城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

劉麗芬，鄧小青，王亞寧

(1.西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西西安 710068；2.西安市市政設(shè)施管理局，陜西西安 710016；3.長(zhǎng)安大學(xué)，陜西西安 710021)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，道路交通等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度也進(jìn)一步加快。良好的路面狀況及舒適的行車(chē)環(huán)境不僅滿足了人們的日常出行要求，同時(shí)也提升了整體城市的形象和品位。瀝青路面以其良好的路用性能、開(kāi)放交通快、行車(chē)舒適、噪音低、養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于城市道路。目前，我國(guó)城市道路已大量進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期，瀝青路面的養(yǎng)護(hù)工作正面臨前所未有的挑戰(zhàn)，具有任務(wù)重、難度大、社會(huì)關(guān)注度高等特點(diǎn)。因此，對(duì)城市瀝青路面養(yǎng)護(hù)問(wèn)題進(jìn)行研究非常必要。

1 城市道路養(yǎng)護(hù)維修特點(diǎn)和要求

1.1 路面養(yǎng)護(hù)維修對(duì)城市交通和城市配套設(shè)施的影響大

我國(guó)城市當(dāng)前機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增長(zhǎng)速度快，對(duì)道路交通產(chǎn)生了較大壓力，城市交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，在這種情況下進(jìn)行道路養(yǎng)護(hù)維修工作，大大加重了交通壓力，嚴(yán)重影響著市民的正常出行。同時(shí)，城市道路地下管線等各種配套設(shè)施系統(tǒng)復(fù)雜，施工中需特別注意對(duì)各種城市配套設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，增加了對(duì)施工設(shè)備的要求；另外施工場(chǎng)地和材料堆放場(chǎng)地受限，對(duì)施工組織和材料運(yùn)輸有較高的要求。

1.2 城市道路養(yǎng)護(hù)維修對(duì)城市環(huán)境的影響大

在舊路開(kāi)挖、廢料運(yùn)輸、加熱融化瀝青、機(jī)械設(shè)備作業(yè)等過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生一系列的污染，如粉塵污染、固體廢棄物污染、廢氣污染和噪音污染等，對(duì)周邊市民的工作、生活和城市環(huán)境衛(wèi)生會(huì)造成較大影響。

城市道路是一種特殊產(chǎn)品，建設(shè)城市道路資源消耗多、資金投入高、對(duì)周邊環(huán)境影響大?，F(xiàn)代環(huán)保和經(jīng)濟(jì)理念對(duì)城市路面養(yǎng)護(hù)維修提出了新的要求。在城市路面養(yǎng)護(hù)中應(yīng)提高道路維修改造中資源的利用率，積極推廣循環(huán)利用理念和技術(shù)；注重道路改造與環(huán)境保護(hù)并舉，以及使道路發(fā)展與生態(tài)環(huán)境相和諧；積極采用新工藝、新技術(shù)、新材料以增加道路改造建設(shè)的效益；大力推廣新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)，拓展舊路改造或升級(jí)的技術(shù)新途徑；做好舊路材料的回收利用和污染物的妥善處理，以最小的資源消耗和環(huán)境污染來(lái)獲取最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 對(duì)施工控制要求高

主要體現(xiàn)在工期、噪聲、揚(yáng)塵、交通影響等方面?，F(xiàn)在有很多城市，為了降低道路施工對(duì)市民出行的影響，都要求利用夜間對(duì)道路進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。為了減少噪聲及對(duì)白天交通的影響，2005年起，廣州市政部門(mén)開(kāi)始大力推廣道路非開(kāi)挖技術(shù)，大幅度減少了主干道的挖掘。由于非開(kāi)挖施工有造價(jià)低、噪聲較少、不影響交通和市容等優(yōu)點(diǎn)，因此，地下管線橫過(guò)主干道的施工，只要技術(shù)條件許可，一律采用頂管等非開(kāi)挖技術(shù)。廣州當(dāng)年對(duì)交通信號(hào)燈改造的100多個(gè)項(xiàng)目，全部實(shí)現(xiàn)了橫穿馬路采用頂管施工技術(shù)，減少了對(duì)市民和交通的影響；2008年，西安市市政委出臺(tái)新規(guī)定：所有城市道路大修施工均在夜間進(jìn)行，以方便行人白天的通行，若周邊路網(wǎng)其他城市道路施工實(shí)施封堵后，必須24 h連續(xù)施工。為了減少揚(yáng)塵對(duì)空氣造成的污染，西安市近幾年還大力推行就地冷再生技術(shù)，既可節(jié)能降耗，保護(hù)環(huán)境，減輕噪聲及揚(yáng)塵污染，又能縮短施工期，最大限度降低了對(duì)市民的干擾；2012年，鄭州市要求在城市道路維修中，采取晚10時(shí)封閉、早晨6時(shí)放行的方式，集中力量分段進(jìn)行快速施工，完成一處，轉(zhuǎn)場(chǎng)一處，不實(shí)行大范圍的封閉施工，有效降低了對(duì)群眾生活的影響。灑水車(chē)每天早、中、晚三次進(jìn)行降塵作業(yè)，來(lái)降低道路施工對(duì)市民出行的影響。

2 城市瀝青路面養(yǎng)護(hù)中常見(jiàn)的問(wèn)題及對(duì)策

通過(guò)多年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及調(diào)查結(jié)果顯示，城市瀝青路面的病害主要表現(xiàn)為以下幾種形式：裂縫、車(chē)轍、泛油、磨光、龜裂、沉陷、坑槽、擁包等，其中裂縫、車(chē)轍和磨光最為常見(jiàn)。這與城市逐年劇增的交通量和瀝青路面修建和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量有很大關(guān)系。要消除或避免以上路面病害，可采取以下幾種養(yǎng)護(hù)措施：

2.1 路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是在路面未發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞前，為更好地保持路面的良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，延緩未來(lái)路面破壞時(shí)間，延長(zhǎng)路面使用壽命，在不增加結(jié)構(gòu)承載力的前提下，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，采取相應(yīng)的技術(shù)措施改善路面系統(tǒng)的功能狀況，提升路面服務(wù)水平。近年來(lái)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)觀念越來(lái)越受到重視。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的種類分為兩類：表面封層（包括霧封層、同步碎石封層、稀漿封層、微表處等）；薄層罩面。

（1）霧封層是一種將乳化瀝青稀釋液或特制路面保護(hù)劑灑布在現(xiàn)有瀝青路面上的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。包括改善路表狀況，增強(qiáng)密水性的普通霧封層和能夠?qū)匣访孢M(jìn)行再生的含再生劑類霧封層。霧封層可在新路通車(chē)2～4 a或大修后1～2 a使用，適用于交通量較低、行駛速度較低，路面有輕微或中度的松散、裂縫，路表瀝青老化但抗滑性較好的城市道路上，不能用于修復(fù)車(chē)轍或損壞嚴(yán)重的路面。

（2）稀漿封層是由適當(dāng)級(jí)配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）、乳化瀝青、外摻劑和水為材料，按一定比例拌和成稀漿狀，攤鋪、硬化、成型后起到封層作用的一種路面結(jié)構(gòu)。使用前，應(yīng)對(duì)原路面的裂縫、坑槽、龜裂、擁包等提前修補(bǔ)或銑刨。稀漿封層的鋪筑厚度一般在3～10 mm，可提高路面的防水、防滑、耐磨性能，適用于修復(fù)瀝青路面輕度松散、乏油、微觀校平（小于10 mm）、車(chē)轍修復(fù)（深度小于15 mm）、恢復(fù)表面功能等。

（3）微表處是在稀漿混合料中加入特殊的高分子聚合物和添加劑而形成的改性乳化瀝青稀漿混合料攤鋪在路上，形成8～12 mm的路面處治層。與稀漿封層相比，其具有更好的抗滑阻力、抗磨耐久性和強(qiáng)度，更加適用于交通流量大、行駛速度高，具有細(xì)小裂縫、中度老化、松散、抗滑不足、輕度泛油和深度小于25 mm的車(chē)轍等病害的城市主干道和快速路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)。

（4）同步碎石封層是將流體瀝青與潔凈干燥的均勻石料噴灑在路面上，瀝青與石料在短的時(shí)間內(nèi)完成爬升和結(jié)合，使石料表面70%被瀝青部分裹覆，并在外荷載作用下不斷形成強(qiáng)度。碎石封層具有良好的耐磨性、耐久性和防水性能。纖維瀝青碎石封層是用纖維瀝青碎石封層核心設(shè)備同時(shí)灑布瀝青粘結(jié)料和玻璃纖維，然后在上面撒布碎石經(jīng)碾壓后形成新的磨耗層或者應(yīng)力吸收中間層的一種新型道路建設(shè)施工和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。纖維瀝青碎石封層能有效解決路面裂縫反射的問(wèn)題，能夠有效地吸收應(yīng)力和分散應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生，可以使磨損、老化、裂縫、松散等病害迅速得到修復(fù)，起到防水、防滑、耐磨等作用。同步碎石封層和纖維碎石封層適用于具有足夠強(qiáng)度和剛度，整體穩(wěn)定性良好，中度裂縫、剝落，輕微車(chē)轍，表面抗滑不足等城市瀝青路面養(yǎng)護(hù)。但施工完成后，不能立即通車(chē)，并有碎石飛散等缺點(diǎn)。

（5）薄層罩面按瀝青混凝土面層的厚度，可將其分為薄瀝青混凝土面層（25～30 mm）、很薄瀝青混凝土面層（20～25 mm）、超薄瀝青混凝土面層（15～20 mm）?；旌狭系念愋陀?AC-5、SMA-5、SUP-5、SAC-5、OGFC、Novachip和橡膠粉改性瀝青混合料。薄層罩面瀝青混凝土由于其面層較薄，基層及下面層的質(zhì)量是影響其平整度和承載水平的關(guān)鍵，層間粘結(jié)的好壞直接影響到表面層的受力狀況。是一種具有構(gòu)造深度大、抗滑性能好、噪音水平低、養(yǎng)護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)的磨耗層。適用于城市路面早期破壞的養(yǎng)護(hù)，如各種輕度或中度裂縫、由高溫穩(wěn)定性不足引起的車(chē)轍和擁包、表面松散剝落、泛油、磨光等病害的養(yǎng)護(hù)，同時(shí)可恢復(fù)路面平整度、修復(fù)深度小于10 mm轍槽和無(wú)結(jié)構(gòu)性破壞瀝青路面的表面功能。

2.2 路面修復(fù)

路面修復(fù)是針對(duì)已經(jīng)發(fā)生局部損壞的瀝青路面進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)工作。主要有路面坑槽修補(bǔ)，車(chē)轍填補(bǔ)和局部銑刨罩面等措施。

坑槽的修補(bǔ)技術(shù)包括填料式、挖補(bǔ)式、熱烘式和噴射式四種方法。其中，填料式是在緊急或雨季搶修時(shí)使用，具體采用保溫的瀝青混合料直接填補(bǔ)清理過(guò)的坑槽，然后壓實(shí)即可。但維修質(zhì)量不高，使用壽命較短。挖補(bǔ)式是最常見(jiàn)的處理方法，先開(kāi)槽成型，坑槽邊緣宜切成階梯狀，然后清理干燥坑槽，坑壁應(yīng)涂刷粘層油，然后分層填入和壓實(shí)保溫的瀝青混合料。挖補(bǔ)式維修質(zhì)量好，能徹底處理坑槽病害。熱烘式修補(bǔ)法是利用紅外加熱路面養(yǎng)護(hù)車(chē)，將原瀝青路面加熱，噴灑乳化瀝青，使舊料實(shí)現(xiàn)再生，再加入新熱料，分層壓實(shí)，并將切割好的坑壁加熱，使新舊面層實(shí)現(xiàn)熱接縫，提高接縫質(zhì)量。噴射法瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)是新一代高效快速修補(bǔ)路面坑槽的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)，利用高壓噴射方式，將已加熱的乳化瀝青經(jīng)過(guò)噴管與輸送帶送來(lái)的骨料相混合，通過(guò)控制噴管上的乳液、骨料和壓縮空氣三個(gè)操作開(kāi)關(guān)，將混合料均勻地噴射到路面坑塘中，達(dá)到密實(shí)粘結(jié)的效果，無(wú)需碾壓，立即開(kāi)放交通，具有高效率、低成本、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)。

車(chē)轍的形成原因決定了車(chē)轍的修補(bǔ)方法。對(duì)壓密和磨損型車(chē)轍，若無(wú)其他嚴(yán)重病害，車(chē)轍深度在10 mm以內(nèi)時(shí)，可直接采用單層微表處填補(bǔ)修復(fù)。若車(chē)轍深度在10～20 mm的范圍內(nèi)，則可直接采用復(fù)式雙層微表處修復(fù)。當(dāng)路面磨光或水損壞嚴(yán)重，則可在修補(bǔ)完車(chē)轍后再用微表處對(duì)車(chē)道加鋪l cm厚的罩面，以提高路面抗滑及防水能力和改善路況。對(duì)深度在20 mm以上的嚴(yán)重失穩(wěn)型車(chē)轍，主要是由于面層高溫穩(wěn)定性不足而產(chǎn)生。采用銑刨后加鋪瀝青混凝土面層修復(fù)技術(shù)。處治時(shí)，應(yīng)先銑刨掉車(chē)轍范圍的面層，并檢查下臥層狀況，若有病害應(yīng)進(jìn)行處治。處治后，車(chē)道整體鋪筑與原路面結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)層，充分壓實(shí)。

2.3 路面翻修

瀝青路面面層出現(xiàn)大面積的損壞時(shí)，采取再生或銑刨重鋪的維修作業(yè)。主要的技術(shù)措施有路面再生和銑刨重鋪。

路面再生技術(shù)可以把舊瀝青路面，經(jīng)過(guò)翻挖、破碎、篩分后，加入適量穩(wěn)定劑，在常溫下重新拌合后，作為路面再生混合料，用于道路的基層或底基層。瀝青路面再生技術(shù)的關(guān)鍵是瀝青的再生，瀝青路面在使用過(guò)程中逐步脆硬老化，其實(shí)質(zhì)是其中的瀝青結(jié)合料組分發(fā)生了變化，表現(xiàn)為瀝青針入度變小、延度降低、軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)升高等。按照組分調(diào)節(jié)理論，可向老化瀝青中加入失去的組分（瀝青再生劑），使組分重新協(xié)調(diào)，恢復(fù)瀝青的性能。再生的瀝青結(jié)合料加上調(diào)整后的集料級(jí)配即可形成新的再生瀝青混合料。

路面再生技術(shù)應(yīng)用最多的是就地冷再生技術(shù)。就地冷再生技術(shù)是在冷銑刨技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。利用專用路面再生機(jī)械，按照一定的厚度，將舊路面進(jìn)行粉碎處理，同時(shí)加入一定比例的集料或添加劑（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫瀝青和乳化瀝青等）改善級(jí)配，重新拌制獲得滿足路用性能要求的混合料，之后進(jìn)行攤鋪和碾壓成型等實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面的再生。就地冷再生施工工藝根據(jù)添加劑的不同，可以分為水泥冷再生、泡沫瀝青冷再生、乳化瀝青冷再生、石灰冷再生、粉煤灰冷再生等。具有能耗低、污染小，成本低等特點(diǎn)，但施工質(zhì)量控制難度較大，一般需要加鋪瀝青罩面層。主要適用于非基層和路基引起的瀝青面層的翻修。

2.4 路面重建

瀝青路面的結(jié)構(gòu)受到損壞，面層、基層甚至路基出現(xiàn)損壞而需要重建。主要技術(shù)措施有路面銑刨重鋪和全深式再生。

全深式再生技術(shù)作為一種更靈活、更能延長(zhǎng)路面使用壽命的技術(shù)而廣泛應(yīng)用于各種經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、坑槽的城市道路。它是將全部的瀝青面層和一定厚度的基層材料一同銑刨，同時(shí)加入一定量的再生添加材料進(jìn)行拌和，經(jīng)壓實(shí)后形成新的基層。全深式再生一般的處理深度為150～250 mm，最深可達(dá)300～500 mm。因此，全深式再生適用于瀝青路面基層的病害處理，特別是城市道路中病害嚴(yán)重的路面的翻修。全深式再生按穩(wěn)定劑類型可分為化學(xué)穩(wěn)定（水泥、石灰、粉煤灰）和瀝青穩(wěn)定（乳化瀝青、泡沫瀝青）兩類。全深式再生技術(shù)主要適用于病害較嚴(yán)重的瀝青路面，當(dāng)采用水泥、石灰、粉煤灰等無(wú)機(jī)結(jié)合料進(jìn)行再生時(shí)，再生層可以作為基層、底基層。當(dāng)采用乳化瀝青或泡沫瀝青再生時(shí)，再生層可作為下面層或基層。

西安市近幾年利用就地冷再生技術(shù)改造了十幾條道路，效果良好。如南北中軸線、北二環(huán)、長(zhǎng)樂(lè)路、東大街等，都采用的是全深式就地冷再生技術(shù)。

3 未來(lái)城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)

3.1 紅外輻射加熱

利用紅外線輻射加熱損壞路面（視損壞程度確定加熱時(shí)間），自然溫度在15℃～20℃時(shí)加熱l～2 min，使瀝青路面溫度達(dá)到110℃以上，然后用輕型壓路機(jī)碾壓即可。主要適用于路基完好、僅瀝青路面表層（一般為6 cm以內(nèi)）的病害修復(fù)，如微小裂縫，網(wǎng)裂，松散等，經(jīng)過(guò)紅外輻射加熱后，噴灑適量瀝青然后碾壓即可恢復(fù)瀝青路面表面功能。對(duì)于瀝青路面表面較小的坑槽，先清除雜物，然后利用燃?xì)饧t外輻射加熱將其加熱至150℃左右后，添加新瀝青混合料，攤平碾壓即可修復(fù)。該方法具有生產(chǎn)效率較高；節(jié)約道路建筑材料；無(wú)廢棄舊料，環(huán)保性較好的優(yōu)點(diǎn)，但存在加熱的上下均勻性不好，易使路面被烤焦或氧化等缺點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際情況選用。

3.2 微波養(yǎng)護(hù)技術(shù)

具有加熱速度快，加熱均勻，節(jié)能高效，易于控制等特點(diǎn)。微波加熱屬于內(nèi)部加熱，被加熱物本身成為發(fā)熱體，不需要熱傳導(dǎo)的過(guò)程，內(nèi)外同時(shí)加熱，故加熱快速而均勻。傳統(tǒng)的加熱方式加熱溫度不均勻，易燒焦表面瀝青，影響維修質(zhì)量。微波加熱系統(tǒng)的最大加熱深度達(dá)15～18 cm，因此對(duì)瀝青面層一般的病害，如松散、麻面、網(wǎng)裂、坑槽、龜裂、車(chē)轍、擁包、翻漿、蜂窩等均可進(jìn)行快速修復(fù)；對(duì)大面積的病害（4.5 m2以上）可采用多次連續(xù)加熱進(jìn)行處理。適應(yīng)于高等級(jí)公路和城市道路的養(yǎng)護(hù)。

3.3 彩色乳化瀝青微表處

彩色乳化瀝青微表處，是采用彩色改性乳化瀝青作為粘結(jié)料，一定級(jí)配的彩色骨料為集料，配以特殊化學(xué)改性劑，在常溫下攤鋪而形成的養(yǎng)護(hù)薄層，集路面養(yǎng)護(hù)與美化為一體，是一種新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

過(guò)去乳化瀝青微表處在我國(guó)主要是指采用黑色乳化瀝青為粘合劑，應(yīng)用同步碎石法形成的微表處，主要用以提高瀝青路面的防水性、耐磨性并提高路面服務(wù)年限，技術(shù)相對(duì)成熟。而彩色乳化瀝青微表處在我國(guó)將具有更廣泛的應(yīng)用前景，主要適用于公交專用道、綠道、自行車(chē)道、人行道、停車(chē)場(chǎng)、廣場(chǎng)、公園、小區(qū)、機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪、道路交叉口、高速公路收費(fèi)站與服務(wù)區(qū)，可實(shí)現(xiàn)功能與景觀、工程與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

彩色乳化瀝青微表處主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：顏色鮮艷持久、高低溫穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、防水性好、施工速度快、開(kāi)放交通早、工程造價(jià)低。

4 結(jié)論

綜上所述，城市瀝青路面的養(yǎng)護(hù)對(duì)提高瀝青路面的使用性能和使用壽命具有重要作用，對(duì)城市交通和城市環(huán)境影響重大，適時(shí)合理的養(yǎng)護(hù)特別是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以用較小的投入實(shí)現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)和使用效益，因此在養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)根據(jù)瀝青路面的壽命階段和病害程度，有針對(duì)性地選用養(yǎng)護(hù)設(shè)備、養(yǎng)護(hù)材料和養(yǎng)護(hù)技術(shù)，注重環(huán)境保護(hù)和資源利用，積極推廣和采用節(jié)能環(huán)保高效的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，科學(xué)組織，精心施工，為城市道路交通暢通奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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