城市道路瀝青路面養護技術應用研究

劉麗芬，鄧小青，王亞寧

(1.西安市政設計研究院有限公司，陜西西安 710068；2.西安市市政設施管理局，陜西西安 710016；3.長安大學，陜西西安 710021)

0 引言

隨著我國經濟建設的飛速發展，道路交通等基礎設施的建設速度也進一步加快。良好的路面狀況及舒適的行車環境不僅滿足了人們的日常出行要求，同時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、開放交通快、行車舒適、噪音低、養護維修方便等優點而廣泛應用于城市道路。目前，我國城市道路已大量進入養護期，瀝青路面的養護工作正面臨前所未有的挑戰，具有任務重、難度大、社會關注度高等特點。因此，對城市瀝青路面養護問題進行研究非常必要。

1 城市道路養護維修特點和要求

1.1 路面養護維修對城市交通和城市配套設施的影響大

我國城市當前機動車保有量增長速度快，對道路交通產生了較大壓力，城市交通擁堵現象日益嚴重，在這種情況下進行道路養護維修工作，大大加重了交通壓力，嚴重影響著市民的正常出行。同時，城市道路地下管線等各種配套設施系統復雜，施工中需特別注意對各種城市配套設施進行保護，增加了對施工設備的要求；另外施工場地和材料堆放場地受限，對施工組織和材料運輸有較高的要求。

1.2 城市道路養護維修對城市環境的影響大

在舊路開挖、廢料運輸、加熱融化瀝青、機械設備作業等過程中均會產生一系列的污染，如粉塵污染、固體廢棄物污染、廢氣污染和噪音污染等，對周邊市民的工作、生活和城市環境衛生會造成較大影響。

城市道路是一種特殊產品，建設城市道路資源消耗多、資金投入高、對周邊環境影響大。現代環保和經濟理念對城市路面養護維修提出了新的要求。在城市路面養護中應提高道路維修改造中資源的利用率，積極推廣循環利用理念和技術；注重道路改造與環境保護并舉，以及使道路發展與生態環境相和諧；積極采用新工藝、新技術、新材料以增加道路改造建設的效益；大力推廣新型環保節能技術，拓展舊路改造或升級的技術新途徑；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境污染來獲取最大的社會經濟效益。

1.3 對施工控制要求高

主要體現在工期、噪聲、揚塵、交通影響等方面。現在有很多城市，為了降低道路施工對市民出行的影響，都要求利用夜間對道路進行維修養護。為了減少噪聲及對白天交通的影響，2005年起，廣州市政部門開始大力推廣道路非開挖技術，大幅度減少了主干道的挖掘。由于非開挖施工有造價低、噪聲較少、不影響交通和市容等優點，因此，地下管線橫過主干道的施工，只要技術條件許可，一律采用頂管等非開挖技術。廣州當年對交通信號燈改造的100多個項目，全部實現了橫穿馬路采用頂管施工技術，減少了對市民和交通的影響；2008年，西安市市政委出臺新規定：所有城市道路大修施工均在夜間進行，以方便行人白天的通行，若周邊路網其他城市道路施工實施封堵后，必須24 h連續施工。為了減少揚塵對空氣造成的污染，西安市近幾年還大力推行就地冷再生技術，既可節能降耗，保護環境，減輕噪聲及揚塵污染，又能縮短施工期，最大限度降低了對市民的干擾；2012年，鄭州市要求在城市道路維修中，采取晚10時封閉、早晨6時放行的方式，集中力量分段進行快速施工，完成一處，轉場一處，不實行大范圍的封閉施工，有效降低了對群眾生活的影響。灑水車每天早、中、晚三次進行降塵作業，來降低道路施工對市民出行的影響。

2 城市瀝青路面養護中常見的問題及對策

通過多年的工作經驗總結及調查結果顯示，城市瀝青路面的病害主要表現為以下幾種形式：裂縫、車轍、泛油、磨光、龜裂、沉陷、坑槽、擁包等，其中裂縫、車轍和磨光最為常見。這與城市逐年劇增的交通量和瀝青路面修建和養護質量有很大關系。要消除或避免以上路面病害，可采取以下幾種養護措施：

2.1 路面預防性養護

預防性養護是在路面未發生結構性破壞前，為更好地保持路面的良好的運營狀態，延緩未來路面破壞時間，延長路面使用壽命，在不增加結構承載力的前提下，在適當的時間，采取相應的技術措施改善路面系統的功能狀況，提升路面服務水平。近年來，預防性養護觀念越來越受到重視。預防性養護技術的種類分為兩類：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劑灑布在現有瀝青路面上的預防性養護技術。包括改善路表狀況，增強密水性的普通霧封層和能夠對老化路面進行再生的含再生劑類霧封層。霧封層可在新路通車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，不能用于修復車轍或損壞嚴重的路面。

（2）稀漿封層是由適當級配的石屑或砂、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構。使用前，應對原路面的裂縫、坑槽、龜裂、擁包等提前修補或銑刨。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，適用于修復瀝青路面輕度松散、乏油、微觀校平（小于10 mm）、車轍修復（深度小于15 mm）、恢復表面功能等。

（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、抗磨耐久性和強度，更加適用于交通流量大、行駛速度高，具有細小裂縫、中度老化、松散、抗滑不足、輕度泛油和深度小于25 mm的車轍等病害的城市主干道和快速路瀝青路面的養護。

（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間內完成爬升和結合，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備同時灑布瀝青粘結料和玻璃纖維，然后在上面撒布碎石經碾壓后形成新的磨耗層或者應力吸收中間層的一種新型道路建設施工和養護技術。纖維瀝青碎石封層能有效解決路面裂縫反射的問題，能夠有效地吸收應力和分散應力，防止裂縫產生，可以使磨損、老化、裂縫、松散等病害迅速得到修復，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度和剛度，整體穩定性良好，中度裂縫、剝落，輕微車轍，表面抗滑不足等城市瀝青路面養護。但施工完成后，不能立即通車，并有碎石飛散等缺點。

（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）。混合料的類型有 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，基層及下面層的質量是影響其平整度和承載水平的關鍵，層間粘結的好壞直接影響到表面層的受力狀況。是一種具有構造深度大、抗滑性能好、噪音水平低、養護成本低等優勢的磨耗層。適用于城市路面早期破壞的養護，如各種輕度或中度裂縫、由高溫穩定性不足引起的車轍和擁包、表面松散剝落、泛油、磨光等病害的養護，同時可恢復路面平整度、修復深度小于10 mm轍槽和無結構性破壞瀝青路面的表面功能。

2.2 路面修復

路面修復是針對已經發生局部損壞的瀝青路面進行的養護工作。主要有路面坑槽修補，車轍填補和局部銑刨罩面等措施。

坑槽的修補技術包括填料式、挖補式、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使用，具體采用保溫的瀝青混合料直接填補清理過的坑槽，然后壓實即可。但維修質量不高，使用壽命較短。挖補式是最常見的處理方法，先開槽成型，坑槽邊緣宜切成階梯狀，然后清理干燥坑槽，坑壁應涂刷粘層油，然后分層填入和壓實保溫的瀝青混合料。挖補式維修質量好，能徹底處理坑槽病害。熱烘式修補法是利用紅外加熱路面養護車，將原瀝青路面加熱，噴灑乳化瀝青，使舊料實現再生，再加入新熱料，分層壓實，并將切割好的坑壁加熱，使新舊面層實現熱接縫，提高接縫質量。噴射法瀝青路面修補技術是新一代高效快速修補路面坑槽的公路養護技術，利用高壓噴射方式，將已加熱的乳化瀝青經過噴管與輸送帶送來的骨料相混合，通過控制噴管上的乳液、骨料和壓縮空氣三個操作開關，將混合料均勻地噴射到路面坑塘中，達到密實粘結的效果，無需碾壓，立即開放交通，具有高效率、低成本、經久耐用的特點。

車轍的形成原因決定了車轍的修補方法。對壓密和磨損型車轍，若無其他嚴重病害，車轍深度在10 mm以內時，可直接采用單層微表處填補修復。若車轍深度在10～20 mm的范圍內，則可直接采用復式雙層微表處修復。當路面磨光或水損壞嚴重，則可在修補完車轍后再用微表處對車道加鋪l cm厚的罩面，以提高路面抗滑及防水能力和改善路況。對深度在20 mm以上的嚴重失穩型車轍，主要是由于面層高溫穩定性不足而產生。采用銑刨后加鋪瀝青混凝土面層修復技術。處治時，應先銑刨掉車轍范圍的面層，并檢查下臥層狀況，若有病害應進行處治。處治后，車道整體鋪筑與原路面結構相同的結構層，充分壓實。

2.3 路面翻修

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

路面再生技術可以把舊瀝青路面，經過翻挖、破碎、篩分后，加入適量穩定劑，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。瀝青路面再生技術的關鍵是瀝青的再生，瀝青路面在使用過程中逐步脆硬老化，其實質是其中的瀝青結合料組分發生了變化，表現為瀝青針入度變小、延度降低、軟化點和脆點升高等。按照組分調節理論，可向老化瀝青中加入失去的組分（瀝青再生劑），使組分重新協調，恢復瀝青的性能。再生的瀝青結合料加上調整后的集料級配即可形成新的再生瀝青混合料。

路面再生技術應用最多的是就地冷再生技術。就地冷再生技術是在冷銑刨技術的基礎上發展起來的。利用專用路面再生機械，按照一定的厚度，將舊路面進行粉碎處理，同時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）改善級配，重新拌制獲得滿足路用性能要求的混合料，之后進行攤鋪和碾壓成型等實現舊瀝青路面的再生。就地冷再生施工工藝根據添加劑的不同，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，但施工質量控制難度較大，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

瀝青路面的結構受到損壞，面層、基層甚至路基出現損壞而需要重建。主要技術措施有路面銑刨重鋪和全深式再生。

全深式再生技術作為一種更靈活、更能延長路面使用壽命的技術而廣泛應用于各種經常出現裂縫、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，同時加入一定量的再生添加材料進行拌和，經壓實后形成新的基層。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重的路面的翻修。全深式再生按穩定劑類型可分為化學穩定（水泥、石灰、粉煤灰）和瀝青穩定（乳化瀝青、泡沫瀝青）兩類。全深式再生技術主要適用于病害較嚴重的瀝青路面，當采用水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料進行再生時，再生層可以作為基層、底基層。當采用乳化瀝青或泡沫瀝青再生時，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改造了十幾條道路，效果良好。如南北中軸線、北二環、長樂路、東大街等，都采用的是全深式就地冷再生技術。

3 未來城市道路瀝青路面養護新技術

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間），自然溫度在15℃～20℃時加熱l～2 min，使瀝青路面溫度達到110℃以上，然后用輕型壓路機碾壓即可。主要適用于路基完好、僅瀝青路面表層（一般為6 cm以內）的病害修復，如微小裂縫，網裂，松散等，經過紅外輻射加熱后，噴灑適量瀝青然后碾壓即可恢復瀝青路面表面功能。對于瀝青路面表面較小的坑槽，先清除雜物，然后利用燃氣紅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。該方法具有生產效率較高；節約道路建筑材料；無廢棄舊料，環保性較好的優點，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，可根據實際情況選用。

3.2 微波養護技術

具有加熱速度快，加熱均勻，節能高效，易于控制等特點。微波加熱屬于內部加熱，被加熱物本身成為發熱體，不需要熱傳導的過程，內外同時加熱，故加熱快速而均勻。傳統的加熱方式加熱溫度不均勻，易燒焦表面瀝青，影響維修質量。微波加熱系統的最大加熱深度達15～18 cm，因此對瀝青面層一般的病害，如松散、麻面、網裂、坑槽、龜裂、車轍、擁包、翻漿、蜂窩等均可進行快速修復；對大面積的病害（4.5 m2以上）可采用多次連續加熱進行處理。適應于高等級公路和城市道路的養護。

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料，一定級配的彩色骨料為集料，配以特殊化學改性劑，在常溫下攤鋪而形成的養護薄層，集路面養護與美化為一體，是一種新型路面養護技術。

過去乳化瀝青微表處在我國主要是指采用黑色乳化瀝青為粘合劑，應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年限，技術相對成熟。而彩色乳化瀝青微表處在我國將具有更廣泛的應用前景，主要適用于公交專用道、綠道、自行車道、人行道、停車場、廣場、公園、小區、機場停機坪、道路交叉口、高速公路收費站與服務區，可實現功能與景觀、工程與環境的和諧統一。

彩色乳化瀝青微表處主要具有以下優點：顏色鮮艷持久、高低溫穩定性好、使用壽命長、防水性好、施工速度快、開放交通早、工程造價低。

4 結論

綜上所述，城市瀝青路面的養護對提高瀝青路面的使用性能和使用壽命具有重要作用，對城市交通和城市環境影響重大，適時合理的養護特別是預防性養護可以用較小的投入實現較大的經濟和使用效益，因此在養護時應根據瀝青路面的壽命階段和病害程度，有針對性地選用養護設備、養護材料和養護技術，注重環境保護和資源利用，積極推廣和采用節能環保高效的養護技術，科學組織，精心施工，為城市道路交通暢通奠定堅實的基礎。

[1]徐劍,黃頌昌.瀝青路面預防性養護理念與技術[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2]鄭玉鑾.瀝青稀漿封層的應用技術[J].公路,1990(3):1-3.

[3]黃煜鑌,呂偉民,周小平.瀝青路面再生技術的原理與應用[J].重慶建筑大學學報,2004(6):129-133.

[4]宗躍.瀝青路面全厚式冷再生及其設備的發展現狀[J].筑路機械與施工機械化,2010(1):25-29.