預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施及適用范圍

-.z預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施及適用圍當(dāng)前，“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)〞在我國(guó)還不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)術(shù)語，對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)尚無統(tǒng)一界定，造成預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施選擇的混亂。本章根據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的起源和開展，以及國(guó)外對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理解，考慮國(guó)外養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)的差異，明確了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的定義和涵。調(diào)研分析了省瀝青路面常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，闡述了常用瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的根本特性，總結(jié)了不同預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施適用條件，建立了面向?yàn)r青路面病害的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)策庫。1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的定義和涵目前，交通部相關(guān)技術(shù)規(guī)中并未給出預(yù)防性養(yǎng)護(hù)明確定義，“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)〞還不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)術(shù)語。因此，對(duì)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的定義和涵理解存在差異。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念起源于上個(gè)世紀(jì)70年代末期。1980年，Blum和Phang結(jié)合加拿大路面管理系統(tǒng)工程正式提出了路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念，這是最早關(guān)于路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念的報(bào)導(dǎo)。1987年，美國(guó)公路戰(zhàn)略研究方案〔SHRP〕開展了代號(hào)為SPS-3的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用-效益〔MaintenanceCost-Effectiveness〕的柔性路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)試驗(yàn)路的研究工程。該工程將坑洞修補(bǔ)、裂縫處治納入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)疇。2000年AASHTO提出了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的定義，即公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種本錢效益處置方案策略，它是針對(duì)已建公路系統(tǒng)及其附屬設(shè)施，延緩破壞時(shí)間、保持或提高系統(tǒng)功能性狀況，但不提高構(gòu)造承載能力的周期性養(yǎng)護(hù)措施。2001年，美國(guó)路面維護(hù)基金會(huì)〔FP2，F(xiàn)oundationforPavementPreservation〕研究認(rèn)為，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵是“適當(dāng)時(shí)機(jī)采用適當(dāng)處治技術(shù)〞，這反映了觀念、策略和方向上的巨大轉(zhuǎn)變。應(yīng)當(dāng)指出，“灌縫、補(bǔ)洞〞等技術(shù)措施是“即現(xiàn)即修〞，不存在“適當(dāng)時(shí)機(jī)〞問題，因此坑洞修補(bǔ)、裂縫處治不應(yīng)納入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)疇。1.1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的界定當(dāng)前，“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為主、修復(fù)性養(yǎng)護(hù)為輔〞的公路養(yǎng)護(hù)理念已經(jīng)得到認(rèn)可和踐行。但是，按照交通部現(xiàn)行的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)，一般將瀝青路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)分為“小修保養(yǎng)、中修工程、大修工程和專項(xiàng)工程〞四種。這使得預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處于為難的局面，一方面管理部門很難明確預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的地位，另一方面也難以獲得相關(guān)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程方案資金。美國(guó)將路面養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)分為：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、修復(fù)性養(yǎng)護(hù)、路面翻修和路面重建。因此，坑洞修補(bǔ)、裂縫處治等日常養(yǎng)護(hù)技術(shù)可以納入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)疇。參考我國(guó)現(xiàn)行規(guī)，可將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)定義為介于小修保養(yǎng)與中修工程之間養(yǎng)護(hù)作業(yè)，其主要目的是推遲路面大中修時(shí)間并節(jié)約了大量養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。1.2預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的涵路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種復(fù)雜系統(tǒng)工程，其涵十分豐富，包括路面狀況評(píng)價(jià)、使用性能預(yù)測(cè)、養(yǎng)護(hù)路段劃分、養(yǎng)護(hù)措施選擇、養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)確定、養(yǎng)護(hù)效果評(píng)價(jià)等問題。從技術(shù)角度上來講，公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵主要是解決3W的問題，即什么樣的時(shí)機(jī)〔When〕、采取什么措施〔What〕、用在什么樣的道路上〔Where〕。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心思想是要求采用最正確本錢效益的養(yǎng)護(hù)措施，強(qiáng)調(diào)養(yǎng)護(hù)管理的方案性。為實(shí)現(xiàn)“在最正確時(shí)間對(duì)適宜的路段采取有效措施〞，必須對(duì)路面狀況科學(xué)評(píng)價(jià)的根底上，基于路面性能衰變規(guī)律、費(fèi)用-效益分析確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)路面狀況是明確養(yǎng)護(hù)需求，制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)策略的根底。對(duì)于瀝青路面，可綜合考慮PCI、RQI、SFC或BPN、SSI等指數(shù)進(jìn)展評(píng)定。對(duì)路面進(jìn)展全面評(píng)價(jià)形成單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，每個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)都應(yīng)該存在個(gè)閾值用于進(jìn)展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的決策。在評(píng)價(jià)指標(biāo)值到達(dá)閾值之前都可以采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,而一旦超過此值則不再適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)確實(shí)定通常是建立關(guān)鍵路用性能指標(biāo)的觸發(fā)值，通過路用性能預(yù)測(cè)或?qū)嵉貦z測(cè)獲取*路用性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)該路用性能指標(biāo)到達(dá)其觸發(fā)值，則認(rèn)為此時(shí)需采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。如美用PCI進(jìn)展控制，PCI在60~75時(shí)，要開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。而這種方法的根底是建立路面性能變化規(guī)律預(yù)測(cè)模型。目前國(guó)外常用的預(yù)測(cè)方法可分為確定型方法和概率型方法。在我國(guó)，確定型方法較為常用，即通過歷年來路面性能變化規(guī)律進(jìn)展外延來推測(cè)，通常為指數(shù)型。養(yǎng)護(hù)措施的選擇主要基于路面狀況、養(yǎng)護(hù)技術(shù)適用條件和效益費(fèi)用分析。其中效益費(fèi)用分析在多種養(yǎng)護(hù)措施同時(shí)適用時(shí)起到關(guān)鍵作用。可采用全壽命周期路面本錢進(jìn)展分析，即在路面全壽命周期的路面建立費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的總和進(jìn)展分析。也可簡(jiǎn)單地采用等效年度費(fèi)用〔單位本錢/預(yù)期壽命〕進(jìn)展分析。2國(guó)外預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施預(yù)養(yǎng)護(hù)措施是預(yù)養(yǎng)護(hù)方案實(shí)施的手段，在70年代，美國(guó)就開場(chǎng)使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。根據(jù)預(yù)養(yǎng)護(hù)的定義，預(yù)養(yǎng)護(hù)措施主要作用在路面構(gòu)造完好的路面上，用來改善路面的外表使用性能和耐久性。美國(guó)常用的預(yù)養(yǎng)護(hù)措施主要包括以下這些：〔1〕灌縫〔CrackSeal〕，采用密封材料填入路面的裂縫，防止水和雜物進(jìn)入路面部，加速路面的損壞。裂縫修補(bǔ)包括裂縫的清理、灌填空間的形成〔如切割〕和填縫料的灌入。這種措施在國(guó)外都得到了廣泛的應(yīng)用，在國(guó)被作為小修保養(yǎng)的圍，單其使用材料施工工藝需要進(jìn)一步的規(guī)化。圖2-1灌縫〔2〕霧封層(FogSeal)，采用機(jī)械設(shè)備將稀釋的慢凝乳化瀝青噴灑在路面上，密封細(xì)小的裂縫和孔隙，防止路面的松散和老化。圖2-2霧封層〔3〕碎石封層〔ChipSeal〕，是指在路面上直接灑布瀝青〔一般為乳化瀝青〕，緊跟著撒布一層集料，然后用輪胎壓路機(jī)進(jìn)展碾壓。碎石封層主要用來防水、修補(bǔ)細(xì)小的裂縫〔主要為與荷載無關(guān)的裂縫〕、改善抗滑性能，在美國(guó)大量使用在低交通量道路和城市道路。近年來美國(guó)對(duì)碎石封層在大交通量道路和高速公路上的應(yīng)用也展開了研究。碎石封層可以是單層應(yīng)用也可以是多層應(yīng)用。圖2-3碎石封層〔4〕砂封層〔Sand/FlushSeal〕，與碎石封層的構(gòu)造和工藝類似，區(qū)別在于砂封層在灑布乳化瀝青后覆蓋的是砂或則細(xì)集料。砂封層可以用來富養(yǎng)枯燥、氧化的瀝青路面外表，防止松散，阻止水的滲入，增加路面的抗滑性能。該措施在國(guó)的下封層中有廣泛應(yīng)用，單在面層的使用還缺乏經(jīng)歷?！?〕稀漿封層(SlurrySeal)，指在路面上攤鋪一層由級(jí)配良好的細(xì)集料、礦物填料和慢凝乳化瀝青組成的混合料。封層的厚度一般在3~12mm。稀漿封層可以有效地阻止松散和充填物的損失，改善路面的抗滑性能。適用于由于老化而引起的損壞，不適合于要引起剝落或則路面時(shí)開裂的情況?！?〕微表處(Microsurfacing)，微表處是稀漿封層的一種類型，一般使用聚合物改性的乳化結(jié)合料、高質(zhì)量的填料和一些添加劑。微表處可以有效地改善路面的抗滑性能，修復(fù)車轍〔<=40mm〕和輕微的外表不規(guī)則，防止路面的老化和松散。微表處的層厚一般在10~20mm。〔7〕復(fù)合封層〔CapeSeal〕，是指在碎石封層之上再施工一層稀漿封層。稀漿封層的采用可以減少碎石層的石料損失。復(fù)合封層可以提供密實(shí)防水的外表，并具有很好的抗滑性能和行駛質(zhì)量。〔8〕就地?zé)嵩偕?HotIn-PlaceRecycling)，就地?zé)嵩偕腥N形式：熱翻松〔Heater-scarification〕、重鋪處理〔Repavingprocess〕和重拌和處理(Remi*ingprocess)。翻松在美國(guó)的60年代和70年代早期使用較多，該措施先采用設(shè)備加熱路面，然后使用機(jī)械翻松路面，同時(shí)參加回收劑，最后整平壓實(shí)，處理的厚度不大于50mm。重鋪處理包括加熱路面，翻松或洗刨面層到一定深度〔一般為19~25mm〕，參加再生劑進(jìn)展混合，整平后攤鋪一層新的熱拌混合料磨耗層，然后壓實(shí)。重拌和處理包括加熱路面，翻松或洗刨路面，把舊料回收到拌和設(shè)備中，參加白料和再生劑重新拌和，然后再攤鋪到路面上形成單一、均勻的面層。就地?zé)嵩偕奶幚淼暮穸纫话銥?5~50mm。就地?zé)嵩偕陙碓趪?guó)開場(chǎng)在、等地得到了初步引用。〔9〕薄熱拌瀝青混凝土加鋪層〔ThinHot-Mi*ACOverlay〕，包括配、開級(jí)配和斷級(jí)配熱拌瀝青混合料加鋪。HMA加鋪層可以改善路面的行駛質(zhì)量、提供外表排水和抗滑、修復(fù)路面外表的不規(guī)則變形。厚度一般在20~50mm?！?0〕超薄抗滑層〔UltrathinFrictionCourse〕，指采用特殊的設(shè)備在相對(duì)較厚的聚合物改性乳化瀝青涂層上再攤鋪一層超薄的斷級(jí)配HMA，以提高路面的抗滑性能，厚度約在10~20mm?！?1〕刷入封層〔ScrubSeal〕，指在路面外表噴灑一層聚合物改性瀝青，然后用特殊的刷子把瀝青刷入路面的裂縫和空襲中，再均勻地撒一層砂或者細(xì)集料，再把集料和瀝青的混合物刷一遍，最后用輪胎壓路機(jī)進(jìn)展碾壓。刷入封層一般適合于在低交通量的道路使用，主要用來填縫和孔隙。國(guó)的在路面外表涂刷瀝青復(fù)原劑也可以認(rèn)為是刷入分層的一種。3省常用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施通過調(diào)研，目前省常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施主要是：〔1〕霧封層(FogSeal)；〔2〕碎石封層〔ChipSeal〕；〔3〕稀漿封層(SlurrySeal)；〔4〕微表處(Microsurfacing)；〔5〕薄層加鋪〔ThinHot-Mi*ACOverlay〕；〔6〕就地?zé)嵩偕睭otIn-PlaceRecycling〕；〔7〕再生劑噴涂類。3.1霧封層(FogSeal)霧封層是將乳化瀝青、改性乳化瀝青或?yàn)r青路面養(yǎng)護(hù)劑等流體狀的材料，經(jīng)噴灑機(jī)械噴灑在瀝青路面上，進(jìn)而到達(dá)封閉路面孔隙，穩(wěn)定松散集料，修復(fù)路面老化的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)目的。主要用來密封面層，防止或減少水份的滲入，阻止路況繼續(xù)惡化，改善老化變硬的瀝青性能。霧封層工作原理見圖2-4。乳化瀝青的噴灑乳化瀝青的噴灑圖2-4霧封層工作原理霧封層適合路面外表貧油、細(xì)顆粒脫落等病害情況，也適用于路面出現(xiàn)輕微的縱向、橫向或塊狀裂縫，防止雨水與紫外線對(duì)瀝青路面的損壞。霧封層的防護(hù)機(jī)理見圖2-5。霧封層的實(shí)施與應(yīng)用效果分別見圖2-6～3-8。圖2-5霧封層的防護(hù)機(jī)理圖3-6霧封層的實(shí)施圖2-7瀝青路面霧封層施工前后圖2-8霧封層施工前后瀝青路面外表狀況比照霧封層這種養(yǎng)護(hù)措施對(duì)構(gòu)造強(qiáng)度沒有奉獻(xiàn)，但是能降低通過疲勞裂縫而引起的水損壞，這種方法對(duì)于選擇適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)非常重要，如果養(yǎng)護(hù)時(shí)間偏后，病害開展嚴(yán)重，霧封層的使用效果就會(huì)大大降低。由于霧封層會(huì)使路面摩擦系數(shù)降低，因此這種養(yǎng)護(hù)技術(shù)不適合路面摩擦系數(shù)較低的路段。由于霧封層使用的乳化瀝青中的乳化劑類型為慢凝型乳化劑，所以需要時(shí)間使其凝固,一般是中斷2h的交通來使其進(jìn)展養(yǎng)生。3.2碎石封層〔ChipSeal〕碎石封層，是指在路面上直接灑布瀝青，緊跟著撒布一層集料，然后用輪胎壓路機(jī)進(jìn)展碾壓。碎石封層主要用來防水、修補(bǔ)細(xì)小的裂縫〔主要為與荷載無關(guān)的裂縫〕、改善抗滑性能，在美國(guó)大量使用在低交通量道路和城市道路。近年來美國(guó)對(duì)碎石封層在大交通量道路和高速公路上的應(yīng)用也展開了研究。按采用的照瀝青形式，可分為乳化瀝青、稀釋瀝青、改性瀝青等類型。按照應(yīng)用工程，可分為瀝青路面封層、橋面防水封層、與稀漿封層/微表處理結(jié)合施工形成的開普封層、瀝青路面防反射裂縫應(yīng)力吸收層SAMI等。按照施工順序來，可以分為異步與同步碎石封層。碎石封層按照鋪裝層數(shù)與材料，可分為單層、雙層、嵌擠式、開普與纖維封層等類型；〔1〕單層同步碎石封層單層同步碎石封層指在原有路面上僅噴灑一層粘結(jié)層及一層碎石層的碎石封層技術(shù)。單層碎石封層要求撒布的碎石到達(dá)接近100%覆蓋率，并使瀝青包裹石料粒徑70%。單層同步碎石封層是最為常用的形式，廣泛應(yīng)用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、橋面防水封層等工程。瀝青原瀝青路面碎石瀝青原瀝青路面碎石圖2-9單層同步碎石封層〔2〕雙層同步碎石封層雙層同步碎石封層指在原有路面上先后進(jìn)展兩次單層碎石封層的碎石封層技術(shù)。通常第二次封層采用較小粒徑的碎石，以形成嵌擠構(gòu)造。通常這種形式的封層施工是分階段完成的，即第一次封層施工后2~3周后進(jìn)展第二次封層。這種方式將使第一層的碎石處于穩(wěn)定自鎖的“瑪賽克〞鑲嵌狀態(tài)，為第二層封層提供一個(gè)結(jié)實(shí)的根底。雙層同步碎石封層適用于交通量大的瀝青路面養(yǎng)護(hù)，可延長(zhǎng)封層使用壽命，盡可能減少日常養(yǎng)護(hù)。第二層瀝青第二層第二層瀝青第二層較小碎石第一層較大碎石第一層瀝青原瀝青路面圖2-10雙層同步碎石封層〔3〕嵌擠式碎石封層這種形式的碎石封層是指在噴灑一層厚的瀝青后，在其上撒布一層大粒徑的碎石，這層碎石層要覆蓋瀝青層約90%左右。緊隨其后，撒布一層較小的碎石，用于鑲鎖大的碎石，形成穩(wěn)定的瑪賽克構(gòu)造。嵌擠式碎石封層所用的瀝青量要多于單層碎石封層所用的瀝青量，而又比雙層碎石封層所用的瀝青量少。嵌擠式碎石封層降低了大碎石剝離的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)由于良好的機(jī)械自鎖性，早期穩(wěn)定性好，適用于交通量大且車速快的路段。較小碎石較大碎石瀝青原瀝青路面較小碎石較大碎石瀝青原瀝青路面圖2-11嵌擠式碎石封層〔4〕開普〔Cape〕封層開普封層起源與南非，是在單層同步碎石封層上再進(jìn)展一層稀漿封層或微表處。開普封層兼具碎石封層抗滑耐磨和稀漿封層密水抗剝落等優(yōu)點(diǎn)，可顯著降低石料脫落的可能性并提高稀漿封層的抗剪切強(qiáng)度。但是其造價(jià)較高，施工工藝相對(duì)復(fù)雜，目前僅在南非和美國(guó)重交通道路、城市主干道路、高速公路等養(yǎng)護(hù)工程得到了應(yīng)用。原瀝青路面稀漿封層碎石瀝青原瀝青路面稀漿封層碎石瀝青圖2-12開普〔Cape〕封層〔5〕纖維碎石封層纖維封層技術(shù)是指纖維封層設(shè)備同時(shí)灑布瀝青粘結(jié)料和玻璃纖維，然后在上面灑布碎石經(jīng)碾壓后形成新的磨耗層或者應(yīng)力吸收中間層的一種新型道路建立施工和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。主要用于道路面層或粘結(jié)層的施工，由于破碎纖維細(xì)絲形成不規(guī)則網(wǎng)狀構(gòu)造與瀝青結(jié)合同時(shí)灑布在路面上，極大增加了瀝青粘結(jié)層的強(qiáng)度有效解決路面裂縫反射的問題，有效吸收應(yīng)力和分散應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生，起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。瀝青纖維碎石瀝青原瀝青路面瀝青纖維碎石瀝青原瀝青路面圖3-13纖維碎石封層纖維碎石封層技術(shù)在英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等國(guó)家均已得到普遍應(yīng)用。二十世紀(jì)90年代，美國(guó)A&M大學(xué)〔Te*asA&MUniversity〕進(jìn)展一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)15年之久、分布于四個(gè)不同國(guó)家的性能跟蹤試驗(yàn)。對(duì)4個(gè)不同國(guó)家的性能跟蹤測(cè)試一致說明，纖維封層能夠明顯改善瀝青路面的質(zhì)量：抗拉強(qiáng)度提高30%以上；抗疲勞性能增加30%以上；抗車轍性能增加300%以上，如圖2-14所示。圖2-14纖維封層性能觀測(cè)碎石封層按采用的照瀝青形式，可分為乳化瀝青、稀釋瀝青、改性瀝青等類型。圖2-15給出了美國(guó)與加拿大碎石封層采用的瀝青種類的比例?？梢?，在北美乳化瀝青是碎石封層主要采用的瀝青類型。值得注意的是在加拿大不采用普通瀝青作為同步碎石封層的粘結(jié)料。國(guó)主要采用乳化瀝青與改性乳化瀝青作為粘結(jié)料。▇美國(guó)□加拿大▇美國(guó)□加拿大改性乳化瀝青改性瀝青乳化瀝青普通瀝青圖2-15北美碎石封層采用的瀝青比例美國(guó)澳大利亞英國(guó)加拿大新西蘭美國(guó)澳大利亞英國(guó)加拿大新西蘭圖2-16國(guó)外碎石封層使用里程美國(guó)加拿大英國(guó)美國(guó)加拿大英國(guó)圖2-17碎石封層使用壽命碎石封層已經(jīng)在國(guó)外得到了廣泛應(yīng)用，圖2-16為國(guó)外碎石封層使用里程，使用壽命見圖2-17。碎石封層預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)目前在國(guó)主要應(yīng)用在普通公路上，其中已經(jīng)生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)同步碎石封層車，同時(shí)省公路局也引進(jìn)了纖維碎石封層車，在國(guó)省道公路已經(jīng)有所應(yīng)用。雖然許多方法可以提高這種養(yǎng)護(hù)技術(shù)的性能，但應(yīng)用在大交通量的高速公路，外表顆粒容易脫落，影響使用效果。碎石封層適用的病害類型有：1)路面橫向、縱向裂縫。2)輕微破損、瀝青老化。3)摩擦力降低。4)路表貧油、泛油。5)路面滲水。碎石封層不能增加路面承載能力，不適用路面出現(xiàn)的嚴(yán)重構(gòu)造性病害，如嚴(yán)重的疲勞裂縫、構(gòu)造性破損和嚴(yán)重的車轍。施工時(shí)路表必須清潔，石屑撒布機(jī)必須緊跟瀝青撒布機(jī)，壓路機(jī)緊跟石屑撒布機(jī)，施工后使公路恢復(fù)交通，大約需要2h。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的情況下，期望壽命為3-5年。3.3稀漿封層(SlurrySeal)稀漿封層技術(shù)是將級(jí)配良好的集料〔優(yōu)質(zhì)細(xì)集料和礦物填料〕和乳化瀝青組成的混合料均勻的撒布在整個(gè)路面上。這項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以有效的封閉路面表層裂縫,提高面層的防水性,并且可以提高外表層的抗滑能力。根據(jù)混合料最大工程粒徑的不同，稀漿封層混合料分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，攤鋪厚度為5～10mm。圖2-18稀漿封層工作原理稀漿封層適用的路面病害類型有：1)路面橫向裂縫,縱向裂縫,非構(gòu)造性的塊狀裂縫。2)路面輕微破損(要求攤鋪前清理脫落下來的材料)。3)瀝青路面外表的瀝青老化、貧油。4)路表摩擦系數(shù)降低。5)路表滲水。稀漿封層技術(shù)對(duì)路面構(gòu)造強(qiáng)度沒有奉獻(xiàn)，當(dāng)路面出現(xiàn)較大的疲勞裂縫或者嚴(yán)重車轍時(shí)，不能應(yīng)用此項(xiàng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)展養(yǎng)護(hù)。為了使乳化瀝青硬化，常常需要將公路封閉2小時(shí)。施工中應(yīng)注意路表必須保持干凈，石料要求選擇有棱角、耐用、并且級(jí)配良好的石料，并且拌和前必須清洗干凈。應(yīng)防止在炎熱的氣候條件下施工,根據(jù)乳化劑的類型要保持足夠的開放交通的時(shí)間。稀漿封層技術(shù)在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的情況下，期望壽命一般為3～5年。3.4微表處(Microsurfacing)微表處是一種特殊的稀漿封層技術(shù)，較傳統(tǒng)的稀漿封層技術(shù)，微表處混合料的粘結(jié)材料選用改性乳化瀝青。整個(gè)混合料由聚合物改性乳化瀝青、級(jí)配石料、礦物填料、水和添加劑組成。圖2-19微表處工作原理微表處技術(shù)能夠解決瀝青路面老化、貧油、非構(gòu)造性破損、裂縫、路表滲水、摩擦力下降等病害。另外,微表處除了進(jìn)展罩面具有以上優(yōu)點(diǎn)以外，還可以單獨(dú)進(jìn)展填補(bǔ)車轍，對(duì)車轍較深的路段還可以采取兩次填補(bǔ)的方法。微表處的施工可以適合于所有的氣候條件。但在溫暖的氣候條件下會(huì)有更好的使用效果。如果施工溫度較低，強(qiáng)度會(huì)上升的較慢。微表處對(duì)增加構(gòu)造承載能力一般認(rèn)為很有限。對(duì)路面出現(xiàn)的疲勞裂縫等構(gòu)造性破壞，施工前要求做預(yù)先處理，處理完畢后再進(jìn)展微表處罩面。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的情況下，期望壽命為4～6年。3.5薄層加鋪〔ThinHot-Mi*ACOverlay〕薄層加鋪可以定義為：采用細(xì)粒式、連續(xù)級(jí)配或開級(jí)配瀝青混合料，用普通攤鋪機(jī)與壓路機(jī)施工、厚度小于30mm并具有良好抗滑功能的瀝青罩面層。法國(guó)的薄層瀝青混凝土分為三類：薄層TAC〔30～50mm〕、很薄VTAC〔20～30mm〕、超薄UTAC〔10～20mm〕。南非將鋪筑厚度小于30mm的各種級(jí)配瀝青面層定義為薄層路面，包括傳統(tǒng)瀝青混合料〔連續(xù)級(jí)配、開級(jí)配等〕鋪筑的小于30mm瀝青面層、SMA混合料鋪筑的小于25mm的瀝青面層和瀝青砂鋪筑的小于30mm的瀝青面層。美國(guó)?HMAPavementMi*TypeSelectionGuide?中要求用于中等與重交通道路的SMA-10混合料鋪筑厚度為25～37.5mm，OGFC-10鋪筑厚度為19～25mm。可見，超薄磨耗層的鋪裝厚度沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般為20～30mm。為適應(yīng)薄層鋪裝，要求采用較小粒徑的瀝青混合料。對(duì)于超薄瀝青磨耗層，為防止攤鋪時(shí)大粒徑形成劃痕，保證到達(dá)壓實(shí)度要求，通常鋪裝厚度為瀝青混合料最大公稱粒徑的2～2.5倍。對(duì)于配瀝青混合料，可采用最大公稱粒徑為6mm、9.5mm或13mm。對(duì)于開級(jí)配和連續(xù)級(jí)配可采用9.5mm或13mm。但是，采用傳統(tǒng)級(jí)配如AC型或?yàn)r青砂鋪筑的超薄瀝青磨耗層，由于這種混合料的抗車轍能力有限，而且抗滑性能缺乏，僅適用于低交通量的道路養(yǎng)護(hù)。目前國(guó)際上多采用連續(xù)級(jí)配或開級(jí)配瀝青混合料，常用的混合料類型如SMA-10，OGFC-10等。美國(guó)國(guó)家瀝青研究中心〔NCAT〕已開展采用最大公稱粒徑為4.75mm的SMA瀝青混合料鋪筑超薄瀝青磨耗層。另外為增加超薄瀝青磨耗層的耐久性，采用聚合物改性瀝青也是一個(gè)開展趨勢(shì)。美國(guó)2000年版HMA路面瀝青混合料類型選擇指南提出不同最大公稱粒徑混合料推薦的鋪裝厚度，見表3-1?？梢姡佒?.5mm厚度的磨耗層，一般要求選擇最大公稱粒徑小于9.5mm。表3-1不同級(jí)配瀝青混合料推薦鋪裝厚度混合料類型配配SMASMAOGFCOGFC最大公稱粒徑4.759.59.512.59.512.5推薦鋪裝厚度12.5～1925～37.525～37.537.5～5019～2525～37.5隨著超薄瀝青磨耗層的開展，為保證路面的抗滑性能及其良好的耐久性，并提高抗車轍性能，瀝青混合料逐步由配向開級(jí)配與連續(xù)級(jí)配開展。目前應(yīng)用較多的有兩種類型：一種是骨架密實(shí)構(gòu)造，以SMA為代表；另一種為骨架孔隙構(gòu)造，以O(shè)GFC為代表。前者具有耐久性好、強(qiáng)度高、密實(shí)不透水等優(yōu)點(diǎn)，適用性較為廣泛，是國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛的級(jí)配類型；后者具有排水性好、雨天抗滑性能優(yōu)良，并具有降噪性能，在國(guó)外興旺國(guó)家應(yīng)用較多。目前國(guó)際上普遍采用的級(jí)配以SMA和OGFC為代表。OGFC是一種開級(jí)配瀝青混合料，由表3-2可見，對(duì)于最大公稱粒徑為9.5mm的SMA混合料，其2.36mm以上集料含量超過80％，但是礦粉含量只有5％左右。與SMA相比其粗集料含量更多，但礦粉與瀝青用量相對(duì)較少，因此OGFC形成一種骨架孔隙構(gòu)造。表3-2一些國(guó)家OGFC級(jí)配圍篩孔〔mm〕12.59.54.752.360.075美國(guó)AASHTO10095～10030～505～152～5德國(guó)10090～10025～5010～202～6英國(guó)10090～10030～4017～233～5中國(guó)10090~10050~7010~222~6SMA是一種連續(xù)級(jí)配的瀝青混合料，它是由瀝青馬蹄脂填充碎石骨架組成的骨架嵌擠型密實(shí)構(gòu)造混合料。由表3-3可見，對(duì)于最大公稱粒徑為9.5mm的SMA混合料，其2.36mm以上集料占70％以上，同時(shí)礦粉含量超過10％。SMA中粗集料含量較高，粗集料之間形成嵌擠構(gòu)造，因此具有良好的抗車轍能力并具有較高的抗滑性能。同時(shí)，SMA中礦粉和瀝青含量較高，形成較為豐富的馬蹄脂填來填充粗集料骨架之間的孔隙，因此SMA的空隙率較低而稱為密實(shí)構(gòu)造。骨架密實(shí)構(gòu)造的形成賦予了SMA良好的抗車轍能力、耐久性和抗滑性能。表3-3一些國(guó)家SMA級(jí)配圍篩孔〔mm〕12.59.54.752.360.075美國(guó)AASHTO10090～10026～6020～288～10德國(guó)10090～10030～4020～279～13中國(guó)10090~10028~6020~328~13表3-4幾種超薄瀝青混合料級(jí)配中粗集料含量與性能比擬級(jí)配AC-10LAC-10HSMA-10OGFC-10SAC-104.75mm以上含量〔％〕2.5297180652.36mm以上含量〔％〕4346778573構(gòu)造深度〔mm〕0.2~0.30.3~0.40.6~1.01.0～1.50.6~0.8抗滑性能差差良優(yōu)良抗水害能力良良優(yōu)差良抗車轍能力差差優(yōu)優(yōu)良幾種超薄瀝青混合料級(jí)配粗集料含量比擬見表3-4。OGFC-10級(jí)配中4.75mm以上粗集料含量高達(dá)80％，是一種典型的開級(jí)配混合料。由于細(xì)集料含量少、瀝青用量低，形成較大空隙率，一般可到達(dá)18～20％。因此可形成豐富的外表紋理，其構(gòu)造深度可到達(dá)1.5mm以上。而SMA-10級(jí)配中4.75mm以上粗集料含量在70％左右，礦粉含量高達(dá)10～12％，這樣0.075～4.75mm之間的集料僅為15％左右，形成一種連續(xù)級(jí)配。SMA路面構(gòu)造深度一般在1.0mm左右。SAC級(jí)配介于OGFC與SMA之間，構(gòu)造深度一般為0.8mm左右。而對(duì)于傳統(tǒng)的連續(xù)配混合料，其4.75mm以上粗集料含量缺乏30％，盡管混合料的密實(shí)性能良好，但是其構(gòu)造深度缺乏，一般在0.2～0.4mm。美國(guó)國(guó)家瀝青研究中心〔NACT〕、Maryland州、Georgia州等開展了關(guān)于最大公稱粒徑4.75mm的瀝青混合料研究[9～11]。最大公稱粒徑4.75mm瀝青混合料級(jí)配見表3-5。表3-5最大公稱粒徑4.75mm瀝青混合料級(jí)配篩孔〔mm〕12.59.54.752.360.075NCAT10010090~10028~6512~15Maryland州10010080~10036~762~12Georgia州10090~10075~9560~654~12Superpave10095～100－30～546～12圖2-20SMA-5構(gòu)造組成采用4.75mm最大公稱粒徑混合料作為超薄瀝青混合料的優(yōu)點(diǎn)如下：由于粒徑進(jìn)一步減小，可降低攤鋪厚度到1.5～2.0cm，因而可降低工程造價(jià)；通過適當(dāng)?shù)募?jí)配調(diào)整和選擇粘度較高的瀝青，亦可滿足抗滑、抗車轍性能的要求，而且由于外表致密粗糙，抗松散能力較強(qiáng)，并具有較好的降低噪效果。薄層加鋪在應(yīng)用較為廣泛，杭金衢高速與318國(guó)道采用SMA-10對(duì)瀝青路面進(jìn)展養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)。薄層加鋪適用圍薄層加鋪技術(shù)施工效率較高、施工速度快、在短時(shí)間即可開放交通。這種方法適用的路面病害類型有：1)橫向、縱向和塊狀裂縫(裂縫深度較淺)。2)路面較嚴(yán)重的破損(攤鋪前必須清理脫落下來的材料)。3)路面摩擦力降低。4)路面貧油、泛油。5)路面滲水。薄層加鋪對(duì)路面構(gòu)造能稍微增加承載能力，并能延緩疲勞裂縫。但對(duì)于路面出現(xiàn)嚴(yán)重的構(gòu)造性病害，如嚴(yán)重的疲勞裂縫和嚴(yán)重的車轍，在施工前必須做好預(yù)先處理。這種技術(shù)在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的情況下，期望壽命為5～8年，目前已經(jīng)在杭金衢高速與一些國(guó)省道得到了較為廣泛應(yīng)用。3.6就地?zé)嵩偕?HotIn-PlaceRecycling)就地?zé)嵩偕睭IR〕也可稱為現(xiàn)場(chǎng)熱再生，主要用于矯正或處理路表病害而不移除原路面材料。到目前為止，國(guó)外應(yīng)用較普遍的HIR技術(shù)有三類，即熱翻松〔Heater-scarification〕、重鋪處理〔Repavingprocess〕和重拌和處理(Remi*ingprocess)。熱翻松是早期使用的HIR技術(shù)。其施工過程主要有對(duì)原路面的加熱、利用疏松齒對(duì)原路面的翻松處理、參加再生劑后拌和、整平及碾壓成型。其疏松深度一般在19mm～25mm，最大可到達(dá)50mm。此過程中不需參加新的集料，但是一般會(huì)在其后攤鋪一層新的磨耗層。其根本過程可見圖2-21。圖2-21加熱疏松處治過程重鋪處理，首先對(duì)現(xiàn)有路面進(jìn)展加熱，疏松或銑刨19mm～25mm后與再生劑拌和，然后將再生材料作為整平層攤鋪于路面，再用新的瀝青混合料攤鋪一層磨耗層。再生利用的舊料及新的磨耗層材料可利用特殊設(shè)備一次完成，也可利用加熱疏松設(shè)備和傳統(tǒng)鋪路設(shè)備分兩次完成。其根本過程可見圖2-22。圖2-22路面重鋪處治過程重新混合是將原路面材料加熱疏松后與一定量新的瀝青混合料〔可根據(jù)需要加或不加再生劑〕在車載拌和器中拌和成新的瀝青混合料并攤鋪成單一、均質(zhì)路面層的過程。此過程改變了混合料的級(jí)配、調(diào)整了膠結(jié)料的品質(zhì)，因此使原路面的性能得到了改善。其成型過程可見圖2-23。碾壓攤鋪拌和加新料松翻路面加熱路面碾壓攤鋪拌和加新料松翻路面加熱路面圖2-23重新混合處治過程HIR可處治大局部的路面病害，包括車轍、波浪擁包、松散、泛油、外表抗滑性能缺乏、輕微溫度裂縫及輕微疲勞裂縫等，但是路面構(gòu)造性必須完好。省引進(jìn)了“時(shí)代再生列車〞用于瀝青路面就地?zé)嵩偕?，已?jīng)在杭金衢高速公路與局部國(guó)省道推廣應(yīng)用了，應(yīng)用效果良好。加熱疏松處治路面的使用壽命一般在3～5年，路面重鋪的使用壽命一般在8～10年，重新混合處治使用壽命一般在8～12年。3.7再生劑噴涂類瀝青再生劑是一種能夠在一定程度上恢復(fù)瀝青性能的產(chǎn)品。國(guó)外常用的瀝青再生劑主要有：TL2000、RejuvaSealTm、PDC、RD-105等。瀝青再生劑或復(fù)原劑能滲入路面，將老化瀝青激活，不改變或降低路面的摩擦系數(shù);密封路面的細(xì)小裂縫，防止水、汽油和化學(xué)劑等雜質(zhì)滲入路面，使路面呈均勻的黝黑色，改善瀝青路面的外觀。〔1〕TL2000路面強(qiáng)化劑TL2000路面強(qiáng)化劑是一種黑色液體單一成分微瀝青聚合物，由白云石粉末，苯乙烯，優(yōu)質(zhì)瀝青，添加劑組成，可以抵抗硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸、磷酸以及堿性物質(zhì)及礦物質(zhì)溶液的腐蝕。，這種強(qiáng)化劑噴灑于瀝青混凝土面層的表層上，形成薄膜層，約15～90min(取決于環(huán)境溫度)固化，即可開放交通。這種薄膜層不僅可以防止水滲透到瀝青面層，即使在屢次結(jié)冰解凍后仍有防水作用，而且還可以使瀝青面層免受太陽紫外線和紅外線的輻射。由于該聚合物蒸汽滲入瀝青硅大約30mm深處，會(huì)形成使己老化的瀝青復(fù)原的共聚物，進(jìn)而可延長(zhǎng)路面的使用壽命。除此而外，這種強(qiáng)化劑還具有很好的抗滑性能，并使橡膠輪胎與路面的附著力提高20%～30%，縮短剎車距離，促進(jìn)交通平安。TL2000路面強(qiáng)化劑具有價(jià)格低廉，使用簡(jiǎn)便，無需特殊設(shè)備，不要預(yù)熱，不要稀釋，清潔材料易得(如煤油、柴油)等優(yōu)點(diǎn)。TL2000路面強(qiáng)化劑主要是通過其中的活性氣體成分與瀝青作用形成共聚瀝青聚合物來到達(dá)與路面的粘合。這種聚合物具有必要的塑性和彈性性能，可有效地防止瀝青老化或改善己老化瀝青的使用性能。因此，舊路面的己破損程度及瀝青老化程度都極影響了TL2000的使用效果。一般來講，TL2000路面強(qiáng)化劑適宜處理那些性能既遭受破壞，但又可以復(fù)原的瀝青路面，應(yīng)用TL2000的時(shí)機(jī)最好是在瀝青路面建成后，尚未出現(xiàn)大面積水損害、明顯的裂縫之前?！?〕瀝再生RejuvaSealTM瀝再生RejuvaSealTM具有輕微揮發(fā)性氣味，為黑色油狀液體，是一種用于瀝青路面的三合一維護(hù)劑，其主要成分為35%～50%的煤焦油、32%～42%的石油蒸餾液和15%～40%的三合一煤焦油再生劑(人造樹脂石油乳劑、經(jīng)提煉的煤焦油和主要由煤焦、煤焦油、石油溶劑合成的滲透劑。瀝再生RejuvaSealTM是一種極其高效的具有滲透性的瀝青再生密封劑，其特點(diǎn)主要有：①具有抵抗汽油、防水、防化學(xué)品侵蝕和抵抗其它損害性雜質(zhì)影響的特性；②具有不改變?yōu)r青外表構(gòu)造就能起到密封和再生作用的特性；③能滲透到瀝青表層，變成瀝青層整體的一局部，與之共同收縮和膨脹，不像普通外表密封劑那樣易于剝落、開裂和脫層，因而具有較強(qiáng)的溫度適應(yīng)性，十分耐久。它不僅是一種高效密封劑，而且是一種充滿活性、能滲透瀝青表層，并將瀝青激活的結(jié)合劑，可