(bǔ)坑料表面形成一層保護(hù)層。壓力噴補(bǔ)工藝節(jié)省了碾壓的工序所以修補(bǔ)工作十分簡單只需一臺機(jī)器一人操作即可，一個小面積的坑洞修補(bǔ)工作只需12分鐘即可完成。壓力噴補(bǔ)工藝特別適合于小面積坑洞和大裂縫的修補(bǔ)。成功實(shí)施壓力噴補(bǔ)工藝的一項(xiàng)重要條件是乳化瀝青與集料之間必需具有良好的相容性，因此十分重要的是事先必須在實(shí)驗(yàn)室對集料與乳化瀝青之間的相容性做出評價(jià)，以優(yōu)選相容性良好的原材料。上一世紀(jì)90年代中期我國曾引進(jìn)過壓力噴補(bǔ)的設(shè)備，但這一技術(shù)并未獲得廣泛應(yīng)用，其原因也在于此。2 裂縫填封中、大裂縫的修補(bǔ)都需要清除裂縫周邊己經(jīng)損壞的材料，因此擴(kuò)縫處理是必需的工序。對于大裂縫來說，在許多場合其原因常是由基層或路基引起的（例如不均勻的沉降），因而修復(fù)工作往往需要除去整個路面，甚至直達(dá)路基，己經(jīng)屬于全深度翻修的范疇而不是修復(fù)性養(yǎng)護(hù)作業(yè)了。屬于修復(fù)性養(yǎng)護(hù)的裂縫填封主要是針對那些由于低溫、推移、反射等引起的，其損壞主要存在于面層內(nèi)部的裂縫而言的。影響裂縫填封壽命的工藝方面的主要因素是：施工氣溫；裂縫是否作清潔、干燥處理；裂縫填封的方式。裂縫填封的方式對填封壽命有著重要的影響，美國SHRP計(jì)劃的研究結(jié)果表明對于六種不同的裂縫填封方式，其壽命的差別是十分顯著的，壽命最長的是方槽貼封式和淺寬槽的無貼封式兩種方式。根據(jù)美國SHRP計(jì)劃的研究成果，裂縫填封的先進(jìn)工藝應(yīng)包括以下工序：開槽擴(kuò)縫加熱壓縮空氣清潔干燥縫壁壓力填充補(bǔ)縫材料撒砂封邊目前先進(jìn)的裂縫填封設(shè)備都是根據(jù)上述工序設(shè)計(jì)制造的。裂縫填封的壽命與所采用的填封材料的性能也有很大關(guān)系。用普通的熱瀝青或乳化瀝青作為填封材料，不如改性瀝青與改性乳化瀝青，而近些年來裂縫填封效果的大幅度提高則得力于以橡膠瀝青為原料的特種裂縫填封膠的成功開發(fā)。此類裂縫填封膠有著非常高的粘彈性，可適應(yīng)裂縫受外力的影響而引起的漲縮，同時又具有極佳的與縫壁粘結(jié)和防水的性能。修復(fù)性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢與展望在坑洞修補(bǔ)中，修補(bǔ)材料的壓實(shí)質(zhì)量、表面的平整度、修補(bǔ)的快速性，仍然是目前坑洞修補(bǔ)技術(shù)中沒有完善解決的問題。瀝青路面修復(fù)性技術(shù)總的發(fā)展趨勢將圍繞著上述問題從材料、工藝和設(shè)備三方面來取得進(jìn)展。1新材料在坑洞修補(bǔ)材料的發(fā)展中，高性能的專用冷補(bǔ)材料的開發(fā)是一個明顯發(fā)展趨勢。如果說在開始發(fā)展可以長期貯存的冷補(bǔ)材料時，主要的對象是應(yīng)急性修補(bǔ)，則目前專用的冷補(bǔ)材料的性能己經(jīng)可以使修補(bǔ)壽命提高至12年左右。應(yīng)急性冷補(bǔ)材料主要是由慢凝的輕制瀝青制作的，而專用的冷補(bǔ)材料則是按專門的配方和拌和工藝生產(chǎn)的，這些材料大多是一些專利產(chǎn)品，例如美國的UPM、Perma-Patch、QPR2000等品牌的冷補(bǔ)料。隨著新的高性能的冷補(bǔ)材料的進(jìn)展，結(jié)合冷補(bǔ)工藝的改善，使坑洞冷補(bǔ)的壽命接近永