一种沥青路面预防养护技术及材料确定方法与流程

本发明涉及道路养护工程领域，具体地，本发明涉及一种沥青路面预防养护技术及材料确定方法。

背景技术：

1、在役路面沥青膜脱落、沥青老化、表面微裂缝、路面渗水，新建路面因施工导致的局部渗水是沥青路面常见的质量问题，为了保证沥青路面不因为上述质量问题产生更大病害，往往需要介入预防养护措施。

2、沥青路面预防养护是指为防止病害发生或轻微病害展、减缓路面使用性能衰减、提升服务功能而预先主动采取的路面养护措施，有涂层类、封层类、罩面类、就地热再生类等多层次技术类型。针对沥青膜脱落、沥青老化、表面微裂缝、路面渗水等质量问题，预防养护达成两方面目标：

3、(1)预防养护功能实现，即需要改善沥青膜脱落、沥青老化、路面渗水问题；

4、(2)路面抗滑安全保持，即需要保持或提供足够的构造，以保证行车安全。

5、因路面未出现较严重破损，涂层类、封层类预防养护技术通常较为适用，但具体选择何种技术、何种材料更为科学经济是工程实践中面临的现实问题。

6、涂层类预防养护技术是将涂层类预防养护材料喷涂于道路表面，固化后可以形成一层薄膜，降低路面渗水系数，达到提高抗水损害的目的，并且可以抑制松散，常用于沥青路面的预防养护和新建沥青路面渗水区域的补强。

7、涂层类预防养护材料能有效降低路面渗水系数，提高路面抗水损能力，但喷涂后也会带来路面宏观面构造深度的衰减，良好的构造深度可以在雨天有效排出车轮与路面间的积水，从而提高摩擦系数保证行车安全。因此，渗水系数和构造深度是涂层类预防养护技术应用过程中需要兼顾的两个指标，一个代表了材料应用的功能效果，一个代表了行车安全。如果涂层类预防养护材料选择不当，则不易实现改善路面渗水的同时保证构造深度。

8、但现有技术在确定预防养护技术和材料类型的过程中，通常没有协同考虑渗水系数、构造深度等技术指标和经济指标，更多的是靠经验确定，选择较为盲目。因此，如何根据路面实际情况，选择合适类型的预防养护技术及材料是实现预防养护功能效果和行车安全，同时兼顾经济性的共同需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种沥青路面预防养护技术及材料确定方法，来解决现有技术中因缺乏科学的路面预防养护设计方法造成的路面预防养护材料功能效果和行车安全无法有效协同以及路面养护效果不确定的问题。

2、本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种沥青路面预防养护技术及材料确定方法，包括如下步骤：

3、s1.确定满足预防养护的路面；

4、s2.在待预防养护路面上选取代表区域t；

5、s3.选用涂层类预防养护材料，在区域t内均匀洒布该涂层类预防养护材料，质量为初始估算材料用量m0；

6、s4.待涂层类预防养护材料完全固化成膜，测试区域t构造深度td1；

7、当td1≥td下限时，执行步骤s5；

8、当td1＜td下限时，则降低步骤s3中的涂层类预防养护材料用量并重复s4，直至涂层类预防养护材料用量能满足td1≥td下限的要求后执行步骤s5；

9、s5.测试t区域渗水系数k1；

10、当k1≤k上限时，执行步骤s6；

11、当k1＞k上限时，则增加步骤s3中的涂层类预防养护材料用量并重复s4、s5，直至涂层类预防养护材料用量能满足td1≥td下限和k1≤k上限的要求后执行步骤s6；

12、当k1＞k上限时，则增加步骤s3中的涂层类预防养护材料用量并重复s4、s5，若该涂层类预防养护材料的用量无法同时满足td1≥td下限和k1≤k上限的要求，表明该涂层类预防养护材料不适用待养护路面，更换步骤s3中涂层类预防养护材料的类型，重复步骤s4、s5；

13、s6.确定待养护路面的涂层类预防养护材料类型和涂层类预防养护材料用量m；

14、步骤s5中，通过更换步骤s3中涂层类预防养护材料的类型仍然无法同时满足td1≥td下限和k1≤k上限的要求，则表明涂层类预防养护技术不适用待养护路面，选用其他预防养护技术；

15、上述步骤中的td下限和k上限为预设值。

16、本发明的技术方案还有：其他预防养护技术优选封层类预防养护技术。实践证明，初选养护技术时如果认为涂层类预防养护技术适用，则待养护路面通常存在的病害为沥青膜脱落、沥青老化、表面微裂缝、路面渗水，此时，不需要使用更高级、更彻底的养护方式，例如成本高、工期长的铣刨重铺。经过判断涂层类养护技术不适用的话，通常选择使用比涂层类效果更好的封层类预防养护技术，本技术的标准要求同样适用于封层类养护技术，而其他养护技术有独立的标准要求。

17、本发明的技术方案还有：步骤1中满足预防养护的路面的确定方法为：检测待养护路面构造深度td0和渗水系数k0；

18、当td0≥td下限时，执行步骤s2；

19、当td0＜td下限时，则该待养护路面不适用涂层类预防养护技术，选择采用封层类预防养护技术改善路面抗滑。

20、本发明的技术方案还有：步骤s3中初始估算材料用量m0的计算公式如下：

21、m0＝μ*s*td0*ρ/4000

22、式中，m0为初始估算材料用量，单位为kg/m2；

23、μ为计算系数，取值范围为0～1，与区域t的渗水系数k0有关，k0越大μ越大；

24、s为区域t的面积，单位为m2；

25、td0为区域t的构造深度，单位为mm；

26、ρ为涂层类预防养护材料的密度，单位为kg/m3。现有技术中通常根据经验直接确定涂层类预防养护材料的用量，没有考虑不同路面构造深度、渗水系数等因素的差异对初始估算材料的影响，本发明提出了初始估算材料用量的公式，以“涂层类预防养护材料渗透固化后还能填满路面一定构造深度”为原则进行初始材料用量估算。在此基础上通过渗水指标、构造深度指标对材料用量进行优化调整，使其能有效兼顾功能性、安全性、经济性。

27、本发明的技术方案还有：步骤s6中待养护路面涂层类预防养护材料用量m为区域t的用量，从而得到待养护路面单位面积内的涂层类预防养护材料用量。

28、本发明的技术方案还有：所述涂层类预防性养护材料包括但不限于有机硅材料、乳化沥青类材料、热沥青类材料或沥青再生类材料中的任一一种。

29、本发明的技术方案还有：所述涂层类预防养护材料选用有机硅材料。有机硅养护材料及其应用是一种新型涂层类预防养护技术，将有机硅养护材料喷涂于道路表面，固化后可以形成一层无色透明的薄膜，降低路面渗水系数，达到提高抗水损害的目的，并且可以抑制松散。有机硅养护材料作为涂层类预防养护材料，常用于沥青路面的预防养护和新建沥青路面渗水区域的补强。

30、本发明的技术方案还有：步骤s2中区域t为矩形。将区域t设置为矩形，方便计算区域t的面积。

31、本发明的技术方案还有：待预防养护路面为沥青混凝土路面，公路等级无限制。路面构造深度是表征路面粗糙度的一项指标，根据不同公路等级、年平均降雨量确定本技术的td下限值。

32、本发明的技术方案还有：所述步骤s1～s6中，构造深度的测试方法为t0961-1995或t0962-1995；渗水系数的测试方法为t0971-2019。构造深度的测试方法和渗水系数的测试方法均为现有技术体系中成熟的测试方法，可以有效保证本发明方法结果的准确性且有利于推广。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、本发明以渗水系数指标为考虑，设计预防养护材料用量的下限值，能够保证预防养护材料应用的功能需求，有效封闭路面空隙，防止水分进入，提高路面抵抗水损害能力；以构造深度指标为考虑，设计预防养护材料用量的上限值，能够保证预防养护材料应用后的行车安全，保证路面拥有满足要求的构造深度，能及时排出路面积水，确保路面行车安全。

35、并且本发明通过设定渗水系数指标和构造深度指标来限定预防养护材料的用量，能选定出同时满足渗水系数指标和构造深度指标的预防养护材料类型并且降低成本。

36、本技术通过设置渗水系数指标和构造深度指标，当路面初始构造深度不满足本发明确定的td下限值或涂层类预防养护技术无法同时满足渗水系数指标和构造深度指标时，可选择封层类预防养护技术或其他预防养护技术，以确定更加适合的沥青路面预防养护技术。