路面预防性养护

1.预防性养护理念
预防性养护一般是指在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下，为恢复路面表面的服务功能而采取的一种周期性的养护措施。

预防性养护虽然需要投入一定的费用，却是一种费用效益比最优的养护措施。

预防性养护一是可让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况；二是在适当的时间，将适当的措施，应用在适宜的路面上。

预防性养护的核心思想是要求采用最佳效益的养护措施，强调养护管理的主动性、计划性、合理性。

随着国家西部大开发战略的深入实施，我区公路交通基础设施建设进入了鼎盛时期，公路里程不断增加，截止2010年底全区公路里程22518公里，其中有铺装路面和简易铺装路面14518公里，占总里程的64.47％，按照“建养并重”的方针，今后公路事业的重心必将逐渐从建设阶段过渡到养护阶段，相应的公路管理任务也将主要从建设管理向养护管理转移，由于近年来交通量的迅猛增长、车辆超载严重、各种突发自然灾害的发生频率的加大，公路养管部门的任务日益繁重，责任也愈加重大，这就对公路养护工作提出了新的要求，科学发展观要求我们公路养护部门只有与时俱进，运用好各种新工艺和新技术，履行好“养好公路、保障畅通”的职责才能为社会提供“畅、洁、绿、美、安”的公路交通环境。

公路预防性养护工作对于公路投入运营早期及公路建设缺陷责任期的公路病害的防治至关重要，它不仅是科技兴路的具体体现，也是降低公路整个寿命期养护成本，提高公路服务效能，延长公路使用寿命的重要手段。

国外许多国家由于路网结构已经相当完善，早在二十世纪八十年代就已经着手开展了公路预防性养护的研究，美国公路管理部门通过对大量的道路进行跟踪调查，发现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。

此阶段如不及时进行养护，在随后的使用寿命时间内，性能再次下降40％，而养护成本却要增加3—10倍，这一阶段称为矫正性养护阶段。

公路预防性养护在国外已经成功地得到了运用，并已取得了成熟的经验和成效。

我国在这方面目前仍处于起始阶段，这就要求我们在今后养护工作中不断探索研究公路预防性养护并加以运用。

预防性养护是相对于传统养护（矫正性养护）而言的，现在大多数公路养护是传统意义上的养护，传统养护是指一般在公路设施出现明确病害或已部分丧失服务功能的情况下，再采取相应的功能性或结构性恢复措施。

而预防性养护是指公路养护部门在路基、路面桥涵、隧道以及其它公路设施的结构良好或病害、损毁发生初期，即对其进行养护，延缓公路病害、
损毁的发生或进一步的扩大从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好率，提高公路质量和服务水平降低公路寿命成本，延长中修或大修期限目的的作业方式。

传统养护与预防性养护有区别，显然传统养护模式是“头痛医头，脚痛医脚”，这种条件下的养护带来的两个方面的问题，一是公路设施出现病害后，对其服务功能的影响，导致了社会使用成本的增加；二是错失了公路设施在病害刚出现时可能通过适当处治措施防止或延缓病害发生、发展的时机。

而预防性养护则是一种全面的全方位的养护模式，强调的是治早治小、及时主动养护、超前养护动态养护，是一种全新的公路养护理念，是改变传统的养护观念和习惯，在公路路况良好或是病害发生初期，即对其进行养护，不让病害向更深层次发展，从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好、提高公路质量、降低公路养护成本的目的。

它是“预防为主，防治结合”的原则及全面、科学、及时、经常性养护的具体体现。

2.预防性养护新技术
1）灌封。

该技术主要目的是阻止水分通过已存在的裂缝侵入结构内部。

适用于原路面基层和横断面良好的情况，建成2~4年柔性基层沥青路面，复合路面（下卧层为水泥混凝土层）。

表面病害可能包括：路面纵向、横向原始裂缝，伴随裂缝处的轻微扩展裂缝和松散。

密封剂应能很好的将裂缝封闭，封缝这种养护方法需要高质量的材料和良好的施工工艺，使用的密封剂必须是加热时变软而温度降低时又能变硬的热塑性材料。

处理裂缝工作最好在凉爽干燥的气候条件下进行，为了达到较好的粘结效果必须将裂缝清理干净，如使用高压气体喷射设备来清理裂缝内的碎石和粉末等杂物，然后用钢丝刷沿凹槽刷出干净的表面。

该技术的使用年限一般为1~2年。

2）同步碎石。

同步碎石封层是用专用的同步碎石封层机将碎石和粘结剂（热沥青、改性沥青、乳化沥青等）同步洒铺在路面上，通过自然行车或轮胎压路机的碾压形成沥青碎石磨耗层。

它主要作为沥青路面表面处理层使用，也可用于低等级公路的面层施工，使沥青路面的使用寿命延长10~15年。

该技术具有以下特点： a）良好的防水性； b）良好的附着性和防滑性； c）良好的耐性和耐久性； d）良好的经济性； e）可作为低等级公路的过渡型路面，以缓和公路建设资金暂时不足的问题。

无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性价比明显优于其他道路表面处治方法，从而大大降低道路的维修养护成本。

3）雾封层。

由于目前高速公路沥青面层事实存在的施工离析或孔隙率过大的现象，即工程先期已有的缺陷、隐患问题，有效地预防路（桥）面因此造成的渗水现象已变的非常必
要，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。

雾封层是在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性改性乳化沥青，形成一层严密的防水层将路面封闭，起到隔水防渗、保护路面使用的功能，最大限度地减少路面的水破坏，加大路面粗细骨料间的黏结力，由此延长路面使用寿命，从而节约养护资金。

雾封层作为一种沥青路面的预防性养护措施，其经济、迅捷，能有效地防止沥青路面的水破坏，比较适用于高速公路的特殊养护条件和要求。

4）稀浆封层。

稀浆封层技术是将级配良好的集料（优质细集料和矿物填料）和乳化沥青组成的混合料均匀的撒布在整个路面上。

按照矿料级配的不同,稀浆封层可以分为细封层、中封层和粗封层；按照开放交通的快慢，稀浆封层可以分为快开放交通型稀浆封层和慢开放交通型稀浆封层；按照是否掺加了聚合物改性剂，稀浆封层可以分为稀浆封层和改性稀浆封层，摊铺厚度一般为5mm~10mm。

施工前必须进行填缝、唧泥处处治、大的坑槽部位的修补等预处理，施工中应注意路表面必须保持干净，石料要求选择有棱角、耐用、并且级配良好的石料，并且拌和前必须清洗干净。

应避免在炎热的气候条件下施工，根据乳化剂的类型要保持足够的开放交通的时间，一般需要将公路封闭几小时。

在预防性养护的情况下，使用年限一般为2~4年。

5）微表处。

微表处是采用专用摊铺设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理配合比拌和成稀浆混合料并迅速摊铺到原路面上，形成一层与原路面结合牢固，具有良好的抗滑耐磨性能，在摊铺后1~3 h内开放交通的薄层（1cm）结构。

目前微表处罩面技术主要是用于建立和恢复道路表面功能，在高速公路路面养护工程中微表处已经成为防水、抗滑、耐磨、耐久的道路表面功能层。

随着该施工工艺的规范化、标准化以及施工质量的提高和综合成本的降低，在高速公路沥青路面的预防性养护上得到广泛推广和应用。

6）薄层罩面。

薄层沥青混凝土面层是指用摊铺机摊铺和用压路机碾压的单层沥青混合料，可以认为薄面层是“薄磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种交叉。

薄层罩面在国外发达国家早已进行了研究与应用，法国是国际上采用薄层沥青混凝土路面的代表性国家。

在法国，薄沥青混凝土面层（BBM）的定义为：用纯沥青或改性沥青、集料及可能的添加剂（矿质的或有机的）制成的混合料，摊铺厚度在30mm～40mm。

在美国，一般认为薄层沥青混凝土的厚度应为15mm～30mm。

在我国养护规范中，薄层罩面适用于路面平整度较差、辙槽深度小于10mm、路面无结构性破坏，为提高路面表面层服务功能的养护维修措施，也适用于新建公路的磨耗层。

薄层罩面用于沥青路面的预防性养护的主要优点是：延长，能承受重载交通和高剪应力，表面平整性能好，可被铺成需要的厚度、纵坡度和横坡度，中断交通时间
短。

7）就地热再生。

就地热再生是通过现场加热、翻松、混拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青混凝土路面的就地再生。

该技术适用于各种沥青路面的预防性、日常性养护。

相对于传统的路面病害处治方式，就地热再生技术极大地提高了修补后新旧路面的结合力，提高了路面修补质量；简化了施工工序；提高了路面养护工作效率；实现材料的100%利用，节约了能源、材料和土地，保护了环境，符合国家的可持续发展战略；可对裂缝进行比较好的处理，能有效地缓解或解决裂缝问题。

3.微表处技术在预防性养护中的应用
3.1微表处技术简介、用途及特点
所谓微表处理的技术实际上是一种薄层处理的技术，采用专业的机械将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水、添加剂等按照一定的比例进行混合搅拌，形成混合物料铺摊到原有的路面上，形成一层具有较高的抗滑和耐久性的薄层，而且可以随即投入使用。

微表处理的技术原理就是利用聚合物改性沥青作为粘合材料，配合相应的集料在摊铺后形成一个新的沥青罩面，其具有较好的防水、抗滑、耐磨损、裂缝填充的效果，可以有效的改善路面的性能延长使用的寿命。

适用于处理路面早期损害而形成的抗滑力下降、网状裂缝、松散、麻面、车辙病害等情况，主要是避免病害进一步加剧而影响道路的深层结构，可以起到一定的养护作用，是一种预防性的养护措施。

微表处理的罩面厚度较小，通常为5~10mm，具体的情况可以根据路面的实际情况进行选择，以确定微表处理的结构。

而微表处理对下路面结构性损坏是不能起到效果的，因为微表处理所起到的作用相当干为路面增加一个“涂层”，只能对其表面性能进行改进，而不能起到承载的作用，不具提高抗应力的能力和补强结构的能力。

目前，微表处理技术主要应用在高速公路、机场等沥青路面的修复，以此提高其表面的性能。

微表处理技术所具备的优势有以下几点：（1）微表处理技术作为一种表层罩面因为材料的作用可以与原有的路面完成粘结渗透，具有较好的抗滑、防水效果，同时可以达到耐久平整的表面效果；（2）微表处理的工艺简，施工速度快、成型快、耗时短等特点；（3）微表处理具有良好防水效果，可以更好的保护公路的深层结构不受到渗水的影响，常温下就可以施工，节约了能源，具有一定的环保效果，同时降低了工程的造价；（4）具有很好抗磨性能和防滑性能，增加了路面的颜色对比度，改善了路面的性能，可以有效的延长使用寿命。

3.2微表处材料的技术要求
1）矿料。

矿料是微表处混合料的重要组成部分，它形成了矿物骨架。

微表处铺在道路的表面，直接与汽车车轮接触，为了提高微表处的抗滑耐磨性能，延长微表处使用寿命，要选择强度高、硬度大、耐磨性好的玄武石料，矿料的力学性能指标应满足表1要求。

用于微表处的矿料应符合一定的级配要求。

矿料中要有一定数量的粗料起骨架作用，粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降，导致封层强度和高温稳定性降低。

为了保持矿料的密实性、耐久性以及混合料拌和摊铺的和易性，矿料一定要有细颗粒，如细料太少，微表处混合料施工拌和摊铺会出现离析现象，大颗粒的沉淀不能形成稠度适宜的黏稠浆体。

矿料级配范围应符合表2要求。

2）改性乳化沥青。

乳化沥青是微表处黏结材料，其质量的好坏对微表处质量影响明显。

作为微表处混合料的乳化沥青，必须满足微表处级配矿料拌和要求，也就是乳液和矿料在拌和、摊铺过程中，微表处混合料必须均匀、不破乳、不离析、处于良好的流动状态。

改性乳化沥青的特征主要与乳化剂和改性剂的选择有关。

为了达到快开放交通的要求，乳化剂采用慢裂快凝型的阳离子乳化剂。

改性剂的选择根据不同地区的气候、交通特点进行试验后确定。

目前北京地区微表处采用的改性剂是SBR乳胶，它对沥青指标和混合料性能都有很好的改性效果（见表3）。

3）水。

水也是微表处混合料的重要组成部分，它影响混合料的工作特性。

微表处混合料中水有3个来源：矿料中的水、改性乳化沥青中的水和拌和时的外加水。

其中矿料中的水一般占矿料质量的4%左右，乳液中含水约40%左右，拌和时加水是干矿料质量的9%左右。

外加水不得含有有害的可溶性盐类以及能引起化学反应的物质和其他污染物，一般采用饮用水即可。

4）填料。

微表处混合料的填料一般分为具有化学活性和不具有化学活性的填料，不具有化学活性的有矿粉，具有化学活性的包括水泥、消石灰、硫酸铵粉等。

最常用的矿物填料是水泥，它的作用是改善矿料的级配、促进混合料的稳定性、调节破乳速度。

5）添加剂。

微表处混合料的添加剂视需要而定。

添加剂可分为促凝剂和缓凝剂，作用是调节混合料可拌和时间、破乳速度、开放交通时间等施工性能。

添加剂种类和剂量由实验室根据配比确定，一般会添加硫酸铵、硫酸铝、盐酸等。

3.3微表处的施工工艺
3.3.1施工准备工作
3.3.1.1原路面的准备
1）微表处为厚度仅为10mm左右的薄层结构，必须要求原路面有足够的强度，否则在行车作用下，微表处会因过大的挠曲变形而出现裂缝，甚至与原路面剥离。

在原路面强度不能满足要求时，首先进行补强处理。

微表处不能用于道路的补强。

2）原路面15mm以下的车辙无需处理，可直接摊铺微表处混合料；车辙深度大于15mm，要用多层微表处混合料将车辙填充，然后再进行微表处罩面。

若车辙深度大于40mm以上，应采用其他方法处理车辙后再进行单层微表处罩面。

3）原路面纵、横缝缝宽大于5mm的裂缝，应提前开槽并用特殊的密封胶灌缝处理。

4）原路面大的拥包等病害要先进行铣刨。

3.3.1.2施工前的准备工作
1）摊铺机标定。

微表处摊铺机采用的是体积计量方式，而混合料设计得出的是各组分材料的质量比例，因此需要对摊铺机进行标定。

2）路面清扫。

为了保证微表处与原路面有很好的黏结，原路必须清洁。

把路面上所有遗留的材料、杂草和其他有害东西用人工配合道路清扫车清扫干净。

3）放样划线。

为了保证微表处摊铺机行走方向正确，要根据实际摊铺的宽度、路幅沿摊铺方向划出摊铺机的走向线。

4）对道路上的各种设施，如井盖，雨水井篦，路缘石等采取保护措施。

5）交通导流。

按照公路安全施工规范放置安全标志，安排专门安全员指挥过往车辆，在安全区内进行施工。

3.3.1.3机械设备的准备
要配备足够的设备，并保证其性能完好。

机械设备的配置如表4所示。

3.3.2摊铺
1）将装好混合料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，并调整摊铺箱，使摊铺箱与路面贴紧。

2）开动发动机，使拌和器和摊铺槽的螺旋分料器首先转动起来。

3）打开各材料的控制开关，使各组材料同时进入拌和器中，并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出。

4）调节螺旋分料器的转动方向，使微表处混合料均匀地分布到摊铺槽中，当材料充满摊铺槽1/2左右深度时，驾驶员开动摊铺机，以1.5～3.0km/h速度匀速前进。

摊铺时应保持微表处混合料摊铺量与搅拌量基本一致，速度要均匀，保持摊铺箱中微表处混合料的体积
为摊铺箱容积的1/2左右。

5）微表处混合料摊铺完成后，应立即使用橡胶耙进行人工找平。

找平的重点是：起点，终点，横、纵向接缝以及过厚、过薄或不平处，对超大粒径产生的纵向刮痕，应立即人工清除并填平路面。

6）当摊铺机内任何一种材料用完时，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完，并送入摊铺箱摊铺完后，通知驾驶员停止前进。

提起摊铺箱，将摊铺机移出摊铺现场，查对材料的剩余量。

7）现场施工人员应立即将施工末端1m范围内的材料铲除，倒入废料车中，为下步摊铺做好横向接缝准备。

用高压水枪清洗摊铺槽，然后卸下摊铺槽，将摊铺机开离施工现场。

8）微表处混合料在养护期间内，严禁任何车辆和行人进入，否则影响微表处的整体外观质量。

3.3.3碾压
微表处混合料在破乳成型后，都会有空隙，在自然的行车作用下，可以足够压实将孔隙弥合，但在交通量不多的地方，如停车场、广场及不开放交通的下封层必须进行碾压。

碾压的时机必须掌握好，即刚破乳的沥青微粒，其成膜后性质接近于液体而非固态，此时实施碾压，压实效果最好。

压路机选3～5t胶轮压路机从路中开始向外侧扩展碾压，碾压速度控制在5～8km/h，来回碾压3遍。

3.3.4施工质量控制
1）天气过于干燥、温度又很高时，对摊铺路面进行洒水，有利于微表处混合料与路面牢固黏结；洒水量控制以路面没有积水为宜，洒水后可立即摊铺微表处混合料。

2）接缝处理。

因纵向接缝与摊铺方向及路线方向一致，它的处理非常关键，处理不好影响微表处的总体外观。

尽量把纵向接缝放在划标线的位置上，这样就可以使纵向接缝被标线所覆盖，不影响总体美观。

因为目前大多数施工单位使用间歇式摊铺机，摊铺1车混合料有1道横向接缝，接缝过多也会影响外观及道路平整，所以要尽量减少横向接缝数量。

处理的方法就是在摊铺箱下铺一块铁皮，待摊铺车开走后，将铁皮和铁皮上面的混合料一起拿走，在摊铺下一车时，从上一车终点倒回3m左右的距离开始下一车的摊铺。

3）表面划痕治理。

在摊铺箱中，偶尔有超粒径的石料夹在矿料箱中，卡住了搅拌轴或引起其他机械故障。

还有可能卡在刮皮下，在摊铺表面造成明显的纵向凹槽。

为了避免这种现象发生，所有装入摊铺箱的矿料都要过筛，石料堆应放在清洁的经过硬化的地面，不得放在与其他材料相混淆的地方。

摊铺时摊铺箱后边跟2名工人，注意摊铺箱的情况，发现大颗
粒或划痕立即采取补救措施，用铁锹将刮皮铲起，将大石料或结团清除并刮平。

4）脱落掉粒防治。

开放交通一段时间后，微表处表面会有轻微掉粒现象发生，属正常现象。

若没有掉粒现象，则要考虑是否油石比过大。

掉粒严重，则要考虑是否油石比过小或乳化沥青有质量问题。

在气温较低、雨天或破乳前下雨，也容易发生掉粒严重的现象，所以在施工期间要注意天气变化。

摊铺中出现漏铺的地方，若用破乳的混合料填补，经过一段时间会出现脱落现象，解决的方法是及时发现漏铺的情况，迅速地用刚拌和好未破乳的混合料修补，用橡胶耙及时刮平。

5）加强对微表处混合料的抽样检测。

抽检项目、频率、允许误差及方法如表5所示。

6）加强外观质量控制。

微表处施工外观质量要符合以下要求：表面平整、密实，无松散、无轮迹；纵、横缝的衔接平顺，外观色泽均匀一致；与其他构造物的衔接平顺、无污染；表面粗糙无光滑现象。