关键词：沥青路面；裂缝；预防性养护；技术

一、前言

随着我国高速公路建设的迅猛发展,高速公路养护特别是沥青路面预防性养护工作正逐渐受到各级高速公路管理部门的高度重视。沥青路面的损坏总体可分为两大类,一类为结构性损坏,包括路面结构整体或其中一部分的损坏,使路面不能支承预定的荷载;另一类为功能性损坏,它可能不伴随结构性损坏而发生,但由于平整度和抗滑性能的下降,使其不再具有预定的功能,从而影响了行车质量。

预防性养护是对道路及其附属设施在病害未出现或明显扩大前进行的一种有前瞻性、主动性、计划性和针对性的节约全寿命周期费用和提高全寿命周期效益的超前处治措施，其核心是成本效益的最大化，这一措施若能得到制度化、规范化的落实，将拉大路面大修周期，大大延长公路使用寿命，具有极大的社会效益、经济效益和环保效益。狭隘的预防性养护通常是指路面的预防性养护，广义的预防性养护还包括路基、边坡、桥涵、隧道、机电设备、绿化、防护工程等方面。有研究表明，在最佳时机对沥青路面早期病害实施预防性养护，其与被动性、矫正性养护相比，前后两者的投资比例是1：5。所以，管养单位要定期对路面结构强度、抗滑性能、平整度和路面破损状况等进行检测，以便科学制订预防性养护计划和养护措施。 

二、高速公路沥青混凝土路面早期性能评价内容及性能分级

（一）、高速公路建设路面早期性能评价内容

研究表明：在我国的沥青混凝土路面的早期破损现象中，裂缝和车辙破坏占总破坏的80%~90%。裂缝和车辙的出现，严重影响了路面使用性能，导致路况不佳，乘车者感觉不舒适。观测资料表明，部分高速公路在通车2~3年后就出现了较为严重的车辙和裂缝，这虽然是多方面原因造成的，但不可否认，忽视将车辙和裂缝作为早期性能重要评价内容是导致预防性养护效果不显著的主要原因。

因此，将裂缝和车辙从路面破损中单列出来，作为早期性能评价内容，有利于更好地采取预防性养护措施，使其更有针对性。

随着行车荷载和外界环境对路面的作用影响，路面结构强度会有所衰减。但是在沥青混凝土路面的使用早期，路面结构强度一般变化不大，基本处于良好的状态。换言之，通常不能通过预防性养护来解决路面强度不足的问题。所以预防性养护是以路面结构强度良好为前提的，不需再将路面强度作为高速公路沥青混凝土路面早期性能评价内容。

另一方面，将裂缝和车辙从路面破损中单列出来后，剩余破损包括坑槽、松散、泛油、唧浆等，由于包括的破坏类型较多，而且这些破损一般都是局部出现的，应根据具体的破坏类型，采取相应的处置措施。所以本文中不考虑剩余破损。

在借鉴我国现有评价指标的基础上，参考国内外现有的规范和经验，考虑到高速公路沥青混凝土路面早期性能容易出现的问题，从预防性养护要求出发，将裂缝、车辙、平整度、抗滑性能作为高速公路沥青混凝土路面早期性能的评价内容。

（二）、高速公路沥青混凝土路面早期性能分级

为了使预防性养护更有针对性，同时便于道路管理部门正确地选择预防性养护对策，对高速公路沥青混凝土路面早期性能评价内容进行了分级评价。

1、裂缝的分级

裂缝按路面分布状况可分为横向裂缝、纵向裂缝和网裂。裂缝的宽度和密度决定着对路面的危害程度。对于单条裂缝，预防性养护阶段最关心的是裂缝宽度，但对于整个路面，裂缝密度则是很重要的。

1.1裂缝宽度的分级

    对于预防性养护来说，裂缝的宽度指的是裂缝表面宽度。现行的《公路沥青路面养护技术规范》和《高速公路养护质量检评方法》（试行）中，都把裂缝宽度5mm作为裂缝程度轻重的分界。因此，文中把裂缝宽度≤5mm作为预防性养护的研究对象；当裂缝宽度＞5mm时，应按日常养护维修相关规范进行处理。

    根据裂缝处渗水试验结果分析可知，渗水系数随裂缝宽度的增大而增大，裂缝宽度在1mm以下时，基本不渗水；裂缝宽度在3mm以下时，渗水系数变化速率缓慢，裂缝宽度＞3mm后，渗水系数变化速率增大。

因此把裂缝宽度分为三个等级：

（1）裂缝宽度＜1mm，称为一级裂缝：

（2）裂缝宽度在1~3mm，称为二级裂缝；

（3）裂缝宽度在3~5mm，称为三级裂缝。

1.2裂缝率的分级

文中提出的裂缝率是针对网裂的，适用于预防性养护评价。

我国在现行规范还没有裂缝率与路面状况等级划分的评价标准。故文中引用日本道路养护技术规范中的PSI模型。路面现时服务能力指数主要考虑了常见破损类型中的路面平整度、裂缝率和车辙深度。

当PSI=4时，可推算得到CR=0.285%，而更具我国高速公路的实际情况，裂缝病害比较严重，所以将CR值修正为1%；当PSI=2.5时，亦可推算得到CR=3.145%。文中规定当CR＞3.145%时，不属于预防性养护的范围，应按照日常养护规范处理。因此，将预防性养护阶段的CR分为以下两个等级：

（1）CR＜1%,称为一级裂缝率；

（2）CR在1%~3.145%，称为二级裂缝率。

2、车辙的分类

根据国外经验，针对我国高速公路沥青混凝土路面结构特点，对深度为0~25mm的车辙进行分级。

《公路工程技术标准》规定：高速公路的路拱横坡为1.5%。在各大高速公路大量的车辙测试结果表明，我国车辙宽度一般为800~1500mm。如果车辙宽度取值为1200m，可近似假设车辙形状为三角形，通过几何关系，可以计算得到使车辙内不致积水的车辙深度为9mm。参考国外标准，从安全度考虑，车辙深度应该＜10mm。从行车舒适性角度考虑，车辙深度如＞15mm，行车就晃动不稳定。当车辙深度＞25mm时，应采取日常养护措施。

根据以上分析将预防性养护阶段的RD分为三个等级：

（1）RD＜10mm，称为一级车辙：

（2）RD为10~15mm,称为二级车辙：

（3）RD为15~25mm，称为三级车辙。

3、平整度的分类

     路面平整度分级将道路使用者的舒适性作为分级的重要依据。在《路面平整度特性研究》这篇文章中给出了国际平整度指数IRI与路面功率谱密度的简化关系式：

   《高速公路养护质量检评方法》（试行）中规定：在IRI＞6.6时，路面处于需要养护维修的状态。

根据以上分析，把预防性养护阶段路面平整度分为以下三级：

（1）IRI为0~3.42，称为一级不平整；

（2）IRI为3.42~5.42，称为二级不平整；

（3）IRI为5.42~6.6，称为三级不平整。

4、抗滑性的分级

路面的一个重要功能就是保证使用者的安全，而路面抗滑性能是影响行车安全的主要路面因素。

综合分析认为：当横向力系数SFC＜45时，雨天事故有急遽上升的趋势。随路面抗滑能力的增加，雨天事故率逐渐减小。路面抗滑力水平应维持在一个合理的范围内，追求过高的抗滑能力是不必要的，也是不经济的。所以将SFC值控制在50左右是经济合理的。当SFC＜45时，应按照日常养护规范处理。

因此，把预防性养护阶段的横向力系数SFC分为以下两个等级：

（1）SFC＞50，抗滑性能处于一级状态；

（2）SFC为45~50，抗滑性能处于二级状态。

三、沥青路面预防性养护内容和特点

（一）沥青路面预防性养护内容

1、养护的分类

沥青混凝土路面由于具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，成为我国公路选用的主要路面结构形式。然而，沥青路面在经受繁重的轴载负荷和密集交通量反复作用的同时，还要经受气候、环境的影响，路面使用品质呈逐年下降趋势，因此保持优良的路面使用品质，延缓病害发展，延长路面使用寿命，降低养护成本是公路沥青路面养护管理的主要任务。路面养护可以分为两种：预防性养护和纠正性养护。所谓纠正性养护，就是我们传统意义上的修补路面的局部损害或对某些特定病害进行的养护作业，适用于路面已经发生局部的结构性破损，但还没有波及全局的情况，显然这是一种事后、被动的养护方式，治标不治本，各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏，最终导致昂贵的修复（大修）工程。预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用—效益的养护策略，预防性养护在没有提高路面结构承载能力的情况下，延迟路面的损坏，维持或改善路面现有通车条件，通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。预防性养护在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使沥青混凝土路面由于具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，成为我国公路选用的主要路面结构形式。用寿命和节约寿命周期费用方面具有重要意义。 

2、养护的时机

沥青路面在其寿命周期内可分为三期：a. 建成投入使用开始，沥青逐渐被氧化、损耗；b.沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象；c.路面出现较大面积裂缝，并贯通形成龟裂，最终出现结构问题。

    路面预防性养护是对高速公路路面采取的一种高标准的养护方式，要求在路面尚处于良好状态时，即路面处于第一阶段时开始采取保护性养护措施，把病害消灭在萌芽状态，使路面始终处于良好的服务状态。

研究沥青路面预防性养护实例：

山西省交通科学研究院于2001年承担山西省交通厅科技项目“高等级公路长  期使用性能的研究”，作为该项目的一项重要分题，我们对预防性养护技术进行了大量调查研究。预防性养护是为了防止路面早期损坏和延迟路面损坏的进程而采取的措施，其目的是延缓路面的损坏，增加路面的使用寿命。为了防止路面轻微病害的进一步扩展，以减缓路面使用性能进一步恶化与延长路面使用寿命为目的的养护作业，通常用于没有发生损坏，或只有轻微病害与病害迹象的路面。截至2006年底山西省高速公路通车里程达到了1752 km，其中，其中沥青路面约占总量的90%，所以沥青路面使用质量直接影响到我省交通的畅通和经济的发展。鉴于此，对我省大运高速公路进行了全面调查，以求研讨预防性养护有效时机。

2．1 主要调查内容

　　本次针对预防性养护对策的调查工作主要进行了路面颜色、渗水系数、构造深度、路面轻微病害等几个内容:

　　（1）沥青路面颜色的变化（深浅）

　　调查沥青路面颜色的变化，分析路面颜色的深浅变化的原因（如沥青用量、矿料类型、行车磨耗、老化、沥青膜剥落、集料脱落等）。

　　（2）目测道路表面状况

　　沿路观察路况并结合询问管理人员，记录沥青剥离、集料脱落、表面微裂缝等轻微病害。

　　（3）构造深度检测

　　按照施工时路面标段划分，每标段选取典型路段在主车道轮迹带检测路表的构造深度。

　　（4）渗水系数检测

　　在构造深度相同位置进行渗水试验，以评价路面的密水性能，同时与构造深度进行相关分析。

　2.2调查结果

　　通过路况调查及现场检测数据分析，得到以下调查结论：

　　a）路面表面颜色主要受碎石颜色影响，不能据此作为是否进行预防性养护的依据。

　　b）沥青膜剥离、集料的脱落（松散）阶段是预防性养护的有效时机。

　　c）现有渗水试验不能作为路面是否进行预防性养护评价的依据，目前沥青路面渗水仪根本不能反映行车尤其是高速行车条件下的路面渗水情况，以及由此而产生的动水压力对路面的破坏情况，所以使用目前的渗水仪不能判别路面的抗渗性能，应使用从新选定适合条件的渗水实验装置。

　　d）构造深度可与目测结合制定预防性养护时机及措施。

　2.3  AC类沥青路面路预防性养护时机确定

　　从目前来看，国内外对预防性养护时机，还没有十分有效的单一方法来界定，通过本次调查，结合国内外研究成果提出以下方法。

（1）运营时间确定预防性养护时机法

　　国外学者Hicks等人认为每个路段大致都有一个需要进行预防性养护的时间。虽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。但管理部门可据此确定所辖路段进行预防性养护的大致时间。本次检测路段通车时间在4-5年，大部分路段还处于良好状况，为减少病害的出现及恶化，应及早实施预防性养护措施，结合国外对预防性养护措施实施的时间，提出时机及对策如表1。

（2）目测调查结合构造深度检测确定预防性养护时机

　　通过对比大运高速公路调查，发现技术人员的目测判断对预防性养护时机的确定作用较大，表2为目测对路表特性分级依据。

　　调查过程中发现，构造深度与集料的脱落存在一定的相关性，考虑各路段级配变异及混合料的离析，分析时用路段平均值来进行评定。通过数据分析发现，构造深度大小与集料脱落程度有对应性，即同一段段落构造深度越大，对应的集料脱落越严重。集料脱落轻微路段平均值在0.6 mm左右；根据以往检测对AC类沥青路面，竣工时构造深度一般在0.4-0.60 mm之间，特大、特小值分析应该为沥青混合料离析所致，结合路段调查结果，发现构造深度0.7 mm左右为集料脱落程度的临界值。而当测点构造深度在0.8 mm以上，对应集料脱落严重，已经处于不利状况。综合考虑确定当构造深度处于0.7-0.8 mm时，为实施第一次预防性养护的临界时机。

　　调查中发现，当集料脱落继续加重，构造深度达到0.8 mm甚至更大时，路表将出现大量的微裂缝，并且微裂缝有连通、加剧的趋势，这时一些粗集料也开始脱落，使得集料之间的束缚减弱，部分集料已经凌空，在一次或几次大吨位轮胎作用下可能很快就脱落，进而形成坑洞及坑槽，也加大了雨水进入引起水损坏的机会。所以，综合考虑实施微表处和薄层罩面的临界构造深度为0.8-1.0mm和>1.0mm。

此外提出一个新指标，即轮迹带构造深度与两轮迹带中间构造深度比，简称构造深度比TDR。调查显示，行车道轮迹带受车轮的长期碾压、磨损,表面集料脱落明显较行车道中间带大， 调查中TDR数据表明构造深度比均大于1。部分路况较好段，构造深度比在1.2以下，故以此为临界值，由于本次调查路段使用年限均不太长，未检测到构造深度超大值，故根据路况的可能发展趋势，将不同预防性对策的临界值暂定为1.2-1.3、1.3-1.5、>1.5。由于受路段数量、检测点数及通车年限的影响，本文推荐构造深度比仅作为参考指标，待进一步深入研究后，再作为主要指标。另外建议各路段建立相应的数据库资料，对比分析，建立本段的构造深度比的临界值，使该指标能够更准确的评价路面性能。

　　综合以上分析结果，提出表3所列确定预防性养护时机及措施的方法。

　　注1：构造深度指行车道轮迹带检测值的平均值。

　　注2：构造深度比为行车道轮迹构造深度与行车道中间带构造深度比，在判定时机时仅作为参考因素。

　　注3：本表仅针对AC级配沥青混凝土路面。

该方法必须由有经验的养护技术人员通过目测调查及路况发展比较，结合构造深度的检测确定，实施时应以目测情况为主结合构造深度，进行相应的预防性养护措施。目测及构造深度检测时应以1 km为一个评定单元，目测采取徒步进行，并将路表情况拍照、记录；同时在该单元随机抽取20个断面检测构造深度及计算构造深度比，以平均值代表该路段。

（3）专家论证确定预防性养护时机及措施

　　无论采取上述那种方法，都建议进行专家论证。预防性养护是在路面还处于良好状况下,路面外观根本没有表现出多少破坏或路面仅仅有某些破坏的前期征兆时而采取的措施，受多种不确定因素影响。所以养护单位在初步制定预防性养护措施后，应邀请3-5位养护方面的专家，对所处治路段进行评价并对拟用措施进行论证，在此基础上最终确定实施方案。

2.3结论

　　预防性养护措施的选取过程很复杂。在选择预防性养护措施时要考虑路面类型，路面结构特性,路面破坏类型、范围和严重程度、当地经验、费用效益等。同时，具体项目预防性养护措施和时机的选取通常还需进行现场评估，最终才, 能确定。报告中提出的预防性养护的时机及相应措施，是在本次调查的基础上提出的，可能有一定的局限性，所以还应扩大研究范围，在此基础上继续深入研究，力求使预防性养护的时机更接近实际情况。

3、养护周期规律

预防性养护标准高，而路面使用性能随时间变化逐渐下降，因此必须周期性实施养护措施，即定期开展路况调查，采集路况数据，进行分析与评价，当路面使用性能降到预定标准时，及时实施养护策略，恢复路面服务功能，如此循环往复。一般高速公路要求每年进行一次路况检测，实施预防性养护可增加检测频率，特别是对常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价，根据分析、评价结果实施养护措施。因此，预防性养护具有明显的周期性，相对于另外两种路面养护类型，其周期短，即养护频率高。研究表明：沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护，可取得良好的经济效果，同时保持路面较好的服务功能。

（二）、沥青路面预防性养护的特点 

预防性养护概念是美国20世纪90年代初提出的，这种概念有别于传统的道路养护理念，AASHTO对预防性养护定义为：在公路寿命期内，为了保证路况良好、延长公路寿命并将寿命周期内养护成本降到最低，而应用一系列的预防性养护措施的系统过程。而在这一系统过程中，要在不增设建成公路系统及其附属设施的条件下，达到延缓路况退化、保持或改进系统的功能性状况的目的。预防性养护理念的核心在于防患于未然，基础在于经济性最优，也可以说，预防性养护就是指在道路使用状况衰减的初期，在最适当的时机，应用最适当的预防性养护措施，以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。

美国SHRP计划的一个重要成果就是指出了预防性养护在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期费用方面的重要意义，根据SHRP计划估算，在整个路面寿命周期内3～4次的预防性养护可以延长路面使用寿命10～15年，节约养护费用45%～50%。与其他工程设施不同，沥青路面一般在开放交通不久，就会出现程度和范围不等的损坏。如果这些轻微的损坏在初始时能够得到及时的预防性养护，那么损坏的扩展趋势和速度就会受到控制，路面的结构和服务性能就可以得到维持；相反，初始的损坏得不到及时的预防性养护和维修，就可能加剧水、温度、紫外线等自然因素对路面的不利影响，极大地缩短路面的服务寿命。因此，制定科学合理的预防性养护方案对处理沥青路面的初始破坏，延长路面使用寿命有重要的意义。 

四、沥青路面预防性养护主要措施

（一）稀浆封层

稀浆封层具有比罩面节省工程资金，裂缝严重路段效果较好，有效防止雨水渗入损坏路基，且减少环境污染、施工简便、降低劳动强度、节约设备能源、改善施工条件等优点。但也有对季节性要求较强，必须保证铺筑时的温度，在比较暖和且温差较小的地方服务性能最好，且未成型的路面禁止车辆通过，初期稳定性较差，封闭公路使车辆造成堵塞等缺点。稀浆封层适用于以下路况的中低交通流量公路沥青路面：路面产生轻度纵、横向裂缝或较大面积的龟裂，PCI指标低于沥青路面预防性养护评价标准的良级路况，路面磨耗或松散，老化路面，缺乏摩擦系数的路面，渗水的路面，但路面强度尚好，未达到罩面的间隔周期时，可通过稀浆封层技术进行处理。稀浆封层不适用于以下路况的路面：路面出现明显的疲劳裂缝或严重的温度裂缝，路面温差较大，气候炎热或过于寒冷的情况下。

   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结合牢固、具有抗磨表面结构的均匀养护层。目前在世界上稀浆封层技术已被广泛应用,它不仅能延长道路寿命,同时也比较经济。普通稀浆封层技术与改性乳化沥青技术都是利用由级配集料、乳化沥青、填料和水所组成的混合料进行施工的,不同的是后者所采用的材料是经过严格检测筛选出来的,其中还包括高分子聚合物和其他添加剂,因而相比之下改性乳化沥青稀浆封层技术具有更多的优点。 

　　在国外,随着聚合物改性沥青的普遍应用,聚合物改性乳化沥青也在迅速地发展。改性乳化沥青稀浆封层具有以下优点:(1)具有更高的抗磨耗性能,并可以完成对原路面的车辙修复;(2)比热沥青薄层罩面具有更好的封层效果,更好地防止路表水的下渗,从而更好地保护路面结构;(3)在路基路面稳定的前提下,优质的改性乳化沥青稀浆封层使用寿命可达5年以上;(4)开放交通快,可在施工后1-2个小时开放交通,减少施工对交通的影响。 

工程中稀浆封层的施工：

1、稀浆封层施工

        ①人员配备及分工：稀浆封层施工质量的好坏，有赖于一支高素质的施工队伍，取决于他们的知识、经验和技巧。施工队的人员基本组成，应包括队长一名、操作手一名、驾驶员四名(稀浆封层、装载机、油罐车和水罐车驾驶员各一名)、工人若干。

        ②交通管制与控制：刚摊铺的稀浆封层，必须有一段养护成型期。在养护成型期内，应严禁车辆和行人进入。

        ③施工应具备的条件：施工前的准备工作，包括材料、机械设备、原路面补强与清扫、交通管制等都已按要求完成。施工队伍人员配备整齐，对道路上的各种附属设施都已采取保护措施。

        ④稀浆封层施工程序：原路面检测-修补原路面病害-封闭管制交通-清扫路面-放样放线-摊铺-修补修边-早期养护-开放交通。

 2、正式施工

   1.1放样画线

        根据路幅全宽，调整摊铺箱宽度，使施工车程次数为整数。

  1.2装料

        将符合要求的矿料、乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺机的相应料箱，一般应全部装满，并应保证矿料的湿度均匀一致。

   1.3摊铺

        ○1将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，并调整摊铺箱厚度与拱度，使摊铺箱周边与原路面贴紧；

        ○2操作手再次确认各料门的高度或开度；

         ○3开动发动机，接合拌和缸离合器，使搅拌轴正常运转，并开启摊铺箱螺旋分料器；

         ○4打开各料门控制开关，使矿料、填料、水几乎同时进入拌和缸，并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；

        ○5调节稀浆在分向器上的流向，使稀浆能均匀地流向摊铺箱左右；

         ○6调节水量，使稀浆稠度适中；

         ○7当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，操作手就可以通知驾驶员启动底盘，并缓慢前进，一般前进速度为1.5～3.OkM／h，混合料摊铺后，应立即进行人工找平，找平的重点是：起点，终点，纵向接缝，过厚，过薄或不平处，尤其对超大粒径矿料产生的纵向刮痕，应尽快清除并填平；

         ○8当摊铺机上任何一种材料用完时，应立即关闭所有材料输送的控制开关，让搅拌缸中的混合料搅拌均匀，并送入摊铺箱摊铺完后，即通知驾驶员停止前进；

        ○9将摊铺箱提起，然后把摊铺机连同摊铺箱开至路外，清洁搅拌缸和摊铺箱；

        ○10查对材料剩余量。

 3一些特殊问题的处理

 3.1预湿水

        天气过于干燥气温又很高时，对原路面进行预洒水，有利于稀浆与原路面的牢固粘结，量的控制以路面无积水为宜，洒水后可立即摊铺。

  3.2接缝

        横向接缝过多过密总是会影响外观和平整的，因此应尽可能减少横缝的数量，提高接缝的施工水平。首先是在起点处，当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时，就可以低速缓慢前移，这样可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象，并对起点进行人工找平。一般情况下，摊铺终点的外观影响不大，因为下一车将在该终点处，倒回一段距离。从上一车终点倒回3～5m的距离开始下一车的摊铺，是一个可采纳的办法；驾驶员应该使机械的运行线形，与上一车相吻合。当该路段进行最后一车施工时，其终点的处理应该采取人工整平，并做出一条直线。

 3.3加水量的控制

        某一种石料和乳化沥青，当外加水量为某一范围时，可以成为稳定的稀浆。机械作业时的外加水量，可以采取允许范围的中值。成功的稀浆封层应建立在稀浆中沥青分布均匀的基础上，因此必须以合适的水量加到稀浆混合料中，因为加水量的多少关系到施工的和易性、与原路面的粘接强度、封层表面的泛油及混合料的沥青分布等，对施工质量影响极大。

 4成型养护

        乳化沥青的任何一种施工方法，施工后都有一个破乳成型过程，稀浆封层也不例外。养护的时间，视稀浆混合料中水的驱除及粘结力的大小而变化，通常认为，当粘结力达到12N•m时，稀浆混合料已初凝，当粘结力达到2.ON•m时，稀浆混合料已凝固到可以开放交通的状态。刚摊铺的稀浆封层，在养护成型期内，应严禁车辆和行人进入，否则将带来不良的外观。如交叉口等确需立即开放交通，必须进行撒砂保护。

 5施工质量控制

        第一，施工前必须提供材料的试验报告，在确认符合要求后，方可使用。

        第二，施工前必须提供混合料试验报告，在确认材料没有发生变化和符合要求后，方可施工。

        第三，施工中应对稀浆混合料性能进行抽样检测。

        第四，稀浆封层施工外观质量应符合下列要求：

        ①表面平整，密实，无松散，无轮迹；②纵、横缝衔接平顺，外观色泽均匀一致；③与其它构造物衔接平顺，无污染；④摊铺范围以外无流出的稀浆混合料；⑤表面粗糙，无光滑现象。

 6、小结

        稀浆封层由于厚度薄，主要起防水、防滑、耐磨和改善路表外观的作用，在路面结构体系中，只能作为表面保护层和磨耗层，而不起承重性的结构作用。但只要我们正确选择合格的原材料，配备性能优良的稀浆封层摊铺机，拥有技术熟练、训练有素的工人以及实行严格的质量检查制度，就能成功的施工乳化沥青稀浆封层。实践证明，乳化沥青稀浆封层具有养护成本低，养护效果好等优点，其作为沥青公路的预防性养护技术将越来越受到重视。

（二）同步沥青碎石封层

我国的高速公路一般只做上面层，而不做磨耗层和上封层 ，这是经济上的一种浪费，近年来各种石屑封层、微表处、超薄磨耗层层出不穷。在我国沥青路面预防性养护中也开始大量使用上封层技术，主要有 ：裂缝填封 、雾层封层、石屑封层、冷薄层罩面（包括稀浆封层 、微表封层和覆盖封层）、热薄层罩面（包括开级配 、密级配和间断级配）。同步沥青碎石封层作为沥青路面的上封层技术可大大节省工程造价。同时 ，同步沥青碎石封层技术，从 20世纪 80 年代开始在法国被 大规模采用，20世纪90年代传播到整个欧洲各国及美国，还在俄罗斯、印度、非洲、澳洲等数十个国家和地区中得到推广。据统计，在欧洲有95％以上的公路均采用这项技术进行养护。目前同步沥青碎石封层技术在我国许多高速公路都采用作为预防性养护方法，在我省京珠高速也修筑了部分试验段，其技术要求如下。 

1、 集料要求 

　　必须有足够的硬度抵抗交通磨损，在相对重载车较多，车流量较大的情况下，骨料的硬度尤其重要；级配一般采用近于单一级配，几乎不含粉料；形状上尽量采用立方体的骨料，避免针片结构，以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入深度。 

2、 沥青 

　　可采用符合规范要求的普通石油沥青、改性沥青、橡胶沥青、乳化沥青、改性乳化沥青等，且符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求。 

3、材料用量 

　　石料撒布量 ，应用同步沥青碎石封层进行路面养护时，石料抵抗车轮磨耗，石料之间应该是肩并肩紧密构成一个平面，达到石料覆盖率 100％，其撒布量可参照表3. 

4、沥青用量 

　　应采用合适的沥青用量，如果洒布量过多，导致行车碾压过程中，沥青粘结料从石料空隙中溢出，从而导致路面泛油，摩擦系数降低；如果过少，不能将骨料固定住 ，会出现跑子等现象。 

5、施工工艺及控制 

　　同步沥青碎石封层养护工艺为：原有路面的处理一施工材料的准备一现场施工一胶轮压路机碾压一开放交通一路面清扫一剩余骨料回收。 

6、小结

改性沥青同步碎石封层不但具有良好的防水效果，提高防水层的高温抗剪强度，改善了防水层的低温抗裂性与延缓反射裂缝的能力，对保护基层免受冲刷破坏和沥青面层早期损坏具有非常现实的重要意义。改性沥青同步碎石封层将高温改性沥青与洁净干燥的均匀石料几乎同时喷洒在路面上，保证了沥青与石料在最短 的时间内完成结合，保证了沥青与石料有足够的结合强度。同时，同步碎石封层技术简单、迅速，提高工作效率；可以节省材料、设备成 本，降低工程造价，性价比高，由于同步碎石封层设备的高精确度，使劳动强度大大降低。因此，采用同步碎石封层技术和改性沥青相结合，能大大提高沥青路面的施工质量和防水密水、抗裂性能，有十分重要的推广意义。 

　　目前湖南省应用的主要是同步碎石下封层技术 ， 同步碎石封层技术用于上封层以及沥青路面预防性养护也十分广泛，能迅速地提高沥青路面的使用品质，而且比铣刨加铺等处理更经济，是一种良好的养护方法，值得进一步的研究和实践。 

　　同时由于同步碎石封层技术在我国应用不久 ，许多施工工艺还没有完全掌握，施工经验缺乏，在同步碎石封层设备的研究远落后于国外，还有许多理论上和应用上的问题没有掌握，只有通过更深入的 研究、积累经验、不断改进，才能使同步碎石封层得到更广泛的应用。

（三）、雾封层

沥青路面的很多病害都是由于水渗透的原因造成的，有效的预防路面进水是非常必要的，而路面雾封层技术是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。                          雾封层就是在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性的高分子改良乳化沥青，以形成一层严密的防水层将路面封闭，起到隔水防渗、保护路面的功能，最大限度地减少路面的水破坏，增大路面集料间的粘结力，延长路面使用寿命。

    工程实例：

1、工程概况   

新台高速公路是粤西片内的重要一段，路面为双向四车道，2001年1月建成通车，局部路段沥青路面表面出现了松散现象，沥青有老化发脆现象，路面出现大量的裂缝及坑槽等水损害病害。为改善路面表面状况，减缓沥青路面水损害病害的发生，该路段业主于2008年下半年对部分路段采取雾封层预防性养护措施，经调查暂定施工面积139218m2，并在开工实施前进行了试验段施工，确定了主要的施工技术参数。

2、施工机械

　　雾封层施工用洒布车是美通公司采用国外先进技术开发的新型智能化沥青洒布车，由电脑控制洒布全过程，沥青喷洒量精度为0.01kg/m2。

3、施工材料

   新台高速公路雾封层选取渗透型雾封涂料，该涂料是由水乳性沥青加入特殊助剂和还原再生剂组成，水乳性体系使用方便，安全环保。

3.1乳液的选用。

原样材料包含50%的水，但是还需要进一步稀释才能使用，使用前需要先搅拌涂料以防止涂料中各种成分离析，并检测其中各种指标。

3.2稀释用水。

水的配伍性检验可取少量乳化俩样品在烧杯中做配伍性混合试验（1升左右）。稀释材料搅拌2～3分钟，然后通过150μm湿润筛子，筛上剩余量超过1%的话，水为配伍性不合格，这会导致堵塞设备的现象发生。

3.3添加剂。

不配伍的水可以加入0.5%～1%乳化剂（乳化沥青生产单位应该提供配伍性溶液的配置建议），皂液水需要倒入水罐经过水泵循环10～15分钟后再加入原样乳化沥青中。稀释涂料在雾封层施工前存放不超过24小时。这主要是为了防止稀释乳化沥青破乳。稀释时一般是把水加入涂料中，而不能采用相反的工序。

3.4洒布量。

正式施工前，选择有代表性的BK21+000～BK20+000路段作为试验段，选择3个洒布量进行洒布，测量洒布机参数，行走速度，开放交通时间。实干以后进行摩擦系数、渗水系数、构造深度等检测，最终确定材料的用量。

通过试验，确定新台高速公路雾封层最佳洒布量为0.6kg/㎡进行洒布。

4、施工工艺

4.1施工工艺流程

　　（1）封闭交通：按JTGH30-2004《公路养护安全作业规程》进行道路封闭，先由交通安全管理人员将交通封闭。为保证施工人员、设备以及行车的安全，所有工作都应地封闭交通后进行，在施工过程中，必须保证有一名安全员指挥交通。

　　（2）原路面处理：雾封层施工前必须用清扫器或压力吹风机清除路面尘土、杂物，若不能达到“除净”要求，则用水冲洗，在路面干净干燥后施工。水洗路面一般经过24小时后施工；当路面有大块油污时，应将其清除，以保证雾封层材料与原路面的粘结；如路面存在裂缝、剥落、坑槽或松散等病害，则先完成裂缝封缝坑槽修补等处理。

　　（3）设备调整及标线覆盖：雾封层会污染标线及道钉，因此，在雾封层施工前必须封盖好标线和道钉，施工完毕后开放交通前清除这些护盖。

　　（4）洒布机调整：根据施工的顺序，将装满材料的洒布机开到施工起点，并调整好洒布机的洒同布宽度和洒布量。

　　（5）洒布：1）标定洒布量。乳化沥青洒布量换算。工程核算时一般采用材料重量单位，而施工设备计量采用体积指标，所以标定设备时应该根据温度条件选择有代表性的材料密度值，然后依据试验段的重量洒布量换算成体积指标进行洒布设备标定。2）将装好料的洒布车开至施工起点，对准走向控制线，清理喷嘴，调整喷杆高度，喷嘴开度，喷洒压力。3）施工时可在起点处铺垫一块油毡，当洒布机前进后，将油毛毡拿走，这样可以保证一个非常平整的起点和良好的外观。4）开动车辆，开始喷洒。5）局部人工补洒：对于标线附近处不利于机器洒布的地方适宜使用人工喷涂。6）养生：雾封层洒布后应该进行养生，养生时间一般为2～4小时。7）现场各项指标检验：雾封材料基本实干后，要进行渗水系数，摩擦系数检验，构造深度指标检测。8）开放交通：雾封材料实干后，须进行渗水系数、摩擦系数检验，只有当摩擦系数达到养护规范中的良好等级要求时，才能开放交通，否则需采取撒细砂进行处理后方能开放交通。

4.2质量控制要点。

（1）接缝施工：横向接缝处理不好将影响外观或导致局部多油，因此，要尽可能减少横缝的数量，减少停机时间。当洒布机所携带的材料已经用完时，下一车的摊铺应从上一车的终点倒回2～4m的距离，铺好油毛毡再开始洒布，洒布后，拿走油毛毡。

（2）人工洒布：有些路段不适于机械摊铺，须通过人工洒布来完成，或抹灰滚筒来完成。涂层以两涂为好，基面清理后施工第一遍涂料，以保证涂料能充分渗入沥青表面的毛细孔，封闭毛细孔，形成防水层。施工第二遍涂料，要待第一涂料实干后，才能进行，确保没有遗漏点和面。施工必须均匀，不能有涂料堆积现象，也不能漏涂。

（3）特殊天气的施工：温度，湿度，风力都会影响封层材料的破乳，影响养生时间，施工过程中应该做好温度，湿度，风力，养生时间的记录，气温低于10℃，地表温度低于15℃不要施工。雨天不能施工，下雨后，要等到路面干燥后才能施工，施工中遇雨应该立即停止施工，被雨冲掉的涂料，应该重新洒布，洒布量应该重新测定。

5、施工质量检验

5.1质量检验标准。

雾封层施工质量验收标准可参照我国沥青路面验收规范进行。对未规定的内容参照我国《公路工程质量验收评定标准》（JTJF80/1-2004）执行，检测结果应满足质量要求：

5.2摩擦系数在雾封层前后的变化。

路面摩擦系数在雾封层施工完后有明显下降，但在通车一段时间后（7天后）摩擦系数有所恢复，约30天的路面在行车作用,使雾封层表面油膜逐渐流失接近雾封层施工前原路面的摩擦系数指标逐渐提高。

5.3渗水系数在雾封层前后的变化。

路面渗水系数在雾封层施工后明显减小，从雾封前的40～80ml/min降低到雾封后的20ml/min以内。检测数据说明，雾封层施工后路面抗渗水性明显提高，基本达到预防性养护效果。

6、小结

根据新台高速公路沥青路面雾封层实施后的路况效果及检测表明，雾封层可以起到路表层防水的作用，可缓解路表水损病害，延长路面的使用寿命，减少由于空气和水渗透引起的表层沥青老化问题，减少了维修次数；又因单价低，施工快，养护效果好，具有明显的社会经济效益；雾封层技术是适用范围较广的预防性养护方式。

（四）灌缝和封缝

灌缝是一种预防性的养护措施，旨在防止水进一步侵蚀道路。使用冷热灌缝材料能够阻止渗水、基底结冰和结构破坏；更重要的是，灌缝能够延长沥青路面的使用寿命，而且施工费用较低，仅为挖补路面费用的1／6。 

灌缝指的是将密封材料灌入到裂缝里，这种裂缝通常指温缩裂缝或宽度较大的裂缝（宽度一般大于5mm）。这种裂缝在冷季路面温缩时宽度较大，而在暖季因材料膨胀裂缝宽度较小，加之暖季多雨，所以填缝的最佳时机应在气温较低的干燥季节（温度在7℃～18℃），如安排在春季和秋季。封缝指的是沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青或密封材料，这种裂缝一般比较微小（宽度一般小于3mm），这种裂缝在高温季节大部分可以愈合。灌缝、封缝应用的最佳时机应在路面很少或者没有出现结构性裂缝之前进行，路面裂缝范围较小、程度较轻时应用才经济有效。如果路面出现大量疲劳裂缝，灌缝、封缝就不再是一种经济有效的预防性养护措施了。

工程实例： 

保津高速于2003年12月对灌缝进行招标，工程于2003年12月17日开工，至2004年1月17日完工。但是2004年2月20日至21日，小雨过后，发现有脱落现象。首先做了五项实验，并就实验结果进行分析。试验内容如下：

　　1、温度对比试验。试验目的：分析路表温度高低对密封胶与路面粘结力的影响。试验过程：在灌缝过程中，对路表温度高于4℃与低于4℃时灌缝路段进行统计，对每天路表温度随时间变化情况实行每小时测量。同时有目的的选择早晨和天气寒冷时段进行路面灌缝。

　　2、施工工序对比试验。试验目的：分析清缝程度对密封胶与路面粘结力的影响。试验过程：补充了招标文件技术规范内容，将刷缝列入施工工序当中。用钢丝刷刷缝完毕后，再进行吹缝、烤缝、密封胶灌缝工作。

　　3、开槽深度对比试验：试验目的：开槽深度对密封胶与路面粘结面积的影响。脱落的部分路段直接利用旧槽口清缝后灌缝，其它路段对裂缝重新进行开槽，并加大了开槽深度，从原来的1．5cm增加至2cm。

　　4、密封胶粘结能力和密封胶与灌缝机匹配性试验。试验目的：验证百和公司H1型密封胶与路面的粘结能力，分析密封胶与鞍山森远灌缝车的匹配性。试验过程：采用了森远集团生产的道路密封胶和美国;德瑞”牌密封胶在部分路段进行路面灌缝，与H1型密封胶灌缝路段进行对比试验；为了分析灌缝车与密封胶的匹配性，租用了百和公司生产的灌缝车对部分路段进行了灌缝工作。

　　5、槽口部位路面预热试验。试验目的：分析预热对密封胶与路面粘结能力的影响。试验过程：在部分路段清缝后，不进行预热，直接进行路面灌缝工作。与全路段预热后灌缝进行对比试验。 

　与此同时，还对密封胶脱落部位、分布情况进行统计分析。试验段施工完毕后，根据在试验段中积累数据进行分析论证，认为密封胶脱落原因主要由以下几方面构成：

　　1、路况。路况是影响路面灌缝质量的一个主要因素，也是造成密封胶脱落的主要原因之一。水的下渗，重车荷载的冲击碾压，加速了裂缝中密封胶与槽口的分离。经调查了解，其它高速公路也存在此类问题。    

　　2、施工温度。施工温度是造成这次密封胶脱落的原因之一。影响施工温度的因素主要有两个：(1)季节因素。厂家提供资料中说明：“路面潮湿和温度低于4℃就会降低密封胶的粘结力，容易脱落。”保津高速施工日期为2003年12月17日至2004年1月17日，正值隆冬，施工完毕后即降一场大雪，路面温度较低，绝大部分时间在4℃以下。虽然对每一条裂缝都进行预热，但由于预热只是槽口表面，路面整体温度较低，密封胶灌缝后，温度下降较快，密封胶与T型带收缩明显，密封胶与槽壁之间温度应力较大，降低了沥青密封胶与路面的粘结力，造成了密封胶的早期部分脱落。(2)机械因素。在施工过程中发现，由于机械设计原因，显示器显示温度不能及时、准确地反映加热罐内胶体的温度，喷胶管温度损失较大，在冬季尤为明显。出胶口距离路面较高(5cm)，温度损失也较大。    

　　3、宽深比。原设计宽深比为l：1．2。路面灌缝工程出现问题后，我单位即到其它高速公路取经。技术人员共同研究后，将宽深比改为了1：2。沥青密封胶灌缝后，与路面的粘结能力主要体现在密封胶与槽壁的粘结力，适当增加开槽深度，可以增大密封胶与槽壁的粘结面积，提高密封胶与路面的粘结力。因此，宽深比也是影响灌缝质量的一个因素。    

四、小结 

　　(1)灌缝季节：考虑到密封胶有14％的收缩量，最好在7℃～18℃为宜，即春秋两季是灌缝的最佳季节。    

　　(2)密封胶与路面的主要粘结面是裂缝的两侧壁，所以侧壁的清理一定要彻底。     

　　(3)温度：储存温度是5℃-32℃；路面整体温度应高于4℃；出料温度大于或等于188℃；掌握好这三个温度非常关键，否则会降低胶的粘结力，容易脱落。    

　　(4)密封胶可重复使用但多次重复加热会导致材料性能下降，建议重复加热次数不超过3次。    

　　(5)灌缝前，用空压机将开过槽后的裂缝中的灰尘杂物及周边松动的物体清除干净，保持裂缝的清洁和干燥，最好是刷一遍缝。

(6)车辙严重，尤其是形成网裂的路面，不宜用此方法处理裂缝，如果不到中修，应采用改性乳化沥青灌缝。

五、结论

预防性养护是一个全新的养护理念,这项技术的全面推广和应用,要求我们在思想高度上要有充分的认识,并从管理、技术人才、养护机制等各方面加以选择和完善。要提倡设计、建设回访制度,使养护与设计、建设有机地结合起来,从源头上做好预防性养护工作。经过本文研究得出以下结论：

1、沥青路面早期破坏现象主要是裂缝和车辙。

2、路面预防性养护是路面处于良好状态时采取保护性养护措施，把病害消灭在萌芽状态，使路面始终处于良好的服务状态。

3、沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护，可取得良好的经济效果，同时保持路面较好的服务功能。

4、沥青路面预防性养护主要措施有：稀浆封层、同步沥青碎石封层、雾封层、灌缝和封缝。其中稀浆封层和雾封层具有养护成本低，养护效果好等优点，其作为沥青公路预防性养护技术越来越受到重视。

参考文献：

[1]赵佳军,李捷.沪宁高速公路沥青路面预防性养护技术[J].现代交通技术,2006(6).

[2]易芳.沥青路面预防性养护技术初探[J].科技咨询导报,2007(1).

[3]《河北经济日报·河北交通（周刊）》 2004-8-11　

[4]张丰焰，史强，王元庆．公路养护工程分类方法[J]．长安大学学报（自然科学版），2008，（4）

[5]孙玉花．浅谈公路预防性养护技术的方法和措施[J]．才智，2008，（10）．

沥青路面

预防性养护管理技术研究

                 姓名：李清

                 学号：20084082

                 指导老师：孙熠

                 班级：高管08级2班

目录

一、前言····················································1

二、高速公路沥青混凝土早期性能评价内容及性能分级············1

1、高速公路建设路面早期性能评价内容·························2

2、高速公路沥青混凝土路面早期性能分级·······················2

（1）、裂缝的分级·············································2

（2）、车辙的分类·············································3

(3)、平整度的分类···········································4

 (4)、抗滑性的分类···········································5

三、沥青路面预防性养护内容和特点·····························5

1、沥青路面预防性养护内容···································5

(1)、养护的分类·············································5

(2)、养护的时机·············································6

 (3)、养护周期规律···········································10

2、沥青路面预防性养护的特点·································10

四、沥青路面预防性养护主要措施·······························11

1、稀浆封层··················································11

2、同步沥青碎石封层··········································15

3、雾封层····················································16

4、灌缝和封缝················································20

五、结论·····················································22

参考文献·····················································23下载本文