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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除新材料、新工艺、新技术的应用 沥青路面在交通载荷与气候影响的作用下，随着时间的推移，路面状况和服务能力将逐渐地恶化。为了保持路面良好的使用性能和延长它的使用寿命，在路面寿命周期的各个不同阶段需要采用不同的养护维修措施。沥青路面的养护维修工作对保持路面的服务能力，延长其寿命周期，以及改善噪音、振动等对周边环境的污染有着重要的作用。在我国高速公路建设的初期，路面养护的工作量还不是很大，人们容易产生重建设、轻养护的思想，但是随着我国公路建设的重点逐步向中、西部地区推移，在东南沿海地区将迎来一个路面养护维修的高潮，因而养护维修技术正日益成为人们关注的一个
2、热点。1 沥青路面养护维修作业的分类我国现行的沥青路面养护技术规范通常根据工程量的规模大小、技术的难易程度将沥青路面的养护维修作业分为保养小修、中修、大修、改善（改建）等四类。这种分类方法的核心是“修理”，它是20世纪50年代从前苏联的规范中引入的，至今已经沿用了数十年。但是随着路面养护维修技术在材料、工艺、设备方面的不断发展和进步，这种分类方法已经很难反映出现代路面养护维修技术的特点和要求，因而也愈来愈显示出难以与现代养护维修技术的发展相适应了。现行分类方法所反映的并不仅仅是一个分类的方法问题，其实质是反映了一种“重修理，轻预防”的观念。更为合理的分类方法是根据病害的类型、路面损害的程度，以
3、及所需采用养护维修措施的性质和功能来对养护维修作业进行分类。在美国等西方国家将沥青路面的养护维修作业分为：预防性养护（Preventive Maintenance）、修复性养护（Corrective Maintenance）、路面翻修（Pavement Rehabilitation）、路面重建（Pavement Reconstruction）等四类。这种分类方法的核心是作业的功能和目的，因而不仅在概念上是十分清晰的，而且有着很强的目的性和针对性。预防性养护是指那些带有保护路面，防止病害的进一步扩展，和以减缓路面使用性能的恶化速率以及延长路面使用寿命为目的的养护作业，它通常用于没有发生损坏、或只
4、有轻微缺陷与病害迹象的路面。预防性养护没有路面补强的功能，因而不应期望预防性养护具有改善路面强度和承载能力的作用。修复性养护是指那些用来修复路面的局部损害或某种特定病害的养护作业，它通常用于路面已经发生局部的结构性损坏，但还没有波及全局的场合。路面翻修是指路面的损坏已经波及到路面的大部分面积，使之发生全面性的结构性损坏，从而需要在一定的深度下进行面层的再生和重铺的修理作业。路面重建是指当路面的损坏由于没有及时进行翻修、补强而进入整个路面各结构层发生结构性破坏时，这时不仅路面的面层，而且它的基层和底基层，甚至于路基也需进行翻修，这样的养护维修作业称为重建。当路基也需翻修时则称为道路的重建。2 预
5、防性养护技术的新发展利用在已有路面上敷设一层防护层来保护原有路面的方法在很早以前就有了，但是预防性养护作为一个完整的概念出现在20世纪的80年代，它是许多国家在公路网的重建过程中总结了以往经验教训的基础上提出来的。预防性养护的重要意义体现在四个方面：保持路面良好的使用性能；延长路面的使用寿命；减少路面寿命周期的成本；节约养护维修资金，是一种费用-效益十分良好的养护措施。美国在80年代开始大规模进行路网的重建工程时，面对未来公路交通日益强化的挑战，于1987年启动了一个庞大的战略性公路研究项目（SHRP），其中第三个子项目“养护费用-效益”（Maintenance Cost-Effectiven
6、ess）就是专门从改善费用-效益的角度来研究养护技术的，它包括了两个主要研究课题，H101和H-106，前者的研究对象是四种预防性养护技术，后者的对象则是坑洞修补和裂缝（接缝）填封等两种修复性养护方法。在1993年SHRP计划结束之后，SHRP第二个子项目“路面长期性能”仍在FHWA的监督下成为一个新的为期20年的“路面长期性能研究计划”（Long Term Pavement Performance Program）继续进行，其中有关柔性路面的养护课题SPS-3作为H-101课题的延伸和LTPP计划的一部分巳于1998年完成了第一个五年的跟踪研究1。SHRP H-101和LTPP SPS-3课
7、题的一个重要研究成果就是明确了预防性养护在延长路面寿命周期、节约寿命周期费用方面的良好费用-效益1。这一成果的一个总结，可以看到经过三次预防性养护，路面服务能力的评分仍可达到70分以上；路面经四次预防性养护而终结其寿命周期，共延长使用寿命15年；养护维修工程总费用可节省约45%。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三种类型。2.1 表面封层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。表面封层用于解决的养护问题主要有：复原或延缓
8、表层沥青材料的氧化（老化）；重新建立路面的抗滑阻力；密封表面的微小裂缝；防止水从表面渗入路面结构层；防止集料从表面失落、崩解。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。雾层封层和还原剂封层 此类封层是将雾状的乳化沥青或专门的再生剂喷洒在老化的沥青路面上（专用的再生剂要求渗入路面6 cm左右）,其目的是更新和还原表面已氧化的沥青膏体。雾层封层和还原剂封层都有一些共同的特点：施工后需要较长的时间才能开放交通；必须严格掌握单位面积的喷洒量，过多的喷洒量会在路表面形成一层薄膜而使路面丧失摩擦阻力，必要时需用铺砂的方法来改善其抗滑阻力。撒砂虽然可以提高抗滑阻力但它
9、与路面的粘结力较差，即便经过碾压，在高速行驶的车轮的作用下仍会被带出，而导致抗滑能力的很快衰减，由于上述原因,雾层和还原剂封层通常主要用于低交通流量、低速的道路和停车场上。为改进雾层封层缺点所作的努力一直沿着两个方向在取得进展，一方面是从材料上采用粘附性更高的粘结料，另一方面是从工艺上来改善粘结剂与砂粒之间的裹覆性能，例如将砂粒与粘结剂事先拌和后再喷洒至路面上。美国STAR-SEAL公司开发的“SUPREME”牌沥青路面封涂层就是上述努力的一个例子。“STAR-SEAL SUPREME”是一种以精制煤焦油沥青乳液为主，添加有橡胶类高分子聚合物和表面活性剂的混合物。一般来说，煤焦油具有抵抗汽柴油
10、等轻质油分的侵入和改善集料湿润性的能力，因而也改善了它们之间的粘附性能，高分子聚物则增强了粘结剂的粘韧性，而表面活性剂则改善了附着表面的抗水性。将此种乳液与细的石英砂（粒径0.4250.212mm）搅拌混合后将其喷洒、涂刷在沥青路面上23遍可形成一层极薄的保护层。它对沥青路面具有一种屏蔽保护作用，可以抵抗阳光、空气对沥青粘结剂的老化，阻止水分侵入沥青路面而导致的水损害，保护路面沥青不受泄漏的汽油、柴油、机油等轻质油分的软化作用，防止冬天防冻盐或其他化学品对沥青路面的侵蚀。高粘附性的粘结材料和事先与高耐磨性集料（例如石英砂）的充分裹覆，保证了表面必要的抗滑性能以及它的耐久性。石屑封层单层的石屑封
11、层是最早出现的预防性养护技术，其施工方法是在路面上喷洒一层沥青材料（热沥青、轻制沥青、乳化沥青等），紧接着撒布砂、单粒径或适当级配的集料，并紧跟着进行碾压。石屑封层是一种敷设简单、易行，价格低廉的养护方法。它的缺点是要有较长的初期养护时间，高速行驶时噪音过大，路面上的松散集料还会被高速行驶的车轮带出而撞击、粘附在车身和档风玻璃上，集料的损失还会导致抗滑能力的衰减，所以一般很少用在大交通流量和高速行驶的道路上。石屑封层的新发展是围绕着减缓抗滑性能的衰减速率所作的努力。这种努力同样表现在从材料和工艺两方面对粘结剂和集料之间粘附性能所取得的改善。材料方面的改善，主要是更多地采用改性沥青和改性乳化沥青
12、，以及改善它们与集料之间的相容性。在工艺方面的改善，同步石屑封层（Synchronous Surface Dressing）的出现就是一个典型的例子，它将粘结剂的喷洒和集料撒布两道工序集中在一台车辆上同步进行。这样做的好处是使碎石颗粒立即与刚喷洒的粘结剂相接触，此时由于热沥青或乳化沥青的流动性较好而使石屑能更深地埋入粘结剂内，并更好地渗入到路面的裂缝中。对于热沥青来说在温度尚未下降之前沥青的粘度较低，而对于乳化沥青来说则在尚未破乳前，喷洒的粘层油具有更厚的铺层，这些都有利于增加石屑埋入的深度和由于毛细管作用而增高石屑颗粒间粘结剂吸附的高度。同时，较好的流动性也有助于粘结剂更好地渗入到原路面的裂
13、缝中而改善它的封水性能。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。微表封层是在乳化沥青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。微表封层的厚度可达1015mm，抗滑阻力和抗磨耐久性也比普通的稀浆封层更好，并可具有某些修复性的功能，例如用于修补车辙、轻度松散、泛油等病害的校正。稀浆封层尤其是微表封层由于其良好的抗滑性能、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
14、械即可连续作业以及简单的施工过程和很高的生产效率，因而更加适用于大交通流量和高速行驶的道路上。微表封层技术的新发展主要表现在应用领域的不断扩大，现在微表封层不仅作为一种预防性养护的手段，而且还广泛地应用于：各种不同深度车辙的修补工作；作为防水和防止反射裂缝用的下封层；加铺在水泥路面和桥面上作为抗滑磨耗层；以及在水泥混凝土-沥青复合路面上作为两者之间的防水粘结层等等。2.2 裂缝填封裂缝是沥青路面常见的一种病害，从养护工艺的角度来看，裂缝可按其缝宽分为微裂缝或发裂（2mm以下）、微小裂缝（26mm）、小裂缝（612.7mm）、中裂缝（12.725mm）、大裂缝（25mm）。对于发裂来说一般不需作
15、处理，除非在单位面积内的发裂十分多，则可以在其上作表面封层的处理。6mm以下的微小裂缝由于尚未发生结构性损坏，通常不对裂缝作更多的处理，或只在表面上作贴封式的封面，其目的是防止由于雨水、冰雪通过裂缝向下渗入而继续扩大，因而属于预防性养护的范畴。宽度在612.7mm的小裂缝因尚未造成严重的结构性破坏因而常将它们的处理归入预防性养护。此类裂缝通常需要进行扩缝处理，有时也将它们归入修复性养护的范畴，本文将在修复性养护中与中、大裂缝的处理一并讨论。中、大裂缝的出现表明路面已发生较严重的局部损坏，而且往往带有严重的剥落，对它们的修补类似于坑槽的修补，已经属于修复性养护的范畴。6 mm以下的微小裂缝尤其是
16、2 mm以下的微裂缝用普通的热沥青或乳化沥青进行密封处理，由于很难渗入裂缝深处，封层的厚度又很薄，不易取得良好效果，因而通常不作任何处理。微小裂缝处理技术的新进展主要得力于裂缝密封材料的不断改进，由于橡胶沥青技术的发展，出现了许多高粘度高粘弹性的裂缝密封胶，它们具有非常高的承受弹塑性变形的能力，这就使得微小裂缝的贴封式处理有了可能。许多国家的经验表明对微小裂缝，特别是低温裂缝在裂缝形成初期就用高粘度的密封胶作贴封式处理是非常有效的。它可以防止雨雪渗入裂缝，避免水分侵入混合料内部发生冻胀或沥青剥落而导致病害的进一步扩大和更为严重的路面损坏。2.3 薄层罩面薄层罩面也是一种很早采用的传统预防性养护
17、方法，它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，对路面也有一定的补强作用，但在多数情况下费用-效益较其他预防性养护方法为差。薄层罩面在施工中最大的困难是由于层面较薄、容易冷却又不宜使用振动压路机，因而不易达到较高的密实度，因此正确的混合料设计、温度控制、碾压工艺和压路机选型显得尤为重要。采用改性沥青作为粘结剂铺筑的薄层罩面在耐久性和抗滑性能方面都优于普通沥青的薄层罩面，但碾压温度要求更高，由于散热快而引起的压实困难就更大，为了适应薄层路面快速压实的需要，近些年来出现了某些专为压实
18、薄层路面而设计的高频振动压路机，此类振动压路机的振幅极低只有0.2 mm左右，但频率则高达70 Hz左右。这样匹配的振动参数，由于大大降低了振动冲击力可以避免压碎集料，但又能保持较高的单位时间内输入被压材料的振动能量。 预防性养护技术的发展趋势与展望沥青路面预防性养护技术总的趋势仍将沿着材料、工艺、设备三个方面向前发展。1 新材料如果说材料性能的改善在最初采用改性沥青和改性乳化沥青时只是看重于一般性地对沥青性能的改善，而在随后的发展中新的养护材料就更针对预防性养护的特点来开发了。由于预防性养护是敷设在沥青路面上的一薄层养护层，它不像沥青混凝土那样对抵抗疲劳载荷的破坏和在抗车辙的能力方面有着很高
19、的要求。对养护层来说更为重要的首先是抵抗车轮磨耗的能力，包括车轮刮落集料的颗粒、对集料颗粒的磨光作用，以及集料与粘结剂之间的相容性（亦即沥青与集料的粘附能力），这些都直接影响着养护层的抗滑性能、它的衰减速率以及与原路面之间结合的牢固程度。第二是养护材料抵抗外部塑性变形的能力，亦即要求养护材料有足够的粘弹性和延展性，以便吸收由于温度变化或原路面传上来的变形和应力。第三是它的密水性能，亦即防止水分透过养护层渗入路面的能力，这直接影响到养护层抗水损害的性能。第四是在环境因素的作用下耐老化的能力。针对上述要求，新的养护材料的开发重点是增强它的粘弹性、坚韧性以及与集料之间的粘附性能。高粘度橡胶沥青的开发
20、是新型养护材料的一个典型实例。橡胶沥青（Rubberized Asphalt），也称沥青橡胶（Asphalt Rubber）是一种将磨细的橡胶屑经特殊的工艺处理后形成的一种沥青与泡胀成凝胶状的橡胶颗粒组成的高粘度的粘结剂。橡胶沥青的制备工艺可以分成干式和湿式处理两大类。橡胶沥青最初的工艺方式是干式处理法“Dry Process”。这种方法是将磨细的橡胶屑直接与集料一起加入到搅拌器中与沥青搅拌而形成混合料。在这一处理过程中，橡胶屑并未与沥青发生任何反应，因而作为粘结剂的沥青其本身的性能并未获得明显的改善，而橡胶屑只是类似填料在发挥作用，干式处理所加入的橡胶屑的比例通常是有限的（大约35%）。现在
21、干式处理法制备的沥青混合料被命名为橡胶屑改性的沥青混合料（Rubber-Modified Mix）。湿式处理法（Wet Process）是将磨细的橡胶屑加入到沥青中去浸泡，然后再与集料拌和而成沥青混合料。湿式处理开始发展时曾采用溶剂浸泡的方法，首先将橡胶屑放入石油溶剂中（例如航空煤油中）加以浸泡，使它在溶剂中膨胀而表面变软，然后再与热沥青一起在高速搅拌状态下进行反应而制成橡胶沥青的粘结剂。由于溶剂法的成本高、有污染、安全性差，因而随后被高温直接浸泡的方法所取代。目前大量使用的制备橡胶沥青的湿式工艺是将磨细的橡胶屑（12 mm左右）放在装有高温热沥青（191218）的反应釜中浸泡数小时，使橡胶颗
22、粒的表面形成一层凝胶体。湿式处理的工艺通常需要在沥青中加入1826%的橡胶屑，以获得最佳的粘度。现在由湿式处理法制备的粘结剂被命名为沥青-橡胶（Asphalt-Rubber）。沥青-橡胶是一种高粘度和高粘弹性的粘结材料，其粘度随着橡胶屑含量的增加而增大。由于沥青橡胶具有很高的粘弹性，所以它作为一种预防性的养护材料和集料的粘结剂有着一系列的优越性：具有更强的粘附能力，可以使集料颗粒之间以及养护层和原路面之间粘结得更加牢固，因而表现出更强的抗车轮磨耗的能力；良好的密水性能，可防止水分透过养护层渗入至沥青路面；具有高度的弹性恢复能力，可以更好地承受弹塑性变形和外部传递的应力；可以更多地提高粘结剂在混
23、合料中的含量以增加裹覆集料颗粒的沥青膜厚度而不会导致泛油；改善混合料的低温抗裂和高温敏感性；废旧轮胎橡胶中所含有的抗氧化剂还有利于提高粘结剂耐老化的能力。目前沥青橡胶巳广泛地应用于石屑封层、薄层罩面、应力吸收层、开级配的磨耗层等各种需要粘结剂具有高粘结力的场合，也是制作各种裂缝填封、接缝填封材料和密封胶的主要原料。2 新工艺预防性养护工艺未来的发展趋势将沿着以下方向继续取得进展。随着乳化沥青性能的不断提高，预防性养护工艺将进一步向冷态施工的方向发展；引入某些新技术来解决养护作业中突出的矛盾和问题；采用多种工艺的复合，使不同工艺的优势能得到互补而弥补各自的缺点。在第一个方向上的最新例子可以举出人
24、们对橡胶沥青进一步乳化所作的努力。如果这种努力能获得成功，橡胶沥青就可以移植到稀浆封层这样的冷态施工技术中去，从而取得更为广泛的应用。在第二个方向方面，为了解决粘结剂与集料更好裹覆的问题，提出了将细砂在乳化沥青喷洒前先行混合的新概念。目前这一新概念巳经在裂缝压力喷补中得到了很好的应用，而上文提及的美国STAR-SEAL公司的沥青养护封涂层也是一个实例。另一个为解决石屑与沥青裹覆问题的新技术可以举出在石屑封层中采用同步喷撒工艺的例子，它巳在上文石屑封层技术中作过详细的介绍。在第三个方向上可以举出国外覆盖封层（Cap Seal）和三明治封层（Sandwich Seal）等复合封层技术的发展。覆盖封
25、层 覆盖封层是为解决石屑封层存在的缺陷而发展的一种复合封层技术，它首先在原路面上敷设一层石屑封层，待石屑封层完全凝固后（约需一周左右时间），再在其上铺设一层稀浆封层或微表封层。图9是一组覆盖封层的施工图片，图9a是正在进行石屑封层施工，9b是在其上铺设一层稀浆封层，9c是最后成型的覆盖封层表面。覆盖封层的优点是缩短了初期养护时间；改善了石屑封层耐久性、抗滑性、噪音等方面的缺点；可以获得更大的厚度，替代薄层罩面而具有更好的费用-效益。三明治封层 三明治封层是一种将贯入式工艺与石屑封层工艺结合在一起的封层技术。它的工艺是先将一层粗集料（1520 mm）撒布在所需养护的沥青路面上，然后再喷洒一层改性
26、乳化沥青，并紧跟着撒布一层较细的集料（513 mm），最后碾压成型。改性乳化沥青用量应比单层的石屑封层高，以便有足够沥青贯入到粗集料的缝隙中，但其喷洒量则又比双层石屑封层低。这种复合工艺的好处是可以使较小的集料颗粒嵌入到大颗粒中间，以提高抵抗车轮带出石屑的能力，而大颗粒集料的存在则有助于解决表面泛油的问题，在生产效率和材料消耗上则比多层石屑封层为好。3 设备的新发展如何更好地满足养护材料和工艺发展的要求一直是推动养护设备技术进步的原动力。养护设备当今和未来的趋势仍将沿着：满足新材料、新工艺发展的需要；现代高新技术向传统机械工业渗透、改造的趋势来发展。养护设备的发展与材料和工艺的发展有着密切的关
27、系，新的养护材料和养护工艺的出现随伴着新设备的产生。从历史上看，出现了乳化沥青材料随伴着就有了乳化沥青的制备设备；有了改性沥青材料，就出现了改性沥青设备。最近的例子是橡胶沥青制备设备的开发，而同步石屑封层工艺的提出，就出现了同步石屑封层机。在预防性养护作业中最主要的施工机械有两类：喷洒粘结剂和撒布集料的机械；摊铺稀浆类混合料的机械。对于预防性养护来说，对这两类机械的一个共同的要求是保持集料、粘结剂以及混合料其他成分（如稀浆混合料中的水、粉料等）之间的恒定的比例关系。随着现代高新科技的迅速发展，为了更好地满足提高养护作业的要求，提高作业的质量和效率，预防性养护的施工机械在技术上已取得了巨大的科技
28、进步，它们在技术发展上的一些共同特点是：要求保持恒定的作业速度导致朝两个方向的发展；具有很高行驶速度，而作业速度可无级调节的液压驱动底盘；高精度的车速和原材料供给的恒速调节或比例调节系统。全自动的计算机监控系统，主要是：作业质量的自动控制，例如喷洒量的自动调节、喷洒高程的自动找平、作业过程的屏幕监视等；机械运转状态的监控，例如运转参数的自动记录、自动报警、故障诊断等。液压技术的广泛应用，在现代的预防性养护设备上液压传动技术、液压控制和调节技术得到了广泛应用，例如作业宽度无级可调的工作装置、液压伸缩调节技术等。现代全自动的沥青洒布车通常都装备有以下的系统：精确的洒布速度调节 采用恒速调节的方法，
29、通过计算机控制使车速保持在预选的工作速度上，同时使沥青泵的排量在整个工作过程中保持不变（当洒布宽度改变时，电脑会自动调节排量）；或采用比例调节的方式，由雷达测速装置不断地检测行驶速度，通过电脑调节沥青泵的排量以保持恒定不变的单位面积的沥青用量；恒定的喷洒高度 在工作之前调节好高度后，在工作中通过超声波传感器和自动找平系统，使喷洒的距离保持不变；液压伸缩的喷把 可在驾驶室内方便地改变喷洒的宽度；计算机的集中控制系统 洒布过程中的重要信息，如罐内沥青量、巳洒布的面积、沥青的用量以及每平方米的平均洒布量都可在驾驶室的电脑面板上显示出来，所有操作参数都采集并储存在计算机内，需要时可随时打印出来。 现代
30、连续摊铺作业的稀浆封层机，在技术上也有了很大的进展，包括：集料、乳液和水的连续供给系统 可以保持连续不停顿的作业，大大提高了生产效率；更精确、标定更方便的重量计量及作业速度和原材料供给的比例调节 能更精确地保证稀浆混合料各组份的比例关系和集料的级配精度；宽度液压可调的摊铺箱 可以方便地适应不同宽度路面的需要，装在摊铺箱后部的第二刮平器可抹平封层表面的伤痕，使稀浆封层的表面获得更好的外观质量；电脑的自动控制和监测系统 可以方便地设置稀浆混合料各组分的配方，在电脑屏幕上显示工作过程的各种信息，并装备各种安全报警系统。新型的同步石屑封层机在一台车上装备有粘结剂喷洒和集料的撒布系统；车速和原材料的供给
31、是由电脑自动控制的；有些机型上还装备有带摄像头的触摸屏监视系统。修复性养护技术的新发展修复性养护主要包括路面的局部修补和中、大裂缝的填补处理两大类。在路面的局部修补中又可分为坑洞修补和局部路面的翻修等两种不同类型的作业。后者将在本文路面翻修的章节中一并讨论。1 坑洞修补坑洞的修补是养护部门最日常的养护工作，尤其是冬青之交由寒冷转向潮湿温暧的时期更容易发生沥青路面的局部损坏。坑洞修补是处理路面由于局部承载能力不足而导致的小面积的载荷裂缝（龟裂）和沥青老化、路面崩解而导致的坑洞最常用的修补方法。从修补寿命的长短来分，坑洞修补可分为应急修补、半永久性修补和永久性修补三类，从修补的施工方式来分，则有冷
32、态修补和热态修补之分。传统的热补工艺仍然是永久性修补的主要方法。影响坑洞热补寿命的工艺因素主要是：施工气温；坑洞内部以及周围薄弱路面是否经过清理、干燥；坑洞底部、侧壁是否覆盖粘结剂；修补材料是否充分压实；修补材料与原路面的接缝是否经封边处理。实施标准热补工艺的设备是传统的综合养护车，车上除热混合料的贮存、保温、加热系统外，其他工作主要靠随车附带的手扶工具来完成，包括切边机、凿岩机、吹风机、手扶压路机等。坑洞热补工艺在20世纪90年代的新发展是美国热动力公司坑洞加热修补工艺，这一工艺利用丙烷气通过耐火砖的微孔间歇辐射加热的方式加温坑洞及周围路面，烘干水分，软化原路面，然后加入热沥青混合料后将它整
33、平、压实。美国热动力学公司发明的坑洞加热修补机，早期的加热修补工艺原期望能将原路面的沥青混合料加热熔化后与新补的材料能形成牢固的结合。但实践证明，由于坑洞周边的原路面处在半损坏的状态，对坑洞不作处理直接填补新料的方法往往得不到良好的效果。因而，随后开发的坑洞加热修补机，增加了液压驱动或手工操作的钉耙，用来将周边旧料耙松与新料混合后再填补压实。坑洞加热工艺的另一个局限性是由于受沥青混合料导热性差的限制，其加热深度通常只能达到45 cm，因而补坑的深度大都限制在表层的浅坑。在应急修补中采用热补工艺虽然省掉了切边、清洁、压实、封边等工序，但由于需要加热沥青混合料，仍然要有较多的装备，从而降低了修补的
34、快速性要求，而寿命也只能维持23个月的时间。因此，在近些年来有着良好快速性的冷补工艺有了很大的发展，逐渐成为应急修补坑洞最常用的方法。标准的冷补工艺只需使用某些简单的手工工具，补坑的时间只需数分钟即可。冷补工艺的新发展是根据美国SHRP计划研究成果而开发成功的压力喷射修补工艺。这一工艺的特点是将集料与加热至适当温度的乳化沥青在喷咀部位经混合后，用高压空气喷射至坑洞内直至填满为止，它是由以下四道工序组成。高压空气喷吹清除坑内的松碎材料、杂物和水分；在坑底和侧壁喷洒粘层油；高压喷射裹覆有乳液的集料至坑洞；喷射细集料至补坑料表面形成一层保护层。压力喷补工艺节省了碾压的工序所以修补工作十分简单只需一台
35、机器一人操作即可，一个小面积的坑洞修补工作只需12分钟即可完成。压力喷补工艺特别适合于小面积坑洞和大裂缝的修补。成功实施压力喷补工艺的一项重要条件是乳化沥青与集料之间必需具有良好的相容性，因此十分重要的是事先必须在实验室对集料与乳化沥青之间的相容性做出评价，以优选相容性良好的原材料。上一世纪90年代中期我国曾引进过压力喷补的设备，但这一技术并未获得广泛应用，其原因也在于此。2 裂缝填封中、大裂缝的修补都需要清除裂缝周边己经损坏的材料，因此扩缝处理是必需的工序。对于大裂缝来说，在许多场合其原因常是由基层或路基引起的（例如不均匀的沉降），因而修复工作往往需要除去整个路面，甚至直达路基，己经属于全深
36、度翻修的范畴而不是修复性养护作业了。属于修复性养护的裂缝填封主要是针对那些由于低温、推移、反射等引起的，其损坏主要存在于面层内部的裂缝而言的。影响裂缝填封寿命的工艺方面的主要因素是：施工气温；裂缝是否作清洁、干燥处理；裂缝填封的方式。裂缝填封的方式对填封寿命有着重要的影响，美国SHRP计划的研究结果表明对于六种不同的裂缝填封方式，其寿命的差别是十分显著的，寿命最长的是方槽贴封式和浅宽槽的无贴封式两种方式。根据美国SHRP计划的研究成果，裂缝填封的先进工艺应包括以下工序：开槽扩缝加热压缩空气清洁干燥缝壁压力填充补缝材料撒砂封边目前先进的裂缝填封设备都是根据上述工序设计制造的。裂缝填封的寿命与所采
37、用的填封材料的性能也有很大关系。用普通的热沥青或乳化沥青作为填封材料，不如改性沥青与改性乳化沥青，而近些年来裂缝填封效果的大幅度提高则得力于以橡胶沥青为原料的特种裂缝填封胶的成功开发。此类裂缝填封胶有着非常高的粘弹性，可适应裂缝受外力的影响而引起的涨缩，同时又具有极佳的与缝壁粘结和防水的性能。修复性养护技术的发展趋势与展望在坑洞修补中，修补材料的压实质量、表面的平整度、修补的快速性，仍然是目前坑洞修补技术中没有完善解决的问题。沥青路面修复性技术总的发展趋势将围绕着上述问题从材料、工艺和设备三方面来取得进展。1新材料在坑洞修补材料的发展中，高性能的专用冷补材料的开发是一个明显发展趋势。如果说在开
38、始发展可以长期贮存的冷补材料时，主要的对象是应急性修补，则目前专用的冷补材料的性能己经可以使修补寿命提高至12年左右。应急性冷补材料主要是由慢凝的轻制沥青制作的，而专用的冷补材料则是按专门的配方和拌和工艺生产的，这些材料大多是一些专利产品，例如美国的UPM、Perma-Patch、QPR2000等品牌的冷补料。随着新的高性能的冷补材料的进展，结合冷补工艺的改善，使坑洞冷补的寿命接近永久性修补寿命是完全可能的。采用专用冷补材料的优越性是十分明显的，表1是美国SHRP计划106课题试验研究的结果。从表 中可以看到不仅是修补寿命有了很大提高，在各种条件下的平均寿命达到了1.5年，而且对施工气温、坑洞
39、干燥程度的敏感性也大大降低了。2新工艺在坑洞修补工艺的发展方面，总的趋势是冷补工艺的发展较热补工艺更快。美国SHRP计划的研究在保持应急冷补工艺快速性的基础上提出了一种所谓“半永久性修补”的工艺，它是由以下五道工序组成的：清除坑中的水分和杂物；切除周围半损坏的材料；喷洒粘层油；填入冷补材料；用小型机具压实冷补料。半永久修补工艺较常规的应急修补工艺增加了切边、喷洒粘层油和碾压等三道工序，虽然会增加数分钟的修补时间，但却大大提高了修补的牢固程度。在坑洞的压力喷补工艺方面需要解决的问题是进一步改善坑洞表面的平整度。在热补工艺方面提高坑洞修补深度将是加热修补工艺进一步发展需要解决的问题，在这方面微波加
40、热将会是一个值得关注的方向。微波加热沥青路面的优越性是明显的，因为微波加热依靠增加材料分子运动的动能来使被加热物体升温，因而加热是由内及外的。微波加热具有深部加热、热惯性小、控制容易的特点，特别适宜于导热性能很差的沥青路面的加热。限制微波加热技术用于沥青路面加热领域的原因是高强度微波辐射的防护问题和将燃料能转换成微波能的能量转换效率过低。如果为减少微波幅射强度和能量损失而降低微波加热的强度，则必然将延长微波加热的时间而使其在加热的快速性上失去优势。根据计算以90 kw的微波功率将一面积为1 m2的坑洞在深度10 cm内平均升温130，大约需要9 min，而产生90 kw的微波功率大约需要145
41、 kw的电能。在提高路面局部修补的快速性方面的一个值得注意的趋势是随着快速冷补工艺的发展，在干线公路上将更多地采用将快速冷补坑洞与全车道局部翻修相结合的工艺，亦即当出现个别坑洞时采用半永久性的冷补工艺，当在局部面积内出现较多的坑洞或坑洞损坏的先兆时（如出现局部龟裂）采用全车道局部翻修的工艺。3新设备坑洞修补设备未来总的发展趋势是各类修补设备将沿着不断满足新材料和新工艺的发展而取得进展。对于实施传统热补工艺的综合养护车来说，采用预制的热补混合料，将贮存热混合料的容器改为具有加热、升温和搅拌功能的现场搅拌器将是一个重要的发展趋势。对于坑洞加热修补设备来说，出现了向小型化方向发展的趋势。一种手扶式的坑洞加热修补设备，所用的加热源是红外线。在加热技术方面，随着红外线发射管热效率的提高，加热技术在坑洞热补设备上除了火焰辐射加热方式外，红外线加热技术也将是一个有竞争力的选择。新的加热技术在坑洞热补设备上的应用，最值得关注的是微波加热技术，广东威特真空电子公司与长沙交通学院共同研制开发的微波加热补坑设备。在小坑洞修补和大裂缝填封方面的设备，压力喷射修补机将是一个有竞争力的修复性养护设备，它将进一步围绕改善乳化沥青与集料的混合与裹覆和加强压力喷射的强度以改善填补材料的粘结性能方面取得进展。【精品文档】第 13 页