沥青混凝土路面早期病害的表现

文/许 坤

1 前言

沥青混凝土路面作为高等级路面，在其寿命周期内如何进行科学、有效的养护，是一个十分重要的课题。

2、沥青混凝土路面特点及损坏类型

　　沥青混凝土路面由于使用粘结力较强的沥青材料作结合料，因而大大增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性得到提高。沥青混凝土路面具有表面平整、不渗水、行车舒适、噪音小等优点，因而获得越来越广泛的应用。但它也经常受到天气、温度、行车以及材料等方面的影响，以及路面结构设计等方面的原因，不可避免地会出现各种各样的病害，而这些病害又对行车速度、路面使用寿命、乘车舒适性以及交通安全等带来了有害的影响。

　　沥青混凝土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某一部分的破坏，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等的下降，使其不再具有预定的功能，从而影响了行车质量。

　　沥青混凝土路面的早期病害在高速公路上常常表现为早期车辙和平整度的衰减、泛油和抗滑性能的下降，在普通干线公路上则表现为早期的微小裂缝，细料失落导致的露骨、磨光、沥青老化、基质损失、路面渗水等表面病害。这些病害如不能在早期处理而任其发展，则必然进一步导致表面松散，或由于渗水而导致下层剥落以及深度车辙等严重的变形类病害，继而造成坑槽等结构性损坏，从而必须采用修复性的方法来进行路面维修。因此，寻求一种快捷、方便、成本合理的解决沥青混凝土路面早期病害的适用技术是养护工作中亟待解决的问题。

3、预防性养护的重要意义

　　围绕建设与养护、维修与预防的关系，我们认为，随着路网的不断完善，只有长期保持良好的路面使用性能，公路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益。而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障，从这一意义上来说，养护维修实际上是公路建设的一种继续。在路面养护和维修的关系上，长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后，才想起要对它进行维修，而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施，它并不考虑路面是否已经有了某种损坏。预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况，或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用，但它是一种费用—效益比非常良好的养护措施。美国科氏路面解决方案中提到，美国道路业曾通过对几十万公里不同等级道路的跟踪，发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征 :一条质量合格的道路，在使用寿命75%的时间内性能下降40%，这一阶段称之为预防性养护阶段。如不能及时养护，在随后 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，这一阶段称之为矫正性养护阶段。并通过调查统计得出每投入1元预防性养护资金可节约3～l0元矫正性养护资金的结论。江苏省公路养护统计资料表明：国产改性稀浆封层厚度为1cm时，其成本为13.105元/m 2 ；而对路面维修时其上、中、下及补强层的铣刨成本分别为4.63 元/m 2 、6.508元/m 2 、6.618元/m 2 和16.133元/m 2 ，合计为33.89元/m 2 ；沥青混凝土其上、中、下及补强层摊铺成本分别为46.349元/m 2 、59.724元/m 2 、60.734元/m 2 和148.054元/m 2 ，合计为314.86元/m 2 （还不包括铣刨废料及沥青混凝土的运输成本2.08元/ m 3 .km），这些数字从另一侧面说明了重视预防性养护的经济意义。

　　美国 SHRP计划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。正确实施预防性养护可保持路面良好的使用性能，延长路面的使用周期，减少寿命周期费用和节约养护维修资金。根据SHRP计划估算，在整个路面寿命周期内进行3～4次的预防性养护可以延长使用寿命10～15年，节约养护费用45～50%，这些国外的有益经验是值得我们借鉴的。需要强调的是，仅仅对一、二条道路实施预防性养护并不能充分发挥其潜在的效益和作用，而只有将它置于公路网的预防性养护支持体系的高度上，才能充分体现出它的重要战略意义和作用。

4、选择合适的预防性养护机械

　　在路面出现病害先兆时即进行养护，使其不发生或不继续发展、扩大，影响到基层的稳定，就应该进行预防性养护。通常，预防性养护主要设备有灌缝机械、路面局部修补作业机械、大面积表面处治机械等。

4.1压力式灌缝机

采用人工的方式进行灌缝作业，虽然可以防止雨水对路面基层的渗透，缓解裂缝进一步的发展，但由于密封材料灌得不够深，很难达到持久的效果。而采用压力式灌缝机则可将密封材料灌到裂缝的深层，灌缝效果较好，能延长路面的使用寿命，提高行驶车辆的安全性与舒适性。

　　灌缝作业前一般先要进行清缝后再进行灌缝，大于 3mm的裂缝一般还需要开槽作业。灌缝机主要应配有压力控制装置、密封材料的加热或保温装置，为防止喷枪软管堵塞还应采取相应的加热、保温（如缠绕电热带等）措施。国产的有鞍山森远和北京政路通公司生产的拖挂式灌缝机、南京双立元公司生产的手推式灌缝机等。拖挂式的主要特点是：加热仓容积为470L，功能较齐全，适用于大面积灌缝作业。双立元公司手推式热灌缝机的加热仓容积为40L，体积小、操作方便、使用灵活、造价低，并可根据工作量视情况增配加热釜，主要适用于热填缝料的灌缝作业；还有不带加热功能的冷灌缝机，主要使用聚合物改性水质填缝料。如科氏改性乳化沥青冷灌缝料，当乳化沥青固化后，高分子改性沥青与裂缝紧密粘结，能保证灌缝料与裂缝有良好的粘附力。由于冷灌缝工艺简单，使用方便，在沥青路面予防性养护中具有广阔的前景。

4.2喷射式补坑机

喷射式沥青路面修补技术是一种高效、快速修补路面坑塘的养护技术。主要原理是利用高压喷射方式，将已加热的乳化沥青经过喷管与输送带传送来的骨科相混合，通过高速压缩空气将混合料均匀地喷射到路面坑塘中，由于贯性的作用达到密实粘结的效果。由于工艺简单，又无需再进行碾压，补坑作业时间短，能很快开放交通。

　　喷射式路面补坑机主要由汽车底盘（或拖挂式）；乳化沥青罐及其加热保温装置、输送管道；骨料贮存仓及输送带；清洗液储罐；液压驱动装置；空压机与喷管等组成。在对坑塘进行清理、修整以后，操作人员只需掌握一根喷管（操作按钮均在喷管手柄上）就可以完成路面坑塘修补作业。在使用中要注意控制好骨料的质量与级配；选择好乳化沥青的破乳速度；掌握好喷射量以保证修补后的路面平整度等。

4.3路面热再生修补机械

为了节约宝贵的路用材料，以及减少铣刨下来的这些旧料对环境的污染，不少地方大力推广旧路用材料的再生利用，其中沥青就地热再生工艺由于与冷铣 -厂拌再生工艺相比，减少了旧料运输费用以及厂拌再生一般须使用连续式拌和设备等原因，在江苏省高速公路的养护与维修上，得到广泛的应用。根据英达公司提供的资料，其“修路王”修补方法与传统方法相比，修补时间可节省六分之五，作业人员节省二分之一，由于旧路用材料可完全利用，可使新沥青混合料用量可节省二分之一。

　　就地热再生设备的关键部分主要是加热板，它要提供高效的辐射热能，对旧路面加热既要时间短、并达到一定的深度；又不能过热，使沥青老化，失去再生的意义。英达公司修路王加热板采取间隙式加热方式，既能幅射到路面深层，而路面表层沥青又不会过热老化，很好地解决了这个问题。另外，由于修补面积的大小不等，加热板最好有分区功能。

　　能对整条车道进行连续就地再生作业的设备一般具有路面预热功能、热铣刨功能、新料填加功能、拌和功能、摊铺功能等。江苏省京沪公司购买的 ROADMIX KRM2000RS就地再生机可进行单层再生和双层再生作业。它配有2台路面预热器，能使铣刨鼓前路面表层温度达到160℃，路面下60mm处达50℃。单层再生作业是新料与热铣刨下来的旧料在搅拌器中充分搅拌后，再进入搅拌器与熨平板之间的储料仓，通过摊铺和振动熨平板形成新的路面，最终压实由振动压路机或静压压路机完成。双层再生作业是由单层再生混合料作为底层，又通过第二熨平板将新料摊铺形成1～2cm的磨耗层。由于底层与摩耗层均是由就地再生机进行热摊铺和振动熨平预压作业，再通过压实机械终压成形，所以能保证路面的修补质量及平整度得到很好地控制。

4.4稀浆封层与改性乳化沥青稀浆封层摊铺机

稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害能起到预防和维修的作用，使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年来，由于稀浆封层施工的规范化、标准化，施工质量提高和成本的降低，稀浆封层已广泛应用于普通公路和高速公路的早期维修养护上。

　　改性乳化沥青稀浆封层是一种由水质高分子改性乳化沥青与轧碎密集料、矿物填料、水和添加剂组成的表面处治层，特点是可以进行薄层摊铺，凝固快，施工后一小时内就可开放交通。由于改性乳化沥青稀浆比普通的稀浆封层固化时间快，所以改性乳化沥青稀浆封层可以比传统的稀浆封层厚。主要用于路面构造修整、龟裂、车辙等病害的处治，也可用于密封和提高路面的抗滑处治。但改性乳化沥青稀浆和其它薄层处治一样，只适用于现有结构稳定的路段，弯沉值不够时必须补强后再施工。为了保证改性乳化沥青稀浆封层后路面的平整度，必须在施工前对路面坑塘、裂缝进行修整、清理。由于改性乳化沥青稀浆材料粘度大、摊铺层较厚，一般情况下，改性乳化沥青比不改性的乳化沥青粘度要提高 30～50%，导致制浆阻力大，速度减慢。因此，要求改性乳化沥青稀浆封层设备的制浆装置相应加大动力储备，布料速度快、流动性好、布料速度与摊铺厚度调节的范围大，以满足改性乳化沥青稀浆封层的施工要求。西安筑路机械公司和沈阳北方交通工程公司的改性乳化沥青稀浆封层机分别具有四螺旋双向布料摊铺器、布料螺旋离地间隙可调（封层厚度3～20mm可调）、摊铺宽度可调（2.4～3.8m可调）、配以大扭矩低速液压马达和纤维材料、液体染料添加装置等特点，能满足各种改性乳化沥青稀浆封层的要求。

　　沥青路面养护机械还有综合养护车、多功能养护车等，在高等级公路的养护上均发挥了各自不同的特点。随着高等级公路的不断增加、尤其是高速公路的增多，以及养护作业工艺及材料上的不断创新，对养护机械的生产厂家，包括设计、制造、售后服务等方面均提出越来越高的要求。而养护机械使用单位同样也应该从设备的保养、操作人员的素质、养护材料的选用等方面给予足够的重视，做到多方面，多学科密切配合，才能最大限度地推动公路预防性养护机械化的发展。

作者单位：河北省衡水市衡德高速公路管理处