沥青路面预防性养护技术探讨

张正红郝华玺

摘要：我国大部分城市及高等级公司采用沥青路面，但对于沥青路面出现的病害，则主要采取抢救性养护措施，在病害出现而不得不进行维修时才进行处治，使病害发展越来越严重，处理费用越来越高。而预防性养护是在病害有微兆时即采取措施，防患于未然，使路面在长时间内都能保持较好的性能。本文从道路病害情况进行早期病害产生原因和机理入手，对常用预防性养护措施的适用性及技术要求、最佳预防性养护时机进行了探讨。

关键词：预防性养护，沥青路面早期损坏，沥青罩面层，最佳时机

随着我国国民经济的飞速发展，公路建设作为我国经济建设的重点项目，得到了长足的发展，与此同时，我国的城市道路建设也大幅发展。由于沥青路面具有足够的力学强度和较好的弹性、塑性变形能力，有较好的减震性，行车平稳舒适、噪声低，且不扬尘等特点，大部分高等级路面都采用了沥青路面。但我们也应看到，在沥青路面高速发展的同时，我国近几年来大量修筑的道路沥青路面，由于各种原因而出现早期损坏，虽然设计寿命一般为12～15年，但某些路面甚至第一年修建，第二年便出现破损。道路沥青路面早期损坏成为我们面对的一大难题。

所谓预防性养护是指一条质量合格的道路在使用寿命前75%的时间内性能下降40%，这一阶段称为预防性养护阶段，如不能及时养护，在随后的12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%，从而造成养护成本大幅度的增加，这一阶段称为抢救性养护阶段。

1、 道路沥青路面常见病害的原因及机理分析

1.1 道路常见病害形成原因

沥青路面产生各种病害的原因多种多样，但基本可归结为以下几个方面：

（1）交通荷载

车辆荷载的作用是影响路面使用寿命的关键因素之一，它一般以车辆总重、各轴型的轴重、各轮组的轮重来表征。

然而，在我国以及其他一些发展中国家，超载现象十分普遍。

（2）环境

在环境作用诸多因素中，温度和湿度对路面性能的影响最为严重，路面体系的温度和湿度状况随周围温度和湿度的变化而变化，从而使路面材料的力学性质和结构强度发生变化。温度和湿度对路基路面材料物理状态的改变，使路面结构即便在没有受到行车荷载的叠加作用下，损坏也极为迅速。

（3）排水不良

在我国道路沥青路面中，水损坏已经成为沥青路面主要病害之一。沥青路面的水损坏是指沥青路面在有水存在的条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用，一方面水分对沥青起乳化作用，导致沥青混合料强度下降，同时水分逐步侵入到沥青与集料界面上，由于动水压力冲击作用，沥青膜逐渐从集料表面剥离，导致集料之间的粘结力丧失而发生路面损坏。

（4）材料缺陷

沥青、砂石料、填料质量的参差不齐直接导致了路面质量的不稳定性。在一定温度和加载速率下，沥青粘度越大，混合料的粘滞阻力也越大，抗剪切变形能力越强，沥青混合料抗车辙性能越好。近几年来我国道路发展迅速，但与之配套的砂石材料市场却比较混乱，没有统一标准，缺乏有关部门的引导和监督，大多是由当地群众自发组织的小料厂，产量低、规格少、质量差。

（5）施工不足

目前，沥青路面的施工是通过机械化施工得以实现的，而机械化施工过程是个连续的过程，一个工序出现问题，就会影响到整个过程，造成极大的质量隐患。

沥青混凝土路面的施工过程包括：沥青混凝土混合料的制备、基层的检查、基层的处理、混合料的运输和摊铺、压实等。

在混合料运输过程中，应注意运输过程的保温，即保证沥青混合料的温度不低于规范要求，并在运输过程中避免急刹车，以减少混合料离析。摊铺时，要首先根据需要调整摊铺机的工作参数。对于相邻的摊铺带的接缝要进行处理，接缝处理的好坏直接影响路面面层的平整度。摊铺过程的实时检查是良好摊铺效果的保证。

压实是沥青路面施工中最重要的一道工序。目前，道路沥青面层一般要求压实度≮98 %,以减少压密形变,提高抗车辙能力。施工压实度不足，路面在行车荷载作用下产生进一步压密变形，很容易导致沥青路面早期车辙等各种病害。

2、 常用预防性养护措施的适用性及技术要求

2.1稀浆封层技术

稀浆封层下封层能将乳化沥青、集料经机械均匀拌合、计量准确、摊铺厚度均匀一致，具有良好的防水、粘结和开放临时交通时保护基层的作用，对不同程度的早期损坏都有有效的作用。为使稀浆封层在夏季高温时不发软，对沥青的软化点要求≥55℃。矿料采用坚硬、干燥、表面干净、无风化且无杂质的石料破碎加工而成，矿料中不得含有超过封层厚度的超粒径颗粒。级配选择应适中，偏粗可能会导致空隙率大、防水效果较差，偏细可能会导致强度不足而发软。

2.2 微表处技术

微表处作为表面功能层，与原路面连接牢固，无脱皮、松散现象，有良好的抗滑功能，能够有效封闭路表水的下渗。由于微表处是一种快开放交通型的稀浆混合料，可在施工后1～2个小时开放交通，因此，与普通稀浆封层和热拌混合料罩面相比，它可以减少施工对交通的影响。微表处是一种预防性养护方法，主要起防止或延缓路面病害出现的作用，但无法防止因路面结构强度不足引起的病害，对路面没有补强作用。

微表处的使用效果和使用寿命在很大程度上取决于原路面状况，原路面上的网裂、宽度较大的裂缝、唧浆等病害必须事先处理。

2.3 同步碎石封层技术

同步碎石封层由于石料本身的级配，使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能，减少了路面的反射裂缝，同时对原路的裂缝有一定的修复作用。同步碎石封层表面粗糙，空隙较大，提高了路面的抗滑性能。降低路面的维修、养护成本，提高了公路路面的使用功能及服务水平。由于石料不规则的凸出棱角，使光线产生散光反射，减少了路面的镜面反射，降低了路面的反光特性，有效地保证了行车的安全性。

3、 最佳预防性养护时机的研究

沥青路面最佳预防性养护时机的确定，与预防性养护的作用息息相关。预防性养护是在病害出现前或轻微时采取的措施，对路面结构性能几乎没有任何改进作用，因此，预防性养护措施要在路面结构良好时实施。预防性养护措施可以封住路面，减少水分进入路面结构内部，减缓路面的破坏率；纠正路面诸如平整度(一定范围内)和非荷载性破坏引起的强度问题；延缓原路面沥青的老化；恢复路表功能；从而达到推迟路面的破坏及大修和重建时间、延长路面寿命。因此,进行沥青路面预防性养护时机的研究应当从以下几个方面考虑:

（1）路面结构强度(弯沉):确保路面结构性能良好是进行路面预防性养护的前提；

（2) 路面沥青的老化情况：保证原路面沥青未产生过度老化，避免进行预防性养护后，原路面由于沥青老化而引起的开裂等问题；

（3）路面在行车条件下的渗水情况及其对面层、基层的破坏作用，排除基层在实施预防性养护措施后病害隐患；

（4）路面行车安全:路表抗滑和车辙情况，以便确定采取何种养护措施；

（5）路面的平整度和其他表面破坏情况，以便实施预防性养护工程前进行必要的修补。

预防性养护采用科学的方法与检测手段对路况进行科学的预测与评价, 对公路路况按优劣进行排序, 为制定科学的养护计划提出了依据。在资金分配上首先处理那些有病害出现先兆的路段, 使道路的各种病害在出现前或轻微时即通过养护手段进行处理, 使公路路况始终保持良好的状态, 使有限的资金得到合理利用。另外预防性养护的依据是路况的信息及现代化的检测和评价手段, 从而准确地掌握了公路病害的发展规律。对公路采取了科学的养护手段，使各种病害处于萌芽状态。能够充分发挥专业技术人员的能动性和现代科学技术的优势，为公路养护事业服务。采取预防性养护, 公路路况始终保持在较高的水平, 为社会提供了高质量的服务，预防性养护已经成为道路养护的主要发展方向。

参考文献

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。