浅淡公路沥青路面的预防性养护.docx

毕业设计（论文）中文题目：浅谈公路沥青路面的预防性养护学习中心（函授站）： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 北京交通大学远程与继续教育学院2019年3月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。论文作者签名：_ _年_月_日指导教师签名：_ _年_月_日 北京交通大学毕业设计(论文)成绩评议年级层次专业姓名题目指导教师评阅意见成绩评定： 指导教师： 年 月 日评阅教师意见 评阅教师：年 月 日答辩小组意见答辩小组负责人： 年 月 日北京交通大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 级 专业 学生 设计（论文）题目：一、毕业设计（论文）基本内容二、基本要求三、重点研究的问题四、主要技术指标五、其他要说明的问题下达任务日期： 年 月 日要求完成日期： 年 月 日指导教师：开 题 报 告题目：高速公路沥青路面病害成因及防治技术研究学生姓名： 学号： 年 月 日一、文献综述在高速公路的建设中，我国的绝大部分高速公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，适合于各种车辆的通行，并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性，但是随着国民经济快速、协调发展，交通量的不断增长，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验。很多高速公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的高速公路甚至当年通车即发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。对此，调研组就其原因及对策作了详细的分析。近年来，为适应社会经济发展的需求，高速公路的建设与使用在我国各地迅速发展。而沥青路面因为其具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点被广泛采用，但是高速公路沥青路面由于种种原因总是轻易产生各种病害，如不及时处理将会影响道路的使用性能。针对高速公路沥青路面的病害成因研究与防治技术的探讨已经成为现阶段高速公路养护领域的显著问题，本文将着重分析高速公路沥青路面的病害成因，并具体研究防治技术方案，以应对高速公路的使用需求。美国高速公路的发展状况 在美国高速公路被称为Freeway或Expressway,它的大规模建设开始于20世纪40年代,特别是二战后随着美国汽车工业和交通运输业的迅猛发展,美国的高速公路建设得到了长足的发展,到今天为止,美国已经成为世界上高速公路最多、路网最发达、设备最完善的国家。目前美国的高速公路约100000km,遍布全美东西、南北干道和各州,承担了70%以上的交通车流量,其中纽约至洛杉机高速公路全长4556km堪称是世界之冠。作为一个联邦制的资本主义国家,美国的高速公路建设与管理具有其特点。高速公路的立法和规范统一由联邦政府制定,而其设计标准则根据各州的实际情况确定。如20世纪40年代颁布了对主干线公路建筑的辅助办法;20世纪70年代为突出能源开发、环保方面的要求,通过了重点发展公共交通系统的法案;20世纪90年代通过了维持及扩充现有的运输系统,保证运输系统能支持国家与大众的安全及强调运输科技进步的“冰茶”法案。高速公路的建设根据国会通过的立法,由联邦政府在全国范围内统一规划出联邦高速公路网和各州的公路主干道网,来确保整个交通的畅通,具体则由联邦政府和各州分别根据实际情况实施建设。在高速公路的建设中,政府采取一次性征地,分阶段实施的方法,来保证今后道路发展建设的需要,避免因交通量的增加而二次征地或新建一条高速公路造成的经济和环境的巨大浪费。道路的发展与环境保护的并重也是美国高速公路建设的一大特色,在道路的定线、设计和构筑物的设置等方面都充分体现了环境保护的特点,而且有专门的监理工程师对其负责,如在路易斯安那州建造了34km长的大桥来保护沼泽在生态平衡中的作用。在高速公路的管理中美国常采用业主项目管理的管理模式,这是一种对FIDIC条款管理模式的深化。在具体实施中,业主或其代表将工程设计、环保再定居计划和监理工程师统领起来,并通过监理工程师对承包人实行管理。在业主的统一领导下,工程设计、环保及工程监理等部门相互协调来达到最好的工程完成效果。另外,伙伴合作关系的管理模式也是美国高速公路管理中的一种管理模式,它是指业主和承包人通过长期合作,建立地一种相互信赖、相互协作的伙伴关系。但不管采用哪种管理模式,其目的都是为了通过严格的科学计划管理,以最快的速度、最低的成本来取得最大的经济和社会效益。与高度发展的高速公路建设相适应,美国的高速公路服务配套设施也极为完善。通过开发和应用交通监控和信息系统,可以对高速路上的车流量和车速等路况信息进行连续的监测,并通过中心计算机系统对这些信息进行处理,向公众发布实时的交通信息和根据交通状况对公路出入口的时间参数和路面交通信号灯作出相应的调节,控制车流量、缓解交通压力避免塞车现象的发生。并在发生交通事故时,该系统凭借先进的通讯手段在极短的时间内协调医疗救助、消防和警察等有关部门的工作,将损失降低到最低的限度。2、 选题的目的和意义随着国民经济的快速发展，公路交通量日益增加，重载交通状况越来越多，我国的路面结构形式也从适应低、中交通量的泥结碎石、级配砾石路面、渣油沥青表面处理、贯入式路面向适应于高等级重载交通的半刚性基层沥青路面已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构形式。但由于半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题一直无法得到彻底解决，早期破坏比较严重，许多路面在设计使用年限之前，就要大规模维修，不但大大增加了维护费用，也极大地影响了正常运营。沥青路面的常见病害可分为结构非性病害和结构性病害。非结构性病害主要有：局部裂缝、搓板、推移、网裂和坑槽；主车道车辙、泛油、路拱变缓；有规则的纵横缝等。结构性病害主要有：局部沥青路面龟裂、半刚性基层破损、沉陷、翻浆和结构性车辙等。沥青路面因具有地质条件适应性强、行车舒适、维护方便等优点而被广泛应用于高等级公路，在高等级公路通车以后，因行车载荷作用，外界环境影响以及设计、施工中存在不足，沥青路面会逐步出现多种路面灾害，主要有裂缝（纵向裂缝、横向裂缝、龟裂）、变形（车辙、波浪或搓板、沉陷、隆起）、松散（磨光、松散、剥落、坑槽）及其他（泛油）四大类；高等级公路一旦出现路面病害，就应及时分析病害成因，及时采取有效措施进行处理。若处理不当会出现公路结构性破坏。近年来, 我国高等级公路中沥青路面发生早期破坏的现象越来越多, 开放交通3 5年, 有的甚至1 2年即开始修复, 这与要求的设计使用年限15 20年相差甚远。这种现象如果继续下去, 将对公路建设的社会效益和经济效益产生很大的不利影响。因为不论公路建设的规模如何大, 也不论公路建设的速度如何快, 投入了巨大的资金却保证不了公路的使用寿命将是最可悲的。 沥青路面的早期破坏影响了公路的交通运输, 造成了巨大的经济损失, 因此对沥青路面早期破坏的原因进行研究具有重要意义。纵观目前我国高等级公路沥青路面早期损坏的现状, 其原因是多方面的, 也是很复杂的。它既受到设计、施工和材料等技术方面的客观因素的影响, 也受到人为的主观因素方面的影响。路基是路面结构的最下层，承受着由面层传下来的车辆荷载和上部荷载的自重。在实际工程中，无论是水泥混凝土路面还是沥青混凝土路面出现的损坏现象，大部分都是由于路基强度不足，稳定性变差，在外荷载作用下产生的过量变形所致。路基变形包括塑性变形和弹性变形两部分，过大的塑性变形将导致各种沥青路面结构产生车辙和路面不平整；对于水泥混凝土路面，路基的塑性变形将使板块特别是板边和板角产生局部脱空而引起断裂，弹性变形过大将使得沥青面层或水泥混凝土板产生疲劳开裂，并且在路面结构的总变形中，路基的变形占绝大部分。因此，在路面结构设计中，路基回弹模量的合理取值至关重要，若路基回弹模量值取的过低，计算出的路面厚度将会过厚，而实际路基回弹模量在要求的压实度条件下往往超过设计值，自然会造成资金的浪费；若路基参数取值过大，施工中路基回弹模量往往达不到要求，又会引起路面的过早损坏。所以，在路面结构设计中应该合理的确定路基回弹模量值，由于路基回弹模量是一个关于土的类型、含水量、压实度以及测定方法的复杂函数，在工程实践中，应该综合考虑各方面的因素，正确处理其内在的联系，推荐能正确反映路基强度的模量值。三、研究方案（框架）根据国内外高速公路沥青路面病害的研究现状及存在问题，本文将重点研究以下内容：1.高速公路沥青路面病害种类分析我国当前高速公路沥青路面的结构特点，具体地分析不同结构因不同原因产生的各种病害状况和病害程度。2. 高速公路沥青路面病害产生原因 详细阐述高速公路沥青路面病害产生的原因，分析导致这些病害产生的各种因素，包括地理环境等因素。3. 高速公路沥青路面病害防治技术 根据当前高速公路沥青路面的病害原因和道路的实际运营状况，有针对性地运用防治防护措施，争取出现问题，解决问题；没有问题，就要预防问题的发生。4.高速公路沥青路面养护建议针对我国高速公路沥青路面的特点，从养护方面着手，提出建议，从源头遏制高速公路沥青路面的病害现象。4、 进度计划 起止时间：2016年5月21日2016年10月18日 交毕业论文题目：2016年6月20日 撰写开题报告：2016年6月21日7月30日前 提交开题报告：2016年7月29日 撰写论文提纲：2016年8月5日8月16日 初稿：2016年8月20日8月30日 二稿：2016年9月3日9月15日 三稿：2016年9月18日9月25日 定稿：2016年9月26日10月18日答辩：2016年10月28日参考文献：1 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能M.北京：人民交通出版社，20062 李淑明,许志鸿防止反射裂缝的沥青加铺层设计方法J华东公路，2006 3 叶国镑防治沥青路面反射裂缝的设计方法J.中南公路工程，2008。4 王铭，杜骋半刚性基层沥青路面反射裂缝防治探讨J南京：江苏省交通厅技术论文汇编，20055 李惠霞，王建半刚性基层沥青路面裂缝的防治措施J2007。6JTJ0342000，公路路面基层施工技术规范S.五、指导教师意见指导教师： 年 月 日中 期 报 告题目：学生姓名： 学号： 一、进展情况二、指导教师意见指导教师： 年 月 日结 题 验 收一、完成日期二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师： 年 月 日北京交通大学毕业设计（论文） ABSTRACT中文摘要摘要：研究开发公路沥青路面预防性养护技术与管理模式，实施路面预防性养护管理是我国公路发展的迫切需要。借助近年来密集型的工程、大修等手段，干线公路沥青路面技术指标及路况已经有了大幅度的提高，随着时间的推移，路面病害会逐步显现出来，如何使养护效益最大化是干线公路日趋紧迫的问题，而预防性养护观念的引入将对我们干线公路的养护工作产生积极而深远的影响。笔者作为公路基层工作者，通过学习、实践和体验，对干线公路路面预防性养护的概念、工作目的、性质、特点和技术做一粗浅的认识和探讨。现结合陇南公路现状的实际，对公路沥青路面的预防性养护做简要介绍。文章论述了路面预防性养护的概念和意义，公路沥青路面破坏原因，公路沥青路面预防性养护措施，雾封层预防性养护技术。关键词：干线（高速）公路；沥青路面；预防性养护vABSTRACTTitle: ABSTRACT:一般为300个左右实词。KEYWORDS：北京交通大学毕业设计（论文） 目录中文摘要i1 绪论11.1 选题背景11.2 选题的目的与意义11.2.1 路面预防性养护的概念11.2.2 路面预防性养护的目的21.2.3 路面预防性养护的意义31.3 国内外研究现状31.3.1 国内研究现状31.3.2 国外研究现状41.3.3 小结61.4 研究思路与对策72 公路沥青路面破坏原因72.1 功能性破坏72.2 水破坏83 沥青路面预防性养护技术93.1 微表处93.1.1 微表处的试用范围103.1.2 微表处的原材料要求103.1.3 微表处的配合比设计113.1.4 微表处施工工艺流程113.1.5 微表处摊铺113.1.6 人工修复局部施工缺陷123.1.7 碾压123.1.8 初期养护123.2 同步碎石封层133.2.1 材料和设备的选用133.2.2 施工工艺143.3 稀浆封层143.3.1 稀浆封层技术的优点153.3.2 稀浆封层的规格153.3.3 稀浆封层的配合比设计153.3.4 稀浆封层的施工工艺163.4 石屑封层163.5 雾封层163.6 裂缝填封173.7 薄层罩面173.8 沥再生174 结论18参考文献19北京交通大学毕业设计（论文） 1 绪论本论文选题重点对国内外主要预防性养护技术及研究动态、适于预防性养护公路沥青路面的病害评价指标和方法、预防性养护技术及施工工艺、预防性养护经济效益评价、预防性养护方案决策等关键问题进行了详细阐述，并且充分结合了国内高速公路预防性养护应用实践经验。随着我国高速公路里程的迅速增加，路面养护备受关注。预防性养护技术在国外得到了广泛应用，其在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期费用等方面具有重要作用。1.1 选题背景随着我国公路建设事业的迅速发展，沥青路面的里程也在不断增加。例如陇南公路总段所管养的路段，经国省干线灾后重建项目的实施，路面等级有所提高，行车条件得到了很大的改善。但随着日益不断增长的交通量及大吨位超限超载车辆的行驶，沥青路面的损坏也日益显现。如何确保并延长沥青路面的使用寿命是我们公路养护工作者及公路管理部门共同关注的问题。预防性养护是改善沥青路面寿命期内的使用性能、延长路面使用寿命的有效措施。笔者作为公路养护基层工作者，通过学习、实践和体验，对公路沥青路面的预防性养护做以下简要介绍和探讨。1.2 选题的目的与意义1.2.1 路面预防性养护的概念预防性养护于20世纪80年代作为一个概念被提出，是一种周期性的强制保养措施，是在路面结构强度足够、只是出现轻微损坏，仅表面功能降低的情况下，通过对道路早期病害的调查、对病害成因的分析、对病害发展的判定，提前发现隐形病害的存在，为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护措施。以达到延缓路面破坏、保持或提高路面使用性能、延长路面使用寿命、节省养护费用的目的。所谓路面预防性养护，即通过定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，以减缓路面使用性能恶化速度，使路面始终处于良好的服务状态。公路实施路面预防性养护，能及时修复路面微小病害，防止水分侵入破坏路基，使路面整体结构始终得到保护，不致产生严重损伤，从而减少铣刨、翻修次数，大大节省大修费用，并延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态，所以研究开发高速公路路面预防性养护技术，实施路面预防性养护是我国高速公路发展的迫切需要。预防性养护肯定需要投入一定的费用，但它是一种费用效益比最优的养护措施。预防性养护分为两层涵义，第一层是狭义的预防性养护，第二层是广义的预防性养护。从第一层上讲：预防性养护就是在路面发生结构性破坏以前，为了保持道路路面的正常运营状态，延长未来的路面寿命，获取道路使用的最大效益，在不做结构性改变的前提下，在适当的时间，采取合适的技术措施恢复路面系统的功能状况，改善路面服务水平。从第二层上讲：除了只是改善路面系统的功能状况之外，还要采取对路基、桥涵、附属设施等等的处理和维护，用以改善道路系统的总体功能状况，提升道路服务水平。狭义预防性养护只是针对路面，广义预防性养护除此之外，还包括与路面质量和寿命有关的其他部分如路基、桥涵等，并强调防治结合。狭义的预防性养护与国外的预防性养护概念一致，突出的是路面本身的预防性养护，并且突出了时机上以预防为主及不改变结构的两方面意思。广义的预防性养护则是在狭义预防性养护的基础上进一步延伸，一方面将预防性养护概念延伸到路基、桥涵及附属等，另一方面，根据实际情况，完全按照国外预防性养护理念在路况尚好的情况下进行大的养护投入也不现实，因此以预防为主并重防治结合，即路面即便稍超出狭义预防性养护的范畴与时机，但仍可以通过小的处治达到避免大病害时，也符合广义预防性养护的“治小病防大病”的基本原则。按照规范中的养护工程类别划分，狭义的预防性养护，属于小修保养及部分中修工程的范畴；广义的预防性养护则包含了预防性养护和矫正性养护两个层面的内容，是除大修工程以外的包括维修保养、中修工程及桥隧加固等范畴。从预防性的角度来看，小修工程是对小病害的及时性修复，用以防止大病害的发生，广义的预防性养护则是全方位立体的概念，属于系统工程。预防性养护是那些带有保护路面和以减缓路面使用性能恶化速率为目的的重要技术措施，它可以延缓由于交通和环境荷载作用而引起的路面使用质量的下降，并延长使用周期。预防性养护分为初期保养、日常保养和预防性季节保养。1.2.2 预防性养护的目的1预防性养护是针对道路尚未出现严重的破坏，一般是在道路投入57年后进行，其养护的目的是改善和恢复路面表面功能，防止病害的进一步恶化。国外的经验表明，采取有效的预防性养护措施不但可以提高道路的使用品质，而且还具有良好的经济效益，大大延长道路使用年限，可节约养护资金多达50以上。2公路养护的目的是经常保持路况完好，维护公路的正常使用功能，消除使用中出现的病害、隐患，延长其使用寿命。如果公路缺养、失养，路况必然很快下降，道路通行就必然受阻。因此，必须高度重视养护工作。而在整个养护工作中，路面养护是公路养护工作的中心环节，路面养护质量是公路养护质量考核的首要对象，这是因为路面是直接承受行车荷载和自然因素作用的结构层，关系着行车是否安全、快速、经济和舒适。3另外，随着高速公路里程的增加和使用时间的延长必然会带来路面不断的损坏，养护工程量将越来越大。可以预计今后一个时期，我国高速公路将由建设为主，转为建设与养护并举，并逐步以养护为主。1.2.3 预防性养护的意义公路预防性养护的实质就是早期预防性养护，它针对已建成的公路沥青路面延缓其破损时间，并保持或提高使用功能性能状况，但不增加路面承载力。但必须明确，预防性养护仅仅适用于沥青路面表面层的修复，而不能解决路面结构层出现的病害。预防性养护的重要意义主要体现在四个方面：（1）保持路面良好的使用性能；（2）延长路面的使用寿命；（3）减少路面寿命周期的成本；（4）节约养护维修资金，是一种费用效益十分良好的养护措施。1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状近年来，我国早期修建的高等级公路大量进入养护维修期，路面早期破损等问题不断出现，公路养护欠账过多、养护技术落后、养护资金不足的问题日益突出，公路养护的重要性日渐显现，公路养护开始真正受到与公路建设同等的对待。公路养护的内容很多，其中路面养护是重中之重，尤其是作为我国最主要路面铺装形式的沥青路面的养护，更是需要重点关注的对象。路面养护首先需要进行养护决策，确定路面是否需要养护，何时进行养护，以及采用何种技术进行养护。目前，影响我国公路路面养护决策的主要因素有两点：一是养护理念，二是养护经费。 对于高速公路，全国各地部分高速公路管理部门建立起了路面养护管理系统，沿海地区的部分高速公路的养护经费也较为充足，客观上有条件做出科学的养护决策。但是实际情况并不十分乐观，我们在高速公路路面养护工作中还是习惯于被动性的养护方式，主要表现为小病害不处治，小钱不舍得花，等到路面病害恶化后才疲于奔命，四处救火。 要扭转目前高速公路养护工作比较被动的局面，就要求我们彻底抛弃陈旧的养护观念，推广实施路面预防性养护，通过多花小钱、早做保养，达到延长路面寿命、提高路面服务功能、节省养护费用的目的。 对于普通公路，由于养护工作的历史欠账较多，养护经费被挤占的问题尚未得到根本解决，养护经费不足的问题十分突出。养护决策多以保证“不断路”为目标，实行“坏路优先”的原则。实际上，这种坏路优先养护的做法是很不科学的。由于沥青路面预防性养护技术的选择与趋势文/交通运输部公路科学研究所、道路结构与材料交通行业重点实验室 李峰 黄颂昌 徐剑实行坏路优先养护，单位里程的养护资金消耗多，使得我们更没有资金对路况较好的道路进行养护，好路慢慢也就变成了坏路，形成一个恶性的循环。 因此，对于养护决策，应大力推行预防性养护的理念，不断地养护好的路面，使它们始终处于较好的路况，而不是不断地去维修差的路面。 目前，我国常用的预防性养护技术使用情况主要包括以下几种： 裂缝修补：国内的大部分省份都引进了先进的裂缝灌缝设备和材料，开展较大面积的定期裂缝修补作业。雾封层：在我国也得到了一定量的应用，例如安徽合宁高速公路就大面积使用了雾封层技术，取得了良好的使用效果。稀浆封层:已广泛用于公路建设和养护工程。微表处：目前已经广泛应用于高速公路路面养护工程，每年全国微表处用量保持在3000万平方米左右。就地热再生：我国从20世纪90年代后期起陆续从日本、德国等国引进了近10套就地热再生机组，京津塘高速、京石高速、成渝高速等都实施了面积不等的就地热再生，目前国内就地热再生累计实施面积超过1000万平方米。另外，碎石封层技术、薄层罩面和超薄罩面技术在我国也得到了一定的应用。1.3.2 国外研究现状预防性养护是作为一个完整的概念于20世纪80年代提出，是一种周期性的强制保养措施，是在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下，为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护措施。预防性养护虽然需要投入一定的费用，但是一种费用效益比最优的养护措施。主要有两个说法：一是让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况；二是在适当的时间，将适用的措施，应用在适宜的路面上。预防性养护的核心思想是要求采用最佳成本效益的养护措施，强调养护管理的计划性。所谓矫正性养护，就是我们传统上的修补路面的局部损害或对某些特定病害进行的养护作业，适用于路面已经发生局部的结构性破损，但还没有波及全局的情况，显然这是一种事后、被动的养护方式，其延缓路面失效的效果较差。采取预防性养护在路面使用过程的某个最佳时机，进行若干预防性养护措施干预，路面状况将一直保持在较高水平，较好延长路面使用寿命，降低了成本与投入。美国道路业曾对几十万公里不同等级道路进行跟踪，发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征：一条质量合格的道路，在使用寿命75%的时间内性能下降40%（这一阶段称之为预防性养护阶段），如不能及时养护，在随后12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%，从而造成养护成本大幅度的增加。根据1987年美国战略公路研究计划（SHRP）研究，在整个路面寿命周期内进行3-4次的预防性养护可以延长使用寿命10-15年，节约养护费用4550。预防性养护（Pavement Preventive Maintenance）是维护现有道路系统及其附属设施，延缓未来病害发展，保持或改善系统未来的功能状况（但并没有增强结构能力）的一种有成本效益的处治计划策略。从这个角度出发，预防性养护更多地是一种理念和方法。本报告简本在调研国内部分省、市公路管理部门的基础上，借鉴国外预防性养护研究成果，目标是了解我国预防性养护的现状，借鉴成功经验，明确预防性养护实施中的问题，形成预防性养护的实施政策建议，为预防性养护保证体系的建立提供参考。下面首先对预防性养护的国外发展历史和现状作简要回顾。美国研究资料表明，其各州的预防性养护开展的层次和水平差异很大，根据2004年国家公路合作研究计划（NCHRP， National Cooperative Highway Research Program）的523号报告“预防性养护技术应用的时机选择（Optimal Timing of Pavement Preventive Maintenance Treatment Applications）”，Arizona和Iowa州已经铺设了专门的预防性养护试验路以评价某些预防性养护技术措施的性能；Michigan、NewYork和California州已发展了良好的预防性养护计划，并反映在多种指南文件中。 在1999年，对美国50个州、哥伦比亚特区、Puerto Rico和6个加拿大省份的公路管理部分进行了一次大范围的预防性养护计划与实践的问卷调查，获得41个部门的反馈，结果表明：全部反馈的部门都进行了预防性养护技术的应用。85%的部门确立了预防性养护计划，2个部门正在确立。17个部门报告有超过10年的现场预防性养护计划。1.3.3 小结对比国内外预防性养护发展历史与现状，不难发现： （1） 国内外预防性养护的发展过程、程度与速度等，在不同地区间都呈现出明显的差异性； （2）总体上，国内预防性养护技术措施的应用种类要少于国外（美国为例），国内各地区间差异也很明显； （3）预防性养护的资金和组织机制是预防性养护的基础，即使可用的相关技术种类少，也能一定程度上达到预防性养护目标。 （4）基于各地区不同的原始路况水平，预防性养护资金占投资总额比例虽有起伏，但投资绝对值在总体上是逐年增加的； （5）多数情况下，预防性养护资金划拨仍混于养护资金总额中，受其他类型养护资金需求的影响较大，很少有专门的预防性养护资金计划，也没有长期的预防性养护投入规模控制； （6）预防性养护投入增加，并实施一定时间后，路况的总体水平都有显著的提升，在预防性养护投资延续一定时间，路面总体路况趋于相对稳定后，需要的投资规模有可能也趋于稳定。1.4 研究思路与对策2 公路沥青路面破坏原因2.1 功能性破坏1.局部裂缝一般是在路面使用3-5年后发生的，其表现多是细线状裂缝。引起局部裂缝的原因可归纳为基层和路基的压实度不均匀、施工质量控制不严格及局部材料质量等问题。2.车辙是在道路横断面上由于车辆轮胎重复行使久而久之产生的一种路面沉陷现象，表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理，稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。另外，重载和超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。3.桥头跳车现象发生在桥和涵洞等构造物与路面交接的部位，是由于材料压实不均匀而产生的与构造物间的高差所致。4.波浪的主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用；在纵坡段，由于高温的原因也会出现这种病害。5.沉陷主要是由路基压实度不足引起的，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。6.松散和剥落松散主要出现在水损坏严重的路段上；如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害；施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。7.坑槽是龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。2.2 水破坏水损害是我国公路沥青路面最严重的早期损坏原因之一。其破坏特征是：沥青表层泛油并伴有严重的推移变形和车辙变形，沥青中、下面层潮湿，并出现油-石分离、松散，多发生在重车交通量较大的行车道上。另据报道，我国从南方到北方，都出现过由于水损害引起的公路大面积早期破坏。出现的时间，有的竣工通车后不足一年或两年，时间短的只有几个月。直接和间接经济损失巨大，同时也造成了不良的社会影响。水破坏的数量和速度与公路沿线的降雨量大小有密切关系。在较干旱地区和降水量不大的情况下，特别是沥青混凝土虽透水但透水性不大的情况下，这种冲刷、唧浆、坑洞可能是一个缓慢的过程。但在沥青混凝土的不均匀性和透水性均较大和基层质量又不好的情况下，即使在较干旱地区，一次降水也可能使半刚性路面产生唧浆和坑洞。网裂、形变发展成坑洞的速度也与上述诸多因素有关。网裂、形变可能在随后的一、二个雨季中发展成坑洞，也可能过更长的时间才发展成坑洞。在南方多雨潮湿地区，沥青路面的这种唧浆、网裂、形变、坑洞和唧浆、坑洞的早期破坏现象更为严重。沥青路面养护技术规范明确规定，对沥青路面必须进行预防性、经常性和周期性养护，这是针对沥青路面的工程特点而提出的。沥青路面一般在开放交通后不久，就会出现不同程度的损坏，主要是路面使用性能上。如果这些轻微的初始损坏得不到及时有效的预防性养护和维修，就可能加剧荷载、水、温度等对路面的不利影响，导致路面损坏迅速扩展，路面状况恶化加剧，严重时将导致路面结构的破坏，极大缩短路面寿命，更增加了后期维修费用。因此，必须进行预防性养护，以控制损坏的进一步发展，维持路面服务性能，延长路面寿命。陇南地区地处甘肃省南部，与四川北部和陕西西南部接壤，境内多山区，国省道中山路、弯道占很大一部分，境内过往车辆数量和种类较多，对公路系统的运行有着巨大考验。而其中，沥青路面占绝大部分，由此可见，沥青路面的预防性养护尤为重要，因此，我们要认真分析造成沥青路面破坏的各方面原因，从而制定出合理有效的预防性养护方案。3 沥青路面预防性养护技术沥青路面预防性养护技术有：微表处、同步碎石封层、稀浆封层、石屑封层、雾封层、裂缝填封、薄雾罩面、沥再生等。3.1 微表处微表处是采用机械设备将聚合物改选乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上，并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。是一种专门为高速公路、城市干线、机场道面等高等级路面表层设计的养护技术，它由聚合物改性乳化沥青、100%轧碎集料、矿物填料、水和必要的添加剂组成。要使用专用的摊铺设备，一次性完成摊铺，并可根据路面损坏程度进行一层或多层摊铺。当路面出现开裂、磨光、车辙、松散、老化等病害时，采用微表处能迅速提高路面平整、耐磨、防滑、防水等性能，使路面达到良好的状态。微表处技术在国外主要用于预防性养护，而国内的微表处施工更多地被用于修补性路面养护中。修补性养护是公路出现病害后进行修补养护，这种养护方式常因为病害路面零星分散、线长、面广，造成施工繁琐、功效低、成本高。因此，在公路养护技术发展中，先进的国家普遍采用预防性养护技术，即根据路面中结合料沥青性能的变化的规律，经过一定年限行车后，在其将要出现但尚未出现病害（或严重病害）之前，便进行预防性养护，做到防患于未然，从而使沥青路面经常保持良好的服务状态。据报导，采用预防性养护技术，不仅在直接工程费用上可节省50%以上，而且它带来的社会效益将成倍增长。3.1.1 微表处的适用范围微表处作为预防性养护的有效方法之一，主要应用在改善路面抗滑性能、降低路面渗水、进行车辙修复等方面。因微表处厚度仅1厘米左右，实施微表处技术不能增加路面抵抗变形的能力，因此，必须确定一个微表处实施的合理适用范围，拟实施微表处的路段应满足以下条件：（1）原路面结构强度必须满足要求。（2）原路面存在的裂缝、坑槽、龟裂、网裂等病害必须事先进行修补、灌缝处理。微表处养护技术的应用主要有如下几个方面：1.作封水处理，处治路面水损害。水损害是高速公路路基路面破坏的主要因素，据有关部门调查显示，使用1年以上的高速公路，都不同程度地存在水破坏现象。主要是由于高速公路铺筑的不均匀性，路面总存在一些空隙率较大和自由水容易渗透的位置，再加上行车作用，从而出现一些随机分布的小坑洞等水破坏。采用微表处技术作防渗水处治后，可延缓和阻止病害的继续发展，防止路面病害进一步恶化，避免造成结构性破坏，维持路面的使用，推迟大修日期，有效延长路面使用寿命。2.当出现了表面功能衰减、轻微车辙和不平整时，恢复路面服务功能。无论是在高速公路、城市道路上或在交通量大的交叉路口，微表处理技术都能以其特有的方式在一次摊铺中解决提高道路的抗滑能力、提高路面性能或封填网状裂纹等问题。微表处技术，可以在路面上形成比较密实、坚固的路面磨耗层，治疗路面早期病害，延长路面使用寿命，节约沥青材料和资金，提高养护质量。而且这项技术不同于以往的热沥青摊铺，路面能够在较短时间内达到正常使用功能，适用于城市一般道路、城市快速路和高速公路路面磨损后的修复。3. 用于桥面防水层、隧道内水泥路面罩面以及半刚性基层与沥青层的联结层等。3.1.2 微表处所用的原材料要求微表处混合料是由合理配比的乳化沥青、改性剂、集料、水和填料等组成的，材料质量的好坏直接关系到混合料的性能。1.集料的选择：规范要求集料的砂当量不低于65%，高于对普通稀浆封层用集料砂当量不低于45%的要求。也高于规范中高速公路沥青面层用细集料砂当量不小于60%的要求。2.胶乳改性剂的选择：微表处混合料大多选用胶乳改性剂。其中最为常见的是SBR胶乳。3.1.3 微表处的配合比设计在工地试验室根据中心试验室提供的目标配合比，试配完成初步的施工配合比，其设计步骤如下：1、对料场堆放的各种原材料进行试验检测；2、确定集料的配合比例，使合成级配在要求的级配范围内；3、根据经验初选乳化沥青、矿料、填料、水和添加剂用量，进行拌和试验和粘聚力试验，拌和试验温度应考虑最高施工温度，粘聚力试验的温度应考虑施工中可能遇到的最低温度；4、进行湿轮磨耗试验，确定最小沥青用量，进行负荷轮碾压试验，确定沥青用量的最大值；5、根据经验在沥青用量的可选范围内选择适宜的沥青用量；6、经多次试验后，在充分考虑原路面状况、气候及交通因素等的基础上综合确定初步的混合料配比，在试验段施工时进行验证，若发现异常进行及时调整，并最终确定合适的施工配合比。3.1.4 微表处施工工艺流程封闭管制交通铣刨隆起的车辙病害处治清扫路面放样放线摊铺修补修边碾压早期养护开放交通。3.1.5 微表处摊铺1.稀浆封层机标定：摊铺车的标定目的是让施工配合比通过摊铺的各个计量系统得以准确执行。2.装料：将符合要求的矿料、改性乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺机的相应料箱，为保证矿料级配的均匀一致，在装机前将矿料在集料场用配料机将不同料径的矿料掺拌均匀后堆放在混合料仓内，以便方便使用。3.摊铺：铣刨车辙后先用MS-3型微表处填补车辙槽，再对整个行车道铺筑一次MS-3型微表处，其具体施工工序如下：（1）将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，并调整摊铺箱摊铺厚度与拱度，使摊铺箱周边与原路面贴紧；（2）摊铺车运行前，在铣刨边缘纵向标线处固定直径为1cm长度约为摊铺一车料的麻绳，防止稀浆混合料不外溢，确保摊铺直顺且与铣刨边缘衔接平顺。（3）根据生产配合比和现场矿料含水量情况，调整各料门的高度或开度；（4）开动发动机，接合拌和缸离合器，使搅拌轴正常运转，并开启摊铺箱螺旋分料器；（5）打开各料门控制开关，使矿料、填料、水同时进入拌和缸，并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；（6）调节混合料在分向器上的流向，使混合料能均匀地流向摊铺箱左右；（7）调节水量，使稀浆混合料稠度适中，严格控制外加水量；（8）当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，操作手通知驾驶员启动封层车，缓慢前进，一般前进速度为10-30m/min，但应保持混合料摊铺量与生产量的基本一致，保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右。（9）当摊铺机上任何一种材料用完时，应立即关闭所有材料输送的控制开关，让搅拌缸中的混合料搅拌均匀，并送入摊铺箱摊铺完后，即通知驾驶员停止前进。（10）将摊铺箱提起，把摊铺机连同摊铺箱开至路外，清洁搅拌缸和摊铺箱。（11）查对材料剩余量。3.1.6 人工修复局部施工缺陷混合料摊铺后，若发现局部施工缺陷应立即人工修补，修补的重点是：起点、终点，纵向接缝，过厚、过薄或不平处，尤其对超大粒径矿料产生的纵向刮痕，应尽快消除并填平。修补后应达到表现平整、边沿顺直、接缝平顺。3.1.7 碾压待稀浆混合料破乳后，表面无褐色斑点时立即采用8-16T胶轮压路机进行碾压，碾压2-3遍，碾压速度为10km/h。碾压时压路机不得在微表处上停留、调头和急转弯。碾压后应达到表面平整密实，无划痕。3.1.8 初期养护碾压结束后进入微表处初期养护阶段，在此时间内不得有人员和车辆在微表处上行走，直至微表处已凝结成型，满足开放交通的条件。3.2 同步碎石封层同步碎石封层是用专用的同步碎石封层机将碎石和粘结剂（热沥青、改性沥青、乳化沥青等）同步洒铺在路面上，通过自然行车或胶轮压路机的碾压形成沥青碎石磨耗层。它主要作为沥青路面表面处理层使用，也可用于低等级公路的面层施工，使沥青路面的使用寿命延长10-15年。3.2.1 材料和设备的选用为了保证同步碎石封层施工的高性能，需要进行相关试验来确定骨料和沥青之间的物理化学相容性。与此同时，以既定的同步碎石封层机为基础，选用相应的机具与其配套、联合作业，以获得高质量、高效率的封层效果。（1）沥青的选择和使用使用同步碎石封层技术，原则上对沥青的选择和使用无特殊要求。在保证沥青正确的洒布温度、洒布量的前提下，使用普通沥青、重交沥青、乳化沥青、改性沥青都可以获得很好的效果。应注意的是，施工中沥青用量是决定封层质量好坏的一个十分重要的因素。沥青过少时所封层的路面有可能出现严重的碎石脱粒；若过多时，则会出现泛油现象。因此沥青用量要根据交通量、路面状况、施工季节等进行调整，如大交通量的道路用量宜减少5%10%，秋季施工用量比夏季的应增加5%左右。（2）骨料的选择和使用同步碎石封层技术对骨料种类无特殊要求，花岗岩、玄武岩、石灰岩等都可以。但要根据不同交通量和路基结构等情况，对同一次施工中不同的工序所需的骨料要进行有针对性的选择。因同步碎石封层技术属薄层技术，所用骨料为单一级配碎石颗粒（非一般意义的“石屑”）常用的碎石粒径有24mm、46mm、610mm和1014mm等。（3）设备的选用同步碎石封层机是专用于同步碎石封层施工的主机，目前投放中国市场的同步碎石封层机有法国赛格玛（SECMAIR）公司生产的30通用型、40通用型、41型、45通用型、凯撒路霸连续式和河南省高远公路养护设备有限公司生产的XY5250TSF型等，施工单位可根据实际情况进行选购、使用。与同步碎石封层机配套作业的机械有50型装载机一台、916t胶轮压路机两台、2540t沥青运输车一台、8t洒水车一台、路面除尘设备和小型铣刨机各一台。3.2.2 施工工艺沥青路面的预防性养护和修复性养护一般采用二次封层：第一次用610mm、1014mm粗碎石形成骨架；第二次用24mm细碎石嵌缝。两次封层后用轮胎压路机碾压，也可通过自然行车碾压。沥青路面若有10cm以上的车辙、沉陷等病害时，可采用多次封层不同粒径碎石的施工方法。现以旧沥青路面加铺防水磨耗层的典型预防性养护为例，介绍同步碎石封层机的施工工艺。（1）施工前的准备工作1）首先对施工路段的路面状况、交通量等进行实地勘察。2）根据检测数据，认真分析并做试验，确定施工方案，其内容包括：施工结构选择，沥青和碎石的选用，对车辙、坑槽等病害的预处理等。3）做好配套机具的调配、组织等工作。（2）施工过程中的操作技术1）在施工路段内设置道路施工提示标志。2）确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪；确定同步碎石封层机技术状态良好、参数设定正确，并现场试验。3）清扫施工路段，确保路面无尘土、垃圾等。4）在一段路面上进行试封层，并根据其效果对各作业参数进行调整直至达到预期效果，然后进行长距离的连续施工。5）随