沥青路面养护与维修新技术（97页）PPT

1、沥青路面养护与维修新技术,2015年3月,第三章 沥青路面预防性养护理论与实践 3.4 裂缝填封类预防性养护技术 3.5 封层类预防性养护技术 3.6 薄层罩面预防性养护技术,3.4 裂缝填封类预防性养护技术 裂缝的分类及防治措施 按成因分类：横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝 按养护工艺分类： 微裂缝、微小裂缝、小裂缝、中裂缝、大裂缝 按活动性分类：工作裂缝、非工作裂缝 处治措施 填、灌缝；乳化沥青稀浆封层； 罩面法；现场再生；HAP综合处理法,裂缝填封评价指标 黏结性；黏附性；抗高温软化性；抗低温脆裂性； 延展性；弹性；耐老化性 裂缝填封材料 热用沥青类：普通沥青、SBS改性沥青、橡胶沥青等；

2、冷用沥青类：乳化沥青、改性液体沥青； 常温树脂类：聚酰胺树脂、SBS等 专用材料：灌缝胶、贴缝带,裂缝处理的目的 对有关的裂缝进行清理，并采用合适的填缝料加以填封，以防水和砂、石、废屑等杂物侵入，从而减缓裂缝扩展、降低混合料侵蚀和减少水对基层的影响或保护邻近路面等。 处理裂缝目的： - 保护路面基础设施及其投资 - 减缓路面损坏速度 - 费用效果显著 - 延长路面使用寿命,裂缝填缝（sealing),裂缝灌缝(filling),作用：防止水和其它不可压缩物资侵入活动裂缝，采用特殊填缝料。,作用：防止水侵入非活动裂缝并保护临近路面，采用一般的填缝材料。,裂缝处理方法,采用裂缝处理的场合,表1 选

3、用裂缝维修方法应用场合,裂缝填缝（sealing)和灌缝(filling)的选择,表2 选用裂缝维修方法应用场合,填缝材料的选择 裂缝特征（宽度、活动等） 环境温度和施工条件 服务寿命、成本效益 填缝材料性能，理想的材料性能应： 准备时间短、养生时间短 施工和易性好 粘附性好、粘聚性高 抗软化和流动性好 柔软并具有弹性 耐磨、抗老化、抗气候影响,表3 填缝材料性能,资料来源：FHWA-RD-99-147,表4 填缝材料的选用,资料来源：FHWA-RD-99-147,不同裂缝处理材料的使用寿命 - 沥青和乳化沥青 使用场合: 用于没有开槽的非活动裂缝，平填，2-4年。 - 橡胶沥青 使用场合:

4、用于开槽的活动裂缝，平填或灌缝，5-9年。 （没有开槽2-5年） - 纤维沥青 使用场合: 用于没有开槽的活动裂缝，灌缝，不超过2年。 - 硅酮 使用场合: 用于开槽或锯槽的活动裂缝，填缝，至少4年。,裂缝处理的基本方式,平齐式 （flush-fill)：直接将填缝材料浇进没有修整的裂缝，并把多余的材料要刮去。 锯槽式样（reservoir）：在裂缝上部锯槽，并仅把裂缝处理材料浇入槽内，并把多余的材料要刮去。锯槽尺寸：宽度=12 mm-19 mm；深度=12 mm-25 mm 宽带式（overband）：将灌缝材料浇入并溢出路表面，然后将溢出的材料用刮板做成一定形状和宽度。容许裂缝较大距离的伸

5、缩带宽 = 75 mm-125 mm，厚度=3-5mm,裂缝处理的施工 施工季节 - 气温在零上 - 路面中水份最少 - 裂缝张开至一半宽 春天：水份太多 夏天：裂缝宽度太小 秋天：气温不高不低、雨水最少、裂缝宽度适中 冬天：气温变化大、水份多、裂缝太宽 为了减少裂缝中水可能引起的问题，应采用热气喷枪。,3.5 封层类预防性养护技术 雾封层、还原剂封层、同步碎石封层、乳化沥青稀浆封层与微表处、开普封层、纤维封层,雾封层 在老化的路面上，轻微地洒一层慢凝、水稀释的乳化沥青。 目的 作为预防性养护措施，雾封层主要用于恢复路表面的柔性，并可推迟路表处理和非结构性加铺 材料 乳化沥青: 阴离子慢凝SS

6、-1和SS-1h 阳离子慢凝CSS-1或CSS-1h （1表示粘度低，h表示沥青较稠） 稀释比例: 水：乳化沥青=1：1 到5：1）,雾状封层的使用场合和施工 使用场合 - 干脆硬的旧路面，以填封细小的裂缝和空隙 - 开级配沥青混合料路面，以防路表松散 - 石屑封层的齐平层，以更好的固定石屑 - 路肩封层，以防水的渗入 施工 - 裂缝处理之后，8-9月份 - 四年以上的加铺层 - 用量：0.1-0.15 加伦/平方码（粗糙多一些）路肩0.08加伦/平方码） - 清扫后立即洒 - 交通控制：乳化沥青一般在1-2小时后破乳，慢凝的4-6小时。,含砂雾封层 把砂子掺入还原剂等材料中，搅拌均匀，然后高

7、压雾化喷洒到路面，粘结渗透，补充流失的沥青，对老化的沥青有一定的还原作用，推迟原有沥青的老化。对普通雾封层（乳化沥青，无砂）来说是一个巨大的飞跃。 以乳化沥青为原料，加入聚合物，橡胶粉，纤维，矿物等特殊成份，形成超强的粘结性。防水防油防辐射。有很好的沥青粘附性，具备耐高温耐严寒的性能。,含砂雾封层砂子 与沥青结合性好；硬度高；干燥，干净。 在一定粒径范围内，40-70目（大约0.4mm-0.2mm），或者30-60目，等等。 常用石英砂和玄武砂。实际施工中根据情况可单独使用其中一种，也可以二者混合使用。,含砂雾封层施工 清扫路面，去除尘土砂石，油污，树叶，碎纸等等杂物； 保护路面标志标线和路缘

8、石等设施； 小裂缝等病害的预处理； 材料搅拌和喷洒； 等待破乳和干燥； 撤除保护，恢复标线等。,大型设备高压大面积喷洒,小型设备-高压小面积喷洒,碎石封层(Chip Seal) 石屑封层，是在需要修复的路面上洒布一定量的沥青结合料后立即进行集料撒布的一种是路面预防性养护技术。 根据撒布的层数可分为双层碎石封层(Double Chip Seal)和单层碎石封层(Single Chip Seal)。,碎石封层作用 增加路面抗滑性，提高行驶安全程度 提高路面防水性，减少路面水损害 防止下层路面氧化，老化和磨耗 赋予干燥风化路面以新生命 对小型裂缝及不完整部分进行填封 改善路面纹理结构 成本低且快速路

9、面更新,碎石封层的局限性 设计或施工不当会限制其使用寿命或导致提前失效； 松动的石屑可能导致车辆或挡风玻璃的损坏；容易出现碎石松动飞散的现象，影响行车安全； 道路噪音大； 施工和处理过程中延长了交通中断的时间； 由于该技术的自身较难克服的弱点限制了该技术在重交通、高速道路的使用；,碎石封层的局限性 随着材料改进与技术的发展，碎石封层也越来越多地用于重交通量的道路。为了提高其粘结性，较多采用橡胶沥青作为胶结料，即SAM应力吸收层 复合应力吸收层(SAMI):SAMI是用于延缓新铺罩面反射裂缝产生的一种封层结构。它也是先洒布一层改性胶结料，接着撒布一层碎石，再进行碾压，最后再进行一层罩面，如加铺的

10、罩面层为橡胶沥青混凝土，通常将这种结构称为橡胶沥青复合应力吸收层(SAMI-R),碎石封层的寿命 SHRP SP5： 5 年 澳大利亚: 8-15 年 新西兰 ： 8-15 年 南非: 8-12 年,碎石封层允许的路面状况,碎石封层的配合比设计 与一般的混合料设计有着明显的差异，碎石封层是一项与施工过程联系更为密切的技术。依赖于工程实践经验、施工机械、现场路面条件等，室内实验很难替代现场情况。 配合比设计工作的重点在于进行集料筛分，配备各集料用量及混合集料级配设计，建议集料洒布量为10kg/m2。 沥青用量的设计十分复杂，它与道路交通量、现有路面状况、集料特性及级配组成等因素有关，可通过现场试

11、验路（试验确定路面适宜的沥青，推荐沥青用量为2kg/m2）及工程经验确定。,碎石封层的施工工艺 路表面状况进行调查：对路面进行处理 路面清扫：提高沥青与路面的粘结 改性沥青洒布：沥青的温度应控制在6585之间 集料撒布：集料撒布车与沥青洒布车的间隔应不超过45m 碾压：对路面进行碾压，将该层压实度控制在30%以下，碾压应在集料撒布后5分钟内完成 路面清扫：避免通车后表面石料飞散 按缝处理：平顺一致，不出现集料堆积或露白现象 开放交通：施工24小时后方能开放交通，若交通控制较困难，在新铺筑路面通行时应控制车速不大于40km/h,同步碎石封层 也称为宏表处（Macrosurfacing），就是用专

12、用设备即同步碎石封层车，将碎石及胶结材料（改性沥青或改性乳化沥青等）同步洒浦在路面上，在自然行车碾压下，形成保护原有路面的沥青碎石磨耗层。 同步碎石封层是一种特殊的碎石封层，沥青结合料和石料同步撒铺，可采用改性沥青，与普通的碎石封层相比，可以大幅度增强粘结力，适合重交通量道路使用。同时成本与普通碎石封层相比提高很少，经济上和技术上都具有一定的优势,同步碎石优缺点 同步碎石封层与常规的碎石封层相比，其优点在于同步碎石封层是在1秒钟内同步完成洒布沥青和碎石，保证了沥青结合料的温度，提高了沥青与石料的粘结性。 同步碎石封层更适合使用各种改性沥青，从而提高与路面的粘结、温度稳定性，对路面变形的适用性等

13、，减少可能产生的石料松动，同时也提高了生产效率。 其缺点在于同步碎石封层是属于现场施工成型，与沥青混凝土不同，其质量受施工的影响较大。,同步碎石封层类型 细封层： 石料粒径：46mm 撒铺量：46m3/1000m2 形成厚度：约5mm 中封层： 石料粒径：610mm 撒铺量：79m3/1000m2 形成厚度：约8mm 粗封层： 石料粒径：1014mm 撒铺量：1113m3/1000m2 形成厚度：约12mm,同步碎石封层允许的路面状况,同步碎石封层的作用 良好的裂缝密封和防水性 极好的粗糙度和防滑性能 机械化施工，质量容易控制 适应性强 成本低 可用于重交通量路面,同步碎石封层的施工工艺 路表

14、面状况进行调查：对路面进行处理 路面清扫：提高沥青与路面的粘结 沥青和集料洒布：沥青的温度应控制在165170 之间 碾压：对路面进行碾压，碾压应在集料撒布后5分钟内完成 路面清扫 ：避免通车后表面石料飞散 按缝处理：平顺一致，不出现集料堆积或露白现象 开放交通：施工结束后即可开放交通通车2h之内，应设专人控制行车，车速不许超过30km/h,稀浆封层 稀浆封层是由机械设备将乳化沥青、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的薄层。 类型 按照矿料级配的不同：细封层（型）、中封层（型）和 粗封层（型），分别以ES-1、ES-2、ES-3表示； 按照开放交通的快慢

15、：快开放交通型和慢开放交通型； 按照是否掺加聚合物改性剂：稀浆封层和改性稀浆封层,作用 填封细小裂缝和其它路表损坏，放止水下渗 改善路表纹理，提供磨耗层 填封路表，降低路面老化和风化速度,稀浆封层施工 气温：不低于100C，不超过500C 路面条件：填封裂缝、去除拥抱、填补沉陷、去除路面标线 养生：在开放交通之前，保证足够的养生时间,应用场合 路面条件 轻微的裂缝、松散、和车辙(0.5英寸) 轻微的波纹、沉降、拥抱和滑动纹 交通条件：低交通（卡车10%） 稀浆封层选用 I型：填封细小裂缝、路面加铺前路表处理 II型：路面松散、改善路表摩擦系数 III型（粗粒式）,微表处 微表处是一层较薄的由聚

16、合物改性乳化沥青、水、级配良好细矿料、矿粉和其它添加剂组成的混合料。其主要材料和稀浆封层基本相同。 作用 阻止松散的表面氧化 改善表面抗滑 充填车辙/较小的路面不平整 封路面表面,微表处允许的路面状况,原路面性能 原路面必须有充足的结构强度。原路面结构强度不足的，必须根据具体情况选择合适的方法进行补强。 原路面15mm以下的车辙无需事先处理，可直接进行微表处；深度1525mm的车辙应采用双层微表处，也可首先进行微表处车辙填充，然后再进行微表处罩面；深度2540mm的车辙应首先采用多层微表处车辙填充；深度40mm以上的车辙，建议采用其它方法修复车辙后再进行单层微表处。 原路面宽度大于5mm的裂缝

17、应首先进行灌缝。拥包等隆起型病害应在微表处前进行处理。坑槽等病害必须进行彻底挖补，否则病害很快会反映到微表处表面上来。,微表处混合料设计 混合料路用性能 湿轮磨耗试验 负荷车轮粘附砂试验 轮辙变形试验 配伍性分级试验,可拌和时间,粘聚力试验,湿轮磨耗试验,粘附砂试验,配伍性分级试验,微表处混合料设计指标,规定稀浆封层和微表处的矿料级配,集料要求,填料 填料应干燥、松散、无结团现象、不混有杂质。各种填料均应满足沥青面层用技术要求，其中矿粉0.075mm的组成应大于80%。 (改性)乳化沥青 公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）规定稀浆封层应选用BC1型阳离子乳化沥青或BA1型阴离子

18、乳化沥青；对改性稀浆封层和微表处则应选用BCR型改性乳化沥青。,水,相当于矿料质量 的3%5%。,沥青乳液中 含有35%45% 的水。,占干矿料质量 的6%11% 。,稀浆混合料的总含水量应控制为干集料重的10%20%的范围内。,添加剂 添加剂可分为促凝剂和缓凝剂，其作用是用来加快或减缓乳化沥青在稀浆混合料中的破乳速度；延缓破乳时间主要是为了增加稀浆混合料在拌和与摊铺过程中的稳定性，一般在高温条件下可适当加入少量化学稳定剂以减漫破乳的过程。在寒冷气候时才考虑使用某些促进破乳的添加剂，一些化学活性的粉料如水泥、熟石灰常用来作为增快破乳时间的促进剂。,稀浆封层混合料配合比设计步骤,稀浆封层混合料配

19、合比设计步骤,稀浆混合料技术要求和沥青用量范围曲线,开普封层 在一层碎石封层之后，再进行一层或多层的稀浆封层（微表处）。碎石封层应用在稀浆封层/微表处前，可以使其更快固化。,开普封层结构特点： 以碎石封层（或者改性稀浆封层）为下承层，微表处作为面层形成整体的结构层次，这种结构结合了碎石封层/稀浆封层和微表处两者的优点，结构在具有优良的抗滑性能和良好的平整度的同时，可以有效的阻止地面水对基层的渗透，缓解基层病害对面层的影响。开普封层可以有效地保护路面，提高路面耐久性。,开普封层优缺点 碎石封层可以提高路面的防滑系数，延缓沥青的老化，提高路面的防水性能。 改性乳化沥青、橡胶沥青、改性沥青等都可以作

20、为碎石封层的粘结料。它们可以在很大程度上降低微表处的开裂，起到很好的封水作用。 尤其是采用橡胶沥青作为碎石封层的粘结料，可以很好地抑制裂缝的反射。 经济性好，摩擦系数较高，防滑性能好。,开普封层施工： 路面处理： 1) 对坑槽等进行挖补或喷补；然后做AR碎石封层，再做一层微表处。 2) 对裂缝首先要进行灌缝处理；然后做AR碎石封层，再做一层微表处。 3) 还可以采用三层系统。先做一层微表处，再做AR碎石封层，第三层再做一层微表处。,橡胶沥青碎石封层,洒布,橡 胶 沥 青 的 喷 洒,干净 耐用 破碎的骨料 大小均一 多面体,碎石的撒布,开普封层中，碎石层上的石屑摊铺量尽量少以免影响上面微表处集

21、料的嵌合,碾压: a.至少使用三个气胎压路机马上进行 b.重叠操作 c.从一边向另一边压 d.要跟上石屑撒布机的撒布速度。,在铺设微表处之前，应至少让碎石封层坚固和经车辆碾压一周以上时间，使得碎石封层表面完全稳定。 在铺设微表处之前，应清洁碎石封层表面，除去脱落的小颗粒、灰尘、石屑和其它多余的物质。,微表处处理,控制稀浆稠度和摊铺平整度,纤维封层 是指一台设备同时洒布沥青和玻璃纤维，然后在其上面撒布骨料形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新工艺，其可以有效的阻止原旧有面层上的裂缝或路基裂缝反射到上覆层，是世界沥青路面养护和建设的革命性新技术，也是同步碎石封层技术的最新发展。,纤维封层技术主要

22、应用A型,应用于磨耗层施工,纤维封层技术主要应用B型,应用于应力吸收中间层（SAMI）施工,纤维封层技术主要优点： 防止反射裂缝，阻断路基面层的病害互联 提高路面的防水性能 良好的应力吸收和分散作用,纤维封层技术应用范围 新/旧沥青路面铺设耐磨层 新建路基、面层层间粘结应力吸收层 各等级公路下封层施工 旧水泥路面改造为沥青路面(白改黑)施工 桥面防水层施工,薄层罩面：SMA混合料罩面技术，薄层罩面按照实施的方法可以分为冷薄层罩面、热薄层罩面和温薄层罩面三种类型。 冷薄层罩面：在常温下实施施工，不需要对材料进行加热，具有施工方便、快捷的特点。 热薄层面：对材料进行加热，然后施工。它具有防止路面品

23、质下降、恢复路面的抗滑阻力、修复路面的缺陷的特征。处置综合病害，效果比较明显，但成本较高。 温薄层罩面：是介于冷拌和热拌沥青混合料温度之间，性能接近热拌沥青混合料的新型混合料。该技术能够有效的改善路面平整度，提高行车的舒适性和抗滑能力，增加行车的安全性。,超薄磨耗层（ NovaChip ）：将间断级配热拌沥青混合料与乳化沥青相结合的一项技术，能够解决路面轻微裂缝、轻微松散，车辙(小于15mm)，路面渗水，表面贫油、老化，抗滑性能降低等病害，既可用于旧路面表面功能的恢复，又可用于新建路面的抗滑层。其铺装厚度一般为15-25mm。,原路面,混合料表面,第一阶段 : 摊铺,乳化沥青上升裹附在热沥青混合料的石料四周,Existing Pavement,混和料表面,沥青膜厚度 9 12 m,9.5mm