浅谈沥青混凝土路面的预防性养护

　　摘要：主要从沥青混凝土路面预防性养护的理论基础、技术措施、养护时机的确定等几个方面进行探讨，论证了预防性养护的经济价值及社会价值。
　　关键词：沥青混凝土路面，基础，技术，时机
　　
　　沥青混凝土路面在使用几年后，路面受交通、气候、日照等因素的影响,开始氧化并出现轻微车辙疲劳裂缝、骨料剥落等路面病害。这些病害经过一个雨季后加速发展和扩大,逐步进入下层,造成整个沥青面层、甚至基层结构的损害。
　　预防性养护就是经过检测，在道路病害出现前有针对性地对路面预先养护处理，防止病害的进一步扩展，以减缓路面使用性能的恶化速率，延长路面使用寿命。预防性养护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。目前常用的预防性养护技术包括表面封层、裂缝填封和薄层罩面等。
　　1预防性养护的理论基础
　　公路的路况和使用寿命有一定的规律，掌握它有助于我们准确地对公路进行养护，充分发挥公共的社会效益。
　　沥青路面常年、直接地经受物理、化学、机械的作用,使用性能迅速发生变化，主要表现在沥青物理与化学性能的明显下降。康达路曲线是在新铺筑的沥青混凝土路面上，按指定的位置,每年在规定的时间内钻取试样，从试样中抽提沥青试样,在环境温度为15℃的条件下做沥青的延伸度测定,依其每年测定的结果，绘制出来的。
　　
　　康达路曲线(沥青路面性能变化图)
　　图中，曲线1为沥青的变化情况，它随着使用年限的增加,延伸度逐年降低，在不进行预防性养护的情况下，随使用时间的变化,沥青延伸度值由30cm降至10cm,路面则相继出现细精料散失、骨料松散、路面开始出现裂纹、裂缝进一步扩大直至路面破坏。环境温度15℃下沥青的延伸度为10cm时，被认为是沥青的临界性质。低于这个界限,路面的服务状况将开始急剧下降,路面的裂缝和坑槽增多、增大，因此在沥青路面达临界值之前，对沥青路面上进行一次改性稀浆封层的养护(曲线2)，一般可以延长使用寿命4~6年，以后可以再做第二次改性稀浆封层(曲线3)，路面的使用寿命将会更加延长。公路的效益主要体现在路面的服务质量上，通过对不同等级道路进行跟踪调查发现，一条质量合格的道路，不做任何养护，在使用寿命75%的时间内性能下降40%，此阶段如不及时进行养护，路面状况开始急剧下降，在随后12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%。我们假定在性能下降40%时进行预防性养护费用为10元，如果等路面质量下降到80%才进行养护，那么这时通过大修所得到与进行预防性养护相同的路况时所需的费用就为40～50元或更多。可见及时做好预防性养护,不仅可以长时间的保持良好的路面状况，同时使养护资金得到合理利用，充分发挥了高速公路的社会效益和经济效益。
　　2沥青路面预防性养护技术措施
　　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3种类型。
　　(1)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。目前常用的表面封层技术有：雾层封层、还原剂封层、石屑封层、稀浆封层(微表封层)等。
　　(2)裂缝填封：是一种用高粘度高粘弹性的裂缝密封胶对裂缝进行填封的养护方法,根据裂缝的大小，养护方法也不同。一般对宽2mm以下的裂缝不做处理，2～6mm可在表面上作贴封式的封面处理，6～12.7mm需进行扩缝处理，再注入密封胶。对于宽度大于12.7mm的裂缝要进行修复性养护。缺点是作业复杂，施工时间长。
　　(3)薄层罩面：是在原有路面上加铺一层厚度不超过2.5cm的热沥青混合料，薄层罩面可以有效地防止品质正在下降的路面继续恶化，改善其平整度、恢复它的抗滑阻力，校正路面的轮廓，对路面有一定的补强作用，但养护费用较高。
　　由于我国公路发展较晚，预防性养护技术多采用国外的先进的养护技术。目前应用较多的是稀浆封层和微表封层。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物，它在拌和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。微表封层技术是在稀浆封层基础上发展起来的，它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、水和添加剂组成稀浆混合料。稀浆封层和微表封层之所以得到广泛应用，是由其自身特点决定的：抗滑性能好、快速凝固成型、早期开放交通、省去了喷洒和碾压工序,一台机械即可连续作业，施工过程简单，生产效率很高，成本较低。
　　3预防性养护时机的确定
　　对于预防性养护来说,关键是要把握时机，适时地做出重大养护举措。例如，高速公路病害主要是水害，在预防性养护中，抓住排水和防护两大要素至关重要。排水系统要绝对保证排水功能的正常发挥，拦水带、急流槽、边沟、截水沟一定要完整无损。若发现破坏要尽快修复，绝不允许雨水渗漏。挡墙的泄水孔一定要能顺畅泄水。在雨季之前，对排水系统一定要做全面检查和维护。据统计，发现路面有坑槽，雨季里40天不进行修补，坑槽的面积将扩大5倍，旱季扩大1～3倍。多雨的南方地区(持续4～5个月)，坑槽面积扩大8～10倍，严重影响车辆与路面的寿命。
　　不同气候区域、不同的路基路面结构和材料、不同的交通状况、不同的施工经验以及不同的路面养护历史对路面的性能都有着重要的影响。因此，路面预防性养护时机研究应该在一个多标准的、基于路面性能的基础上进行。预防性养护时机的选取应基于路面的功能性能(路面结构性能良好的情况下)，在路面功能性能加速恶化前进行预防性养护。因此，基于预防性养护的路面功能性能衰变应是预防性养护时机研究的一个关键突破口。
　　在目前的实际应用中，路面预防性养护时机的选取方法主要有：行驶质量指数和破坏指数法、基于时间或路况的方法、费用效益评估法、排序法、生命周期费用评估法和决策树/决策矩阵等。其中，行驶质量指数和破坏指数法、基于时间或路况的方法主要是针对公路表面的破坏情况，而行驶质量指数和破坏指数法多用于刚性路面。费用效益评估法、排序法、生命周期费用评估法都是从经济角度出发的方法，都受到主观因素的影响。决策矩阵和决策树主要是用于预防性养护措施的选取。[!--empirenews.page--]
　　在路面大、中修和重建时，常常用到生命周期评估法，生命周期费用分析是在一定的时期内，通过分析某一路段的初建费用和以后的折扣费用来评价其经济价值的过程。我们将分析期内(生命周期n年)不同时间所做的预防性养护支出的费用，按某一预定的折现系数转换为现在的费用(现值)之和与其他方案或不做预防性养护方案所需费用折换成的现值相比较，得出最佳方案。
　　基于时间或路况的方法则要求必须弄清路面功能失效的时间，养护应在路面功能还处于一定水平时进行。因此，每个路段大致都有一个需要进行预防性养护的时间。表1给出了路面在不同的使用时间段适合进行的预防性养护措施，可供参考。当然进行各种预防性养护的实际时间随交通水平和环境有所不同，可据此确定所辖路段进行预防性养护的大致时间。
　　表1不同预防性养护措施应用的时间
　　措施 雾状封层 裂缝填封 石屑封层 稀浆封层 薄面封层
　　应用的时间(年) 1~3 2~4 5~7 5~7 5~10
　　4我国公路预防性养护的现状
　　我国公路养护的方针为“预防为主，防治结合”，这充分反映了对预防性养护的重视。但大多数地区仍采用被动养护方式，主要原因在于运营期缺乏对路况调查、数量收集、处理及道路病害预测，无法正确及时做出养护决策和养护规划，即使有养护计划，但针对性、预防性、效益性如何，很难有个量化结果。所以养护处于被动，一般是出了问题就去解决。要做好预防性养护，变被动养护为主动养护必须做好以下几个方面的工作:
　　(1)建立全面的技术系统：路况评价预警系统、道路桥梁结构(无破损)检测系统、养护决策系统及成套养护技术与设备。
　　(2)从机制上改革，尽快建立培育养护市场，将公路养护引入市场竞争机制。
　　(3)依靠科技，采用先进的技术、工艺、材料，提高养护质量。
　　预防性养护是科学养路的具体体现，对高等级公路实行预防性养护，努力提高养护管理水平，对全面提高高等级公路的使用质量和服务水平、减少养护成本和费用、延长高等级公路的使用年限，有着极其深远的现实意义。我们要对预防性养护工作进一步深入研究，开展路况调查、建立路产档案、开展日常养护工程量测算以及养护统计资料的收集，切实做好预防性养护工作，让公路更好的为我们服务，创造更多的价值。

《浅谈沥青混凝土路面的预防性养护》

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