CN103452025A - 一种快速公路路面快速修复养护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速公路路面快速修复养护方法，首先用水对路面进行清洗，然后对路面进行微波加热，使路面干净并干燥，再以沥青再生剂在干燥的路面上进行雾喷，使沥青再生剂充分渗透；之后以微波加热路面使其达到可重塑的程度；最后对已经被加热达到可重塑程度的路面进行压实重塑，使其达到密实平整，由此，能够提供在不破坏路面的情况下、快速、高效、经济实用、方便可行的快速公路预防性再生养护方法。

Description

一种快速公路路面快速修复养护方法

技术领域

本发明涉及路面养护施工方法，更具体地说一种快速公路路面快速修复养护方法。

背景技术

据有关资料统计，快速公路路面沥青混凝土路面造价占公路总造价的1/4～1/3，并且维修经费绝大部分用于路面，沥青混凝土路面普遍存在的技术和质量难题主要有两点。一是耐久性差，目前国内沥青混凝土路面较长的使用寿命为8～12年，普遍短于设计使用寿命15～20年，而且因自然环境和运行状况不良，有的路面甚至3～5年即需要整体翻修改造。二是路面的早期破坏严重。有的新路开通后1～3年，长的6～8年就出现坑槽、开裂、车辙、抗滑性能不足等病害而需要维修。

预防性养护是在沥青混凝土道路生命周期内采用一系列养护措施的系统方法。预防性养护措施可以改善路况，提高行使质量，延长路面寿命，降低生命周期费用，是用一种济有效的方式来延长路面寿命和提高道路系统性能。研究表明采取预防性养护的路面其效益费用比是不采取任何养护措施的路面的6～10倍。据有关资料显示，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12％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，快速公路经预防性养护后，可节约成本70％左右。

沥青混合料是一种典型的粘弹塑性复合材料，在实际工作范围内主要表现为粘弹性体，在施工压实过程中为粘塑性体。材料的非弹性主要表现在它的变形在卸载后不可恢复性，即塑性和不可瞬时恢复性即粘性或弹性后效。任何粘弹性材料都具有流变性态，其变形性态和破坏性态与时间或温度有关，随着温度的升高会导致强度和模量的急剧减小，抗车辙变形能力降低。所以在现有的快速公路的渠化交通和重载交通下，一段时间后路面出现车辙等病害是不可避免的。

我国快速公路网现在已经基本建成，很快就要全面进入维修养护时期。快速公路的维修养护和新建一样，需要一整套先进的科学技术。随着国民经济快速、协调发展，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验。现有快速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限，常常在通车3年便出现了较为严重的早期破损现象。在当前公路建、养资金严重不足的情况下，研究快速公路的预防性养护的施工方法具有特别重要的现实意义。

快速公路路面稀浆封层是在常温条件下将乳化沥青、级配矿料、填料、水及黝口剂按一定的比例拌成糊状流动的混合料，并及时摊铺在路面上而形成的一定厚度的路面薄层，起到防水、防滑、耐磨及恢复路面使用功能的作用，主要用于普通公路快速公路的维修养护，目前在快速公路的养护中应用较少。这种封层能提高路面的防水性和抗滑性能，根据稀浆混合料中骨料的最大粒径分为细封层、中封层、粗封层。细封层，宜用于填补裂缝、填充空隙和轻交通量的路面封层；中封层，宜用于预防性的养护，以修补沥青面层的松散、开裂和老化，改善中等交通量道路和重交通量道路的抗滑能力，并可用作快速公路或水泥混凝十路亟的磨耗层或者稳定类基层的封层；粗封层，宜用于多层式封层的底层，并可用于面层，提高道路抗滑能力。传统的稀浆封层混合料有较高的含粉量和油石比，具有很好的防水性能，但由于集料中粒径较小，耐磨差，易泛油，故满足不了快速公路的路用要求。乳化沥青稀浆封层作为冷态的沥青混合料，沥青经乳化后其路用性能均有不同程度的下降，尤其是粘弹性指标下降较多，其应用始终受到结合料乳化沥青的制约，使得稀浆封层到目前为止，仍局限在二级以下低等级道路的面层上使用。对于高等级道路，因其路用性能要求和交通荷载大等特点，普通稀浆封层仅适用于高等级公路的下封层。

近年来，又研制成功改性稀浆封层，掺入高分子聚合物对普通乳化沥青材料进行改善，这种改性乳化沥青稀浆封层被称为“表面精细处治功能层″，简称“微表处功能层”。微表处功能层采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂按一定配比拌和成稀浆涠合料并迅速摊铺到原路面上，在摊铺后可在较短时间内开放交通的薄层结构，简称骼。微表处功能层的不足之处主要是对路面的养护和维修有局限性，由于微表处功能层往往采用一次摊铺成型的施工方法，使得摊铺厚度很难保证均匀，一次雕铺成型的微表处功能层往往在封层表面容易出现“亮光带”，这种现象很难在实际施工过程中得到有效的改善。在一些重交通量的路段，由于高负荷的行车，路面的构造深度已完全丧失，路面太滑，不挂料，如果进行微表处处理，则很难保证摊铺厚度的均匀性，极易发生剥落现象。

现今快速公路沥青混凝土路面的早期病害多以以下两种形式出现：

1、由于车辆迅速大型化且严重超载，车辙，特别是在重车道上的车辙出现非常严重：

2、由于沥青老化及与粒料的粘结力不足出现沥青剥落、快速公路压实度不足、空隙率偏大导致微裂缝、龟裂、网裂、松散、麻面、渗水等。

对于这两种较为严重的早期病害，目前通常是先铯铣后重铺，这样不仅极大地浪费了不可再生的石料和进口沥青资源，而且还严重污染环境。也有部分路段尝试采用微表处工艺，微表处技术是以高分子改良乳化沥青为粘结材料，并目以薄层工艺为主的冷拌混合料施工技术。这种技术采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料，摊铺到原路面上，形成具有高抗滑和耐久性能的薄层，并能很快开放交通。微表处有良好的封水效果，可以有效防止路面水损害的发生和发展，扭转路面坑槽补不胜补的被动局面。该技术主要用于建立和恢复道路表面功能，使道路形成防水、抗滑、耐磨、耐久的表面功能层。但是，该工艺也有明显缺点，比如外观有疤痕样突起，行车噪音大，一旦有剥落，其外观将十分难看。沥青再生剂是一种通过其与沥青的化学反应来改善老化沥青性能的产品。沥青再生剂的原液是一种稠度低的液体，流动性好，在现场试验中，用沥青再生剂处理发状的细小裂缝效果极佳，像发状一样的裂缝也能渗入到结构内部，如果裂缝较深，沥青再生剂原液就会源源不断的渗入。沥青再生剂有以下几种特性：

1、防水性：通过渗水试验表明，经沥青再生剂处理的路而其渗水量能下降90％。

2、良好的流动性：可对于裂缝宽度小于5mm的裂缝进行处理，而在裂缝小于5mm之前，一般不可能通过铣刨重铺维修，而热沥青又很难灌进这样细小的缝中，采用沥青再生剂浓缩液或稀释来处理，既方便又经济，而且效果显著。

3、粘合性：沥青再生剂是沥青的同类材料，经化学反应能与沥青良好结合，并使老沥青获得再生。

4、渗透性：沥青再生剂的渗透能力取决于沥青混凝上本身空隙率的大小及沥青再生剂的稀释程度。

目前对于沥青再生剂的应用，主要有：1、直接雾喷法沥青混凝土表面形成雾喷层，这种方式虽然简单，但是却无法达到较好的修复效果，如没有经过热处理，整体性不好、下层的骨架损害无法修复、表面的平整度不佳等等；2、破碎原有沥青混凝土加入再生剂，通过热法或者冷法拌合再生，这种方式破坏路面。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种在不破坏路面的情况下、快速、高效、经济实用、方便可行的快速公路预防性再生养护方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明快速公路预防性再生养护方法的特点是首先用水对路面进行清洗，然后对路面进行微波加热，使路面干净并干燥，再以沥青再生剂在干燥的路面上进行雾喷，使沥青再生剂充分渗透；之后以微波加热路面使其达到可重塑的程度；最后对已经被加热达到可重塑程度的路面进行压实重塑，使其达到密实平整。

本发明快速公路预防性再生养护方法的特点是可以按如下步骤操作：

一种快速公路路面快速修复养护方法，具体步骤包括如下，

第一，在施工前，进行现场调查，确定修补模块的具体施工地点和范围，量测每处的修补模块量，

即修补模块高度，长度，宽度、深度并按处理后的坡降4为10％的要求，计算出修补模块的宽度：

计算出修补模块料的体积、重量，并将以上数据列表记录；按高速公路管理的要求作好安全防护，摆放好路牌、交通锥和警示装置；

第二，用压力为500-2000K帕的蒸汽压力泵的高压高热气体对清理施工点，用钢丝刷清除填补范围内的泥土、污物与酥松部分，吹掉粉尘；

第三，用微波对路面进行加热至160℃～220℃，持续6～15分钟，使沥青混凝土裂缝里的水分和空气加热溢出，并用压力为500-2000K帕的蒸汽压力泵的高压高热气体充分干燥路面；

第四，在保持160℃～220℃的状态下，将沥青再生剂雾喷到沥青混凝土路面表层，使其表面湿润，无明显液体积聚，保持一段时间使沥青再生剂渗入到沥青表层3.5cm～6cm深度的沥青混凝土中；

第五，用微波对路面加热至225℃～285℃，持续9～15分钟，使沥青混凝土达到可塑的程度；

第六，采用振动压实或静压压实的方式使路面平整密实得到第一层路面；

第七，然后在第六步的基础上，在第一层路面上面保持160℃～220℃的状态下，加上防水层，其中防水层的重量份或体积份配比：集料100份、聚合物改性阳离子乳化沥青16～22份、水3～5份、硅酸盐水泥或消石灰1～8份、添加剂0.7～1.5份；

第八，然后在第七步的基础上抗滑磨耗层的重量份或体积份配比：集料100份、聚合物改性阳离子乳化沥青6～11份、水7～13份、硅酸盐水泥或消石灰1～3份、添加剂0.1～0.5份。

第九，然后在第八步的基础上包括以下各组份，30～90％硫铝酸盐或/和硅酸盐水泥、0.1～40％聚合物树脂乳液或可再水分散聚合物胶粉、6～60％细砂、3～30％碎石、0.1～15％无机改性剂和0.5～6％增强纤维。

第十，在第九步的基础上铺设降噪保水降温半柔性路面。

所述快速公路路面快速修复养护方法，其中，是在路面温度为125℃～135℃，采用振频为55Hz～85Hz的振动压路机；在路面温度降低在50℃～76℃时，采用双钢轮静压压路机或充气式轮胎压路机完成终压。

所述快速公路路面快速修复养护方法，其中，安全防护一清理一配料一修补一表面处理一养护一交付使用。

a、用水清洗快速公路上的污物和灰尘；

b、用微波对路面进行加热至100℃～105℃，持续3～5分钟，使沥青混凝土裂缝里的水分和空气加热溢出，充分干燥路面；

c、在热的状态下，将沥青再生剂雾喷到沥青混凝土路面表层，使其表面湿润，无明显液体积聚，保持一段时间使沥青再生剂渗入到沥青表层1.5cm～3cm深度的沥青混凝土中：

d、用微波对路面加热至125℃～135℃，持续5～8分钟，使沥青混凝土达到可塑的程度；

e、采振动压实或静压压实的方式使路面平整密实。

上述步骤e是在路面温度为125℃～135℃，采用振频为40Hz～45Hz的振动压路机；在路面温度降低在90℃～125℃时，采用双钢轮静压压路机或充气式轮胎压路机完成终压。在快速公路再生养护中，材料在微波作用下，沥青混凝土中各种材料对微波能的吸收效率直接影响到自身的温升和微波在材料中的传播，吸收效率由高到低依次为水、沙石集料、沥青所以水分最早直接蒸发掉，由于沥青料(按重量比约占5.2％)对微波热量的吸收迟钝，主要靠沙石料产生热量并将热量传给沥青料，这样沥青与聚集料之问的结介粘性便有了明显的改善。其次，微波加热速度快易于控制，体现了很好的即时性和可控性。在实际的试验中，测得采用微波加热路面15分钟，加热深度可达8cm左右，表面层0～2cm深度的温度为145～165℃，中间层2～5cm深度的温度为90～115℃，中间层以下3cm深度的温度为65～75℃，这个温度对于沥青混合料的压实重塑是非常适用的。

对于路面轻微变形，仅仅需重塑表层以下0～3cm的深度，一般预防性养护，不会有较深变形；另外，沥青混凝土是一种粘弹塑性复合材料，在温度从70℃～165℃的过程中，特性没有明显改变，仅仅是塑性随温度升高慢慢变大，弹性随温度升高慢慢变小。与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明方法为原路面加热重塑再生，改变了刨铣后加入沥青再生剂热搅拌再生，再摊铺，或者降级使用的浪费现象，既节约、又环保。

2、本发明方法对于路面首先进行微波加热，使影响沥青混凝土路面性能的有害杂质水分大量蒸发，再以沥青再生剂进行雾喷，修复了沥青混凝土表面裂缝，使沥青混凝土路面有着更好的使用性能和更长的使用寿命，使得对于沥表路面的养护具有了经济实用和方便可行极好的技术效果。

3、本发明方法施工快捷，能快速恢复交通。

4、本发明方法修复效果好，无论是行车的舒适性还是外观上都与新路面一样。

5、本发明方法施工质量稳定，是对于原有路面的进一步压实，可以使路面的压实效果更好。

本发明属于修补高速公路路面混凝土错台的施工方法。在高速公路上，错台是相当普遍的现象，是公路养护的一大难题。目前，治理错台的方法，存在施工时间长、铺盖厚度大、对原来水泥混凝土的黏结力低、使用寿命短等缺点。本发明提供的高速公路路面混凝土错台的施工方法，使用专用材料“错立平″，并提出了一种简易、经济的消除错台的观念与思路，即将原采用的“开肠破肚″、整体置换的大修工程，改为经常性的、局部的、精心护理式的小修小补工程，早发现早修补，快补快通车。该施工方法具有：方法简便、施工快捷、材料粘结力强、维护环保好、费用省，“简、快、牢、好、省″的特点。适用于高速公路的修复。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种快速公路路面快速修复养护方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一，在施工前，进行现场调查，确定修补模块的具体施工地点和范围，量测每处的修补模块量，

即修补模块高度，长度，宽度、深度并按处理后的坡降4到10％的要求，计算出修补模块的宽度：

计算出修补模块料的体积、重量，并将以上数据列表记录；

第二，用压力为500-2000K帕的蒸汽压力泵的高压高热气体对清理施工点，用钢丝刷清除填补范围内的泥土、污物与酥松部分，吹掉粉尘；

第三，用微波对路面进行加热至160℃～220℃，持续6～15分钟，使沥青混凝土裂缝里的水分和空气加热溢出，并用压力为500-2000K帕的蒸汽压力泵的高压高热气体充分干燥路面；

第四，在保持160℃～220℃的状态下，将沥青再生剂雾喷到沥青混凝土路面表层，使其表面湿润，无明显液体积聚，保持一段时间使沥青再生剂渗入到沥青表层3.5cm～6cm深度的沥青混凝土中；

第五，用微波对路面加热至225℃～285℃，持续9～15分钟，使沥青混凝土达到可塑的程度；

第六，采用振动压实或静压压实的方式使路面平整密实得到第一层路面；

第七，然后在第六步的基础上，在第一层路面上面保持160℃～220℃的状态下，加上防水层，其中防水层的重量份或体积份配比：集料100份、聚合物改性阳离子乳化沥青16～22份、水3～5份、硅酸盐水泥或消石灰1～8份、添加剂0.7～1.5份；

第八，然后在第七步的基础上抗滑磨耗层的重量份或体积份配比：集料100份、聚合物改性阳离子乳化沥青6～11份、水7～13份、硅酸盐水泥或消石灰1～3份、添加剂0.1～0.5份。

第九，然后在第八步的基础上包括以下各组份，30～90％硫铝酸盐或/和硅酸盐水泥、0.1～40％聚合物树脂乳液或可再水分散聚合物胶粉、6～60％细砂、3～30％碎石、0.1～15％无机改性剂和0.5～6％增强纤维；

第十，在第九步的基础上铺设降噪保水降温半柔性路面。

2.根据权利要求1所述的快速公路路面快速修复养护方法，其特征在于，

所述第六步骤是在路面温度为125℃～135℃，采用振频为55Hz～85Hz的振动压路机；在路面温度降低在50℃～76℃时，采用双钢轮静压压路机或充气式轮胎压路机完成终压。

3.根据权利要求1所述的快速公路路面快速修复养护方法，其特征在于，

施工流程包括：安全防护一清理一配料一修补一表面处理一养护一交付使用。