公路維修養(yǎng)護(hù)作業(yè),，目的是為了保持和提高公路服務(wù)功能,，但是養(yǎng)護(hù)作業(yè)本身卻會對正常行車產(chǎn)生較大影響,，社會反響大，輿論壓力大,。尤其是對于交通流量大,、行駛車速高的高速公路而言更是如此。目前高等級公路的頻繁維修所帶來的交通延誤和通行能力下降的問題非常突出,，由此引發(fā)的交通安全問題和路網(wǎng)暢通問題一直困擾著交通管理部門,。最大限度縮短公路維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)時間，實現(xiàn)維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)的及時,、快速,、安全、可靠,，減輕路面維修養(yǎng)護(hù)施工對正常交通的干擾,，是當(dāng)前和今后一段時期我國公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)發(fā)展的重要研發(fā)方向。

技術(shù)思路
從路面維修技術(shù)和工藝的角度講,，要實現(xiàn)“快速”,，主要有三種途徑：一是采用預(yù)制工藝，從而簡化路面現(xiàn)場施工工序;二是使用能夠快速形成強(qiáng)度的材料,，縮短封閉交通養(yǎng)生的時間,。從路面結(jié)構(gòu)的角度分析，路面結(jié)構(gòu)山面層和基層組成,，面層的維修可以劃分為局部病害修復(fù)和整幅罩面兩類,，而基層的維修則可以劃分為局部挖補(bǔ)和大段翻修兩種類型，實現(xiàn)路面快速維修就是要實現(xiàn)這四種維修方式的快速化,。
為此,，我們研究確定了早強(qiáng)水穩(wěn)基層、水泥混凝土預(yù)制拼裝,、地毯式路面,、樹脂類路面、壓縫帶,、高效冷補(bǔ)料,、微表處、快硬水泥混凝土現(xiàn)澆工藝等八個技術(shù)發(fā)展方向,，并將前面五項技術(shù)作為項目研究內(nèi)容,。此外，快速維修技術(shù)也有適用條件和范圍,，并非包治百病的“萬能藥”,，為此我們還將實施快速修復(fù)的路面病害、狀況和分級標(biāo)準(zhǔn)作為重要內(nèi)容,，統(tǒng)領(lǐng)各項快速維修技術(shù)的開發(fā),。

國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究情況
1.局部病害修復(fù)
(1)冷補(bǔ)料,。冷補(bǔ)瀝青混合料是坑槽快速修復(fù)最常用材料之一。冷補(bǔ)料分為以下幾類：①以乳化瀝青作為膠結(jié)料的混合料,。用作冷補(bǔ)材料的乳化瀝青與普通乳化瀝青不同，其油水比較大,，貯存穩(wěn)定性要求較高,。一般不能長期貯存，混合料的強(qiáng)度形成需要一定時間且強(qiáng)度較低,，溫度較低時尤其如此,，負(fù)溫條件下不便使用。再者,，生產(chǎn)這種乳化瀝青要求有較高的技術(shù)水平,，技術(shù)環(huán)節(jié)多并且不易掌握。②以聚合物預(yù)聚體為主要添加劑的混合料,，價格一般比較高,。這類混合料的技術(shù)性能主要依賴于預(yù)聚體的種類及其固化方式。由于混合料中的膠結(jié)料含有比例較高的輕質(zhì)油分,，所以其貯存穩(wěn)定性較好,，但是會對混合料的強(qiáng)度和耐久性帶來不利影響。③以輕質(zhì)油分稀釋瀝青作為膠結(jié)料的混合料,。加工生產(chǎn)較為方便,，無需特殊技術(shù)，貯存性和施工和易性良好,。由于輕質(zhì)油分揮發(fā)緩慢,，所以混合料成型之后的強(qiáng)度低，在行車荷載作用下易飛散,。

(2)快硬水泥混凝土材料 采用普通水泥混凝土現(xiàn)澆方法對水泥路面進(jìn)行換板,，一般需要14天以上的養(yǎng)生后才能開放交通。為了克服普通水泥混凝土強(qiáng)度增長慢的缺點,，大量的快硬混凝修復(fù)材料應(yīng)運而生,。從國內(nèi)外的應(yīng)用情況來看，采用快硬材料雖能實現(xiàn)早強(qiáng),，但也存在一定的不足,。有的凝結(jié)時間過短(甚至在3～5min就發(fā)生凝結(jié))，沒有足夠的施工操作時間;有的存在后期強(qiáng)度倒縮問題,，即強(qiáng)度變得越來越低;有的要求養(yǎng)生條件苛刻,，在惡劣的氣候條件下，材料的適應(yīng)性差,，施工難度很大,，或根本無法施工,，甚至?xí)绊憦?qiáng)度的發(fā)展，特別是甲-期強(qiáng)度的形成,，嚴(yán)重的會造成修復(fù)火敗,，這是制約其發(fā)展的不利因素。

(3)水泥混凝土預(yù)制拼裝將混凝制的養(yǎng)生置于后場的預(yù)制階段,，在施工現(xiàn)場進(jìn)行板塊拼裝,，并對接縫進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚员ＷC路面平整度和接縫的可靠傳荷,，這樣就能從根本上解決水泥混凝土強(qiáng)度增長緩慢而同時要求施工結(jié)束后快速通車這一矛盾,。美國運輸研究中心、日本港灣空港技術(shù)研究所等對預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行了大量研究,，我國的廣東,、河北、湖南,、云南等地也曾嘗試使用過預(yù)制拼裝工藝,。實際應(yīng)用表明：預(yù)制拼裝修復(fù)技術(shù)是所有快速修復(fù)技術(shù)中州時最短、占用道路面積最小,、對交通影響最小的一項實用技術(shù),，是真正意義上的無阻礙交通快速修復(fù)，代表著路面快速養(yǎng)護(hù)的發(fā)展方向,。但是預(yù)制拼裝技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)仍需要進(jìn)一步研究,，如板體的預(yù)制精度，預(yù)制拼裝板吊裝環(huán)的形式及設(shè)置位置,、灌漿孔道的布置,，基層快速找平技術(shù)、接縫的連接處理問題等,。

(4)壓縫帶技術(shù),。壓縫帶(也稱貼縫帶、填縫帶)是—種中新型裂縫修補(bǔ)材料,，壓縫帶可分為自粘式和熱粘式兩種類型,，主要原料由橡膠瀝青和纖維材料構(gòu)成。壓縫帶的工作原理是通過外力擠壓帶狀材料封閉裂縫,，類似于路面裂縫“創(chuàng)可貼”,。采用壓縫帶技術(shù)，不需要對路面裂縫進(jìn)行開槽,，只需對裂縫表面進(jìn)行簡單的清掃即可,，具有很高的工作效率，而且不會產(chǎn)生開槽引起的次生病害,。因此,，壓縫技術(shù)較好地彌補(bǔ)了灌縫技術(shù)的不足,，成為近年來興起的一種新型裂縫快速修補(bǔ)方式。目前,，國內(nèi)已有—些壓縫帶的產(chǎn)品,，但是，我國還沒有制定路面裂縫壓縫帶的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),，沒有相應(yīng)的試驗方法可用于評價壓縫帶的路用性能,，壓縫帶產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊。

2.整幅罩面技術(shù)
(1)預(yù)制式瀝青路面技術(shù),。工廠預(yù)制現(xiàn)場安裝工法是土木結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。瀝青路面的預(yù)制現(xiàn)場安裝技術(shù)難度大,，國內(nèi)外相關(guān)研究很少,。1996年荷蘭公共設(shè)施和水利工程管理局啟動了一項研究計劃，其中一部分就是模塊化路面鋪裝技術(shù),。參與該計劃的Dura Vermeer—Intron公司開發(fā)了Rollpave產(chǎn)品利技術(shù),，該技術(shù)特點是預(yù)制柔性可卷放的瀝青路面鋪裝層，施工時則在現(xiàn)場如鋪開地毯一樣鋪設(shè)安裝,，從而快速完成施工并迅速開放交通,。
2001年，荷蘭DeBrink附近的A50公路修筑試驗段,，鋪裝層厚度為3cm,，預(yù)制的瀝青路面鋪裝層能快速與基層粘結(jié)，試驗在跟蹤觀測中,。在荷蘭Hengelo附近的A35公路也修筑了試驗路,。此技術(shù)為路面鋪裝施工和罩面修復(fù)提出了一種全新的思路，尤其是在高性能膠結(jié)料,、路面材料耐久性和接縫聯(lián)結(jié)等方面值得進(jìn)一步研究和探索,。我國對此類技術(shù)的研究還屬于空白。

(2)樹脂類混合料路面快速維修技術(shù),。以環(huán)氧樹脂為代表的樹脂類結(jié)合料因其強(qiáng)度高,、韌性好，抗腐蝕,、耐老化,、耐疲勞、感溫性能好,、耐水損,，施工養(yǎng)護(hù)時間短、早期強(qiáng)度高等優(yōu)點,，廣泛應(yīng)用于橋面鋪裝以及公路和橋梁構(gòu)件的快速修復(fù),。日本北海道大學(xué)在20世紀(jì)70年代已經(jīng)對環(huán)氧瀝青混合料的配制,、模量、應(yīng)力松弛性能,、破壞性能等進(jìn)行了研究,。后來荷蘭、日本,、美國等國企業(yè)有環(huán)氧瀝青專利商品出售,。國內(nèi)對環(huán)氧樹脂瀝青的研究起步較晚。上海市政工程管理處和同濟(jì)大學(xué)1992年至1995年期間研究了環(huán)氧瀝青混合料的配制原理,、配制方法,、物理力學(xué)性能等，但這項研究沒有延續(xù)下去,。1997年東南大學(xué)引用美國環(huán)氧瀝青技術(shù),，成功將該技術(shù)應(yīng)用到南京長江第二大橋南漢橋鋼橋面鋪裝。然而以環(huán)氧樹脂為代表的樹脂類結(jié)合料生產(chǎn)配制技術(shù)復(fù)雜(在國外多屈專利),，且造價昂貴,，限制了其在路面工程中的應(yīng)用。

3.水穩(wěn)基層快速修復(fù)技術(shù)
半剛性基層是我國路面結(jié)構(gòu)中最具有特色的路面結(jié)構(gòu)層,，在我國得到了廣泛的應(yīng)用,，而國外應(yīng)用較少。半剛性基層材料需要較長時間進(jìn)行養(yǎng)生,，加快材料的養(yǎng)生成型速度是實現(xiàn)半剛性基層材料修復(fù)快速化的重要措施,。近十年來，國內(nèi)開展了一些研究工作,，研制開發(fā)了一系列快速修補(bǔ)材料,，主要包括以下四種類型：一是有機(jī)聚合物粘結(jié)劑，如環(huán)氧樹脂,、改性樹脂,、“S101”道路修補(bǔ)劑，這類材料適用于水泥混凝土路面裂縫的灌漿粘接,。二是聚合物水泥砂漿,，該類材料適川于麻面、露骨,、錯臺等病害的薄層結(jié)合式罩面修補(bǔ),。三是摻外加劑的混凝土，該類材料適用于水泥混凝土路面的碎裂,、斷角,、沉陷等病害的局部換板修補(bǔ)，但價格較貴、摻量較大,，經(jīng)濟(jì)效益不理想,。四是特殊水泥配制混凝土。隨著水泥技術(shù)的發(fā)展,，除常規(guī)的早強(qiáng)水泥,，各種新型特種水泥相繼出現(xiàn)，如高鋁水泥,、快硬硅酸鹽水泥,、鐵鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等,，在混凝十路面的快速修補(bǔ)中得到了應(yīng)用,，用這些新型特種水泥配制的混凝土可在12-24h滿足開放交通的要求。但由于特種水泥生產(chǎn)需要特殊的生料配方以及制造工藝,，不具備大范圍推廣的特性,，且有研究表明部分特殊水泥修補(bǔ)的路面后期強(qiáng)度會出現(xiàn)一定程度的倒縮，所以其使用受到一定限制,。

重點研發(fā)方向與關(guān)鍵技術(shù)問題

經(jīng)研究分析，我們將預(yù)制瀝青路面材料與施工技術(shù),、早強(qiáng)半剛性基層修復(fù)材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù),、基于樹脂類混合料的路面快速維修技術(shù)、水泥混凝土預(yù)制拼裝板快速維修技術(shù),、路面裂縫粘貼式快速修補(bǔ)技術(shù),、快速修復(fù)適用范圍等作為交通運輸部西部交通建設(shè)科技項目《瀝青路面快速維修技術(shù)及裝備研發(fā)》的主要研發(fā)方向。

1.預(yù)制瀝青路面材料與施工技術(shù)

該項快速修復(fù)技術(shù)需要研究突破以下關(guān)鍵問題：①地毯式預(yù)制瀝青路面高性能膠結(jié)料研究,。研制開發(fā)高彈性瀝青,，改善瀝青的溫度敏感性，與粗,、細(xì)集料混合后具有柔性和高彈性可卷起放置,，可實現(xiàn)快速現(xiàn)場鋪設(shè)。②地毯式預(yù)制瀝青路面混合料組成設(shè)計與性能研究,。研究適當(dāng)?shù)脑囼灧椒?，評價預(yù)制成型的瀝青鋪裝層柔性與彈性，使之可以彎曲卷成地毯形放置,，評價經(jīng)過彎曲荷載后的預(yù)制鋪裝層的路用性能,，并研究材料組成的設(shè)計方法。③地毯式預(yù)制瀝青鋪筑層制備技術(shù)研究,。設(shè)計相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備,，試驗地毯式預(yù)制瀝青路面工廠化的制備技術(shù)。④預(yù)制瀝青路面現(xiàn)場安裝鋪裝設(shè)備與施工技術(shù)研究。選擇合適的工程機(jī)械,，進(jìn)行適當(dāng)改造,，研究鋪裝地毯式預(yù)制瀝青路面的施工裝備。⑤預(yù)制瀝青路面與—卜承層層間,、施丁接縫間的快速聯(lián)結(jié)技術(shù)研究,。以化學(xué)反應(yīng)粘結(jié)加機(jī)械構(gòu)造聯(lián)結(jié)的方法，研究地毯式預(yù)制瀝青鋪裝層縱縫,、橫縫處的快速聯(lián)結(jié)方法,。⑥地毯式預(yù)制瀝青路面結(jié)構(gòu)承載特性研究與耐久性檢驗。

2.早強(qiáng)半剛性基層修復(fù)材料開發(fā)應(yīng)用技術(shù)

該項快速修復(fù)技術(shù)需要研究突破以下關(guān)鍵技術(shù)問題：①復(fù)合型早強(qiáng)阻裂劑的研發(fā),。研發(fā)出水泥穩(wěn)定叢層專用的,、早期增強(qiáng)的復(fù)合型早強(qiáng)阻裂劑，研究不同配方對水泥物理力學(xué)性能,、水泥穩(wěn)定基層相關(guān)性能的影響以及早強(qiáng)阻裂劑的作川機(jī)理,。②早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的材料組成設(shè)計。開展早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的級配設(shè)計研究和復(fù)合型早強(qiáng)阻裂劑的摻量優(yōu)選研究,。③早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的路用性能研究,。基于材料組成設(shè)計結(jié)構(gòu),，對比研究普通水泥穩(wěn)定碎石,、摻通用早強(qiáng)劑的水泥穩(wěn)定碎石以及摻復(fù)合型早強(qiáng)阻裂劑的早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的各項路剛性能，并確定早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的相關(guān)設(shè)計參數(shù)與性能指標(biāo),。④早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石快速施工工藝研究,。主要包括早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度延遲與早強(qiáng)形成的匹配研究，早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石常規(guī)修復(fù)施工工藝研究,，早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石—瀝青混合料一次碾壓成型施工工藝研究,。⑤早強(qiáng)抗裂型水泥穩(wěn)定碎石快速施工技術(shù)在不同典型區(qū)域的示范性應(yīng)用和檢驗。

3.基于樹脂類混合料路面快速維修技術(shù)

該項快速修復(fù)技術(shù)需要研究突破以下關(guān)鍵技術(shù)問題：①適合道路冷拌使用的樹脂類有機(jī)結(jié)合材料開發(fā),。研發(fā)配制新型樹脂類有機(jī)結(jié)合材料,，進(jìn)行針對材料性能的配比試驗研究，最終形成擁有自主產(chǎn)權(quán)的樹脂類結(jié)合材料產(chǎn)品,。②樹脂類混合料材料性能研究,。系統(tǒng)進(jìn)行樹脂結(jié)合混合料或樹脂瀝青結(jié)合混合料的設(shè)計試驗研究，包括混合料配合比設(shè)計,、混合料各項力學(xué)性能和路用性能研究以及施工和易性的研 究,。③樹脂類混合料用于快速養(yǎng)護(hù)維修的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計研究。通過力學(xué)分析,，研究驗證其破壞標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),，并基于我國現(xiàn)行設(shè)計體系對樹脂類混合料路面結(jié)構(gòu)組合和厚度設(shè)計進(jìn)行研究,。④樹脂類混合料施工技術(shù)及質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)研究。根據(jù)材料的強(qiáng)度形成機(jī)理,、環(huán)境對強(qiáng)度增長的影響,，系統(tǒng)研究并論證其施工關(guān)鍵控制技術(shù)，保證施工和易性,，形成關(guān)鍵施工技術(shù)和質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn),。⑤樹脂類混合料的路面壽命周期經(jīng)濟(jì)分析。

4.水泥混凝土預(yù)制拼裝板快速維修技術(shù)

該項快速修復(fù)技術(shù)需要研究突破以下關(guān)鍵技術(shù)問題：①水泥混凝土預(yù)制拼裝板在道路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用領(lǐng)域研究,。②預(yù)制拼裝養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計研究,。在預(yù)制拼裝養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計中，研究最佳養(yǎng)護(hù)時機(jī)及養(yǎng)護(hù)路段的選擇策略;研究正常路段,、彎道與超高段等特殊路段的預(yù)制拼裝板幾何尺寸設(shè)計; 開展預(yù)制拼裝板平面尺寸設(shè)計與配筋技術(shù)的研究,，吊裝件預(yù)制與養(yǎng)生技術(shù)以及預(yù)制水泥混凝土路面接縫設(shè)置技術(shù)和傳荷能力的研究。③破壞路面清除工藝研究,。針對破壞路面的病害情況,，研究合適的切割技術(shù)使得清除舊板塊時對保留板塊影響最少; 研究合適的銑刨技術(shù)使得原有瀝青路面滿足預(yù)制拼裝施工; 同時研究相關(guān)施工組織管理方法使得舊板或廢混合料能夠快速運出工作區(qū)。④預(yù)制拼裝施工工藝研究,。包括基層快速整平技術(shù)研究,，預(yù)制拼裝板吊裝精度控制技術(shù)研究，交通組織,、工作區(qū)分配和吊裝技術(shù)研究,。⑤預(yù)制拼裝施工后處理技術(shù)。研究合理的快硬水泥混凝土砂漿和水泥混凝土材料進(jìn)行導(dǎo)向槽封堵和板底封堵,，以保證及時通車。研究對局部區(qū)域表面精銑刨技術(shù),，以達(dá)到理想的平整度,。

5.路面裂縫粘貼式快速修補(bǔ)技術(shù)

該項快速修復(fù)技術(shù)需要研究突破以下關(guān)鍵技術(shù)問題：①路用壓縫帶的性能評價方法及技術(shù)要求。針對橡膠瀝青密封材料進(jìn)行錐入度和軟化點試驗：研究確定流動試驗和低溫拉伸試驗方法,，針對壓縫帶進(jìn)行流動和低溫拉仰試驗,。②高性能路川壓縫帶的研發(fā)。壓縫帶的主要原料由橡膠瀝青密封材料和纖維材料構(gòu)成,，橡膠瀝青密封材料應(yīng)具有良好的高溫穩(wěn)定性和低溫延展性,，纖維材料應(yīng)具有較高的瀝青吸附能力和良好的變形能力。此外,，需要通過開發(fā)合適的添加劑以保證壓縫帶粘結(jié)面的粘結(jié)能力,。③壓縫帶產(chǎn)業(yè)化設(shè)備的開發(fā)。開發(fā)產(chǎn)業(yè)化壓縫帶生產(chǎn)設(shè)備,，以保證壓縫帶的質(zhì)量穩(wěn)定性,，形成批量生產(chǎn)能力。④裂縫修補(bǔ)技術(shù)現(xiàn)場性能研究。進(jìn)行路面裂縫修補(bǔ)試驗路,，對比灌縫技術(shù)和壓縫技術(shù)的施丁效率,、經(jīng)濟(jì)效益和路用性能。

6.快速修復(fù)適用范圍的研究

根據(jù)路面使用狀況和病害調(diào)查數(shù)據(jù),，結(jié)合國內(nèi)外已有的高等級公路路面病害,、狀況和分級標(biāo)準(zhǔn)，制定針對快速維修路面的病害,、狀況和分級標(biāo)準(zhǔn),，為快速維修技術(shù)的選擇提供參考。同時選擇西北干旱地區(qū),、黃土濕陷地區(qū),、東北冰凍地區(qū)、南方高溫多雨等特殊地區(qū),，對路面快速維修技術(shù)的應(yīng)用實施效果進(jìn)行跟蹤評價,，確定具體快速維修技術(shù)的適應(yīng)條件。

結(jié)束語

開展路面快速維修技術(shù)研究,，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的路面快速維修技術(shù),、材料和裝備，有助于保障公路基礎(chǔ)設(shè)施巨額國有資產(chǎn)的安全和投資效益發(fā)揮,，有利于確保公路結(jié)構(gòu)安全,，提高養(yǎng)護(hù)效率，延長大中修周期,，最大限度滿足人民群眾安全便捷出行需要,，具有廣闊的市場需求和推廣應(yīng)用領(lǐng)域。