路面养护技术基础.ppt

路面养护技术,路面养护技术,路面养护技术反思路面病害及诊断路面使用性能预测系统路面维修技术的发展与展望,路面养护技术,一.路面养护技术反思1.路面养护技术的认知路面养护技术就是科学合理的养护决策是否需要养护何时进行养护何种技术养护目的:路面经常处于良好的技术状态,内容及要求:路况的巡视调查与分析(数据采集)制定科学的养护计划编制合理的施工组织设计推广应用新技术新材料新工艺方针:预防为主防治结合养护方式:旧标准:日常养护(小修保养)中修(病害处治)大修(补强与改造)改建(提高技术标准)新方法:预防性养护(保健),修复性养护(治病)新理念:预防性养护(保健)即使性养护(打针吃药)强制性养护(住院),2.养护技术的困惑(1).建设与养护的矛盾损害之必然性极限设计(荷载.材料.结构)(省钱)粗放施工(国人两大弊端:不认真太聪明)建设与养护脱节(2).养护之困难性:交通急剧增加恶劣的环境养护资金不足,3.养护技术的机遇与挑战机遇:建设的飞速发展路面技术的发展材料设备工艺挑战:如何保持路网的服务功能和服务水平如何提高路网的使用品质和使用寿命既可持续发展4.养护技术的发展,a.预防性养护正在起步预防性养护:适当时间.适当措施.适当方法.适当地方.特点：最小投资达到最佳效果.实现”预防为主防治结合”问题:四个适当确定较难技术支持养护体制限制多-规范支持-养护机制支持(国外:路面结构与养护措施),b.科学检评体系正在起作用“拍脑门”趋向“数据说话”路面养护的”四基工程”基层管理基准程序基本数据基础工作,C.养护技术的创新力度正在提升提高养护质量,降低养护成本(1).创新养护理念“畅.平.净.美.全”-“畅.安.舒.美”(2).创新养护技术机械化,快速化,质量高(3).创新养护管理体系全寿命成本核算,路面养护技术,二.路面病害与诊断(一).沥青路面常见病害类型病因诊断(A).常见病害类型,1.裂缝类a.龟裂(网裂):局部裂缝交错成网结构型:局部或轮迹处老化型:路段b.横裂:单一或有短分支c.纵裂:单一或有短分支d.斜裂:单一或有短分支2.松散类a.坑槽b.麻面,c.脱皮d.啃边e.松散3.变形类a.沉陷b.车辙c.搓板d.波浪e.拥包4.其他类,a.泛油b.磨光c.修补d.冻胀e.翻浆功能性损害:泛油松散车辙剥落结构性损害:水损害开裂沉陷坑槽B.病因诊断及常用养护技术,1.松散、坑槽沥青路面的水损害水损害：是指沥青路面在存在水份的条件下，经受交通荷载和温度收缩的反复作用，一方面水份逐步浸入到沥青与集料的界面上，同时由于水的动力作用，沥青膜渐渐从集料表面剥落，并导致集料表面的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。特征：路面可见白色的唧浆面层可见局部的网状裂缝过程：水浸入沥青剥落网状裂缝唧浆松散坑槽,a.自上而下的水损害水渗入,长期滞留在混合料中,沥青膜脱落,b.自下而上的水损害水渗入,长期滞留在某层的层面上,层面摩擦及动力水作用,层间结合下降,层底拉应力造成路面开裂原因：水浸入混合料空隙率大8%-12%水的滞留时间排水混合料的水稳定性：粘附性石料吸水率路面的平整度动力水层间结合.荷载大小,位置:易积水处如纵.横坡小混合料空隙大路段8%-12%分层施工,层间结合差薄层路面如普通公路.桥面重交通路段混合料粘附性差维修养护技术:防水.限载防水:排水排水设施完善防止路面积水碎石路肩,路面防水混合料的设计封层或罩面微表处限载:2.裂缝规则的温度裂缝反射性裂缝不规则的路基变形疲劳开裂（网状）养护技术:,沥青橡胶类密封胶灌缝特点:黏结强,弹性好,拉伸大,温度敏感小工艺:放样裂缝开槽清理槽壁加热灌缝机灌缝撒石霄养护开放交通槽深宽:8/12,10/15,15/20密封胶:185-190沥青橡胶类密封带,3.永久性变形a、沉陷b、车辙压密性车辙厚度变化流动性车辙厚度变化结构性车辙网裂龟裂磨损性车辙表面厚度变化压密性车辙：特点:发生时间早，通车13年,车辙量较小1cm较规律成V或U型路面无损害处理：可用封层或微表处流动性车辙：特点：高温时发生，大1-6cm上坡路段，车站、收费站、急弯等位置轮迹下沉，两侧隆起W型标线推移（扭曲）路面早期已破损，后期网裂、松散,结构性车辙：特点：发生时间较长310年辙底路面网裂纵向不连续（前期）或连续（后期）呈V型量中3-5cm磨损性车辙：特点：轮迹处面层磨损或磨光量小，0.5cm左右路表较好c、拥包：,4.泛油：沥青性能及用量5.表面功能损失,(2).水泥混凝土A.路面病害类型及成因a.断裂类一条裂缝:纵向裂缝路基不均匀沉降横向裂缝切缝时间,温度翘曲,板厚不均斜向裂缝切缝时间,温度翘曲角隅裂缝:两短边距离小于1.8米水侵入,承载力下降水冲刷,板脱空;接缝传荷能力差多条裂缝:破碎板:裂缝板防水不及时,重复荷载作用,b.竖向位移类(板可能不裂)沉陷:路基固结,不均匀沉降(如桥头高填方)胀起:胀缝设置不当或受阻c.接缝类填缝料损害:老化挤出缺损缩缝张开:路基变形拉杆缺损弯道处d.唧泥指雨水从接缝处渗入,在重载交通产生的动水压力作用下,对基层表面进行冲刷,泥浆从接缝处挤出,造成板底脱空,失去支撑的现象.,原因:重载交通基层抗冲刷差(强度低泥土含量多)接缝填料缺损路拱横披小病害过程:脱空(弯沉)错台(接缝处板高差)板断裂碎裂e.表层类磨损与露骨,网裂与起皮(干缩与碱骨料反应)坑洞B.处治技术a.预防性处治技术1.裂缝处治(扩缝灌缝补缝补块)灌缝:及时高效硅酮8万元吨聚脂胺1.5万元吨聚氯乙烯胶泥0.3-0.6万元吨橡胶沥青0.4万元吨,2.脱空处治(顶升填料压力灌浆)压力灌浆:压力1.5-2.0MPa流程脱空位置板角弯沉0.15-0.20mm(BZZ-100)相临板桡度差6%布孔距板边大于0.5m钻孔凿岩机D小于50mm压浆沥青1800.2-0.4MPa水泥1.5-2.0MPa3.错台10mm磨平10mm填补压浆,4.唧泥(重载交通水裂缝接缝缺损)裂缝和接缝密封路表排水面层排水路侧排水5.剥落露骨稀浆封层罩面6.磨光刻槽,b.路面改善或修复(中修或大修)1.面板更换(少量板)2.直接罩面(常用)对旧路进行修补和处理后,采用不同厚度的沥青或水泥混凝土罩面结合式罩面优沥青混凝土黏结层直接式罩面中或良间接式罩面差弹性层状理论(层间完全结合完全分离)反射裂缝土工布或玻纤格栅粘层油(沥青或改性沥青)STRATA应力吸收层胶粉沥青应力吸收层ATB,加铺层厚度水泥混凝土18厘米沥青混凝土5-15厘米2.全深度更新将旧路面破坏并废弃,新铺沥青或水泥混凝土费用高耗时长废料处理问题多3.破碎罩面将旧路破碎成小的互相咬合的碎块,用压路机压稳后,加铺沥青或水泥混凝土罩面破碎方法:冲击破碎冲击压路机(颗粒大尺寸不一不稳)挖掘破碎挖掘机和破碎镐(颗粒大尺寸不一不稳),打裂压稳闸式破碎机(块大不稳)碎石化MHB(MultipleHeadBreaker)共振碎石机Z型压路机碎板化3030厘米4.碎石化沥青加铺层研究表明:破碎后水泥混凝土路面的有效摸量随着结构破坏程度的增大而减小,而反射裂缝出现的可能性则反而增大.碎石化程度:表面7.62厘米中间22.86厘米底部38.1厘米,加铺层厚度:12-18厘米,(二)综合分析1.设计方面的问题不容忽视交通量、超载的考虑不足是关键半刚性基层厚度及强度粉碎性破坏,沥青层的厚度不足,”量力而行”是制约因素排水的设计是弱项,防排结合Marshall试验方法的可行性沥青与改性级配的选择层间的结合及结构组合2.施工是保证设计的重要环节施工水平及精细度,设备与工艺的合理配套3.科学的管理是施工成败的关键合理的工期；科学的投资4.养护是延长路面寿命的重要一环养护新技术=新理念+新材料+新设备养护新理念=预防性+及时性+强制性,公路养护技术,三.路面使用性能评价1.路面使用性能从不同侧面反映路面状况对行车要求的满足或适应程度基本功能：平整度结构性能：路面破损状况结构强度：弯沉安全性能：摩擦系数,2.评价指标a.交通量：公路通行能力：车辆折算标准车：小汽车折算系数：中型车：1.5大型车：2.0拖挂车：3.0拖拉机：4.0指标：平均日交通量ADT年均日交通量AADT,路面使用寿命：轴载换算系数标准车：BZZ-100沥青路面：N=Ni(Pi/P)4水泥路面：N=Ni(Pi/P)16指标：平均日交通量平均增长率根据车型的额定重量及平均满载系数推算车型轴重(含超载),b.路面养护质量指数PQI指标平整度路面状况结构强度抗滑性能调查内容IRIDRlsSFC评价指标RQIPCISSI(PSSI)SEC(SRI)综合指标PQIPQI=P1PCIP2RQIP3SSIP4SFCPi为各指标的权重,见下表,(1).行驶质量指数RQIRQI=11.5-0.75IRI(10分,普通公路),(2).路面状况指数PCIPCI=100-15DR0.412DR=100wiAi/A,(3).结构强度指数SSI(PSSI)SSI=lr/l0PSSI=100/(1+15.71exp(-5.19SSI),设计弯沉lr:与交通量有关,确定路面结构厚度lr=11.0AcAs/Ne0.2Ac:等级系数.高速0.85一级1.0二级1.1三.四级1.2As:类型系数.代表弯沉l0:路面强度(最不利季节),用弯沉仪测定l0=(L+1.645)A1A2A1:温度湿度影响系数A2:季节影响系数L:平均弯沉:弯沉值均方差,(4).抗滑性能指数SFC(SRI)SFC：横向力系数BN：摆值SRI=(100-SRImin)/(1+266exp(-0.139SFC)+SRIminSRImin：抗滑性能限值，20,(5).路面性能综合评价PQI优良中次差PQI8570-8555-7040-5540(6).次差路率RPRP=100(次等路+差等路)/总里程(7).好路率好路率=100(优等路+良等路)/总里程,C.综合养护质量指数MQIMQI=w1PQI+w2SCI+w3BCI+w4TCI路基状况指数SCI项目:路肩.边沟.边坡.路缘石.路基沉降.排水淤塞桥涵构造物状况指数BCI项目:桥梁技术状况一.二:100三:70四:0其他如跳车.伸缩缝.栏杆.锥坡.隧道.涵洞等,沿线设施状况指数TCI项目:收费站.服务区.标线.标志等路面状况指数PQI,MQI评定标准(目前仅用于高速公路),3.其他评价指标a.结构承载能力目的:确定路面的剩余寿命,既达到预定的损坏状况前还能使用的年数.作用:判断路面的完好程度.损害发展的速率.改建的措施lr=11.0AcAs/Ne0.2Ac:等级系数.高速0.85一级1.0二级1.1三.四级1.2As:类型系数.剩余寿命N=Ne-NN为从通车到计算年的累计交通量,N亦可由代表弯沉近似计算而的b.AASHO服务能力指数PSIPSI=5.03-1.91(1+Sv)-0.01(C+P)-1.38RD2Sv:平整度C:裂缝面积P:修补面积RD:车辙PSI:32.1,翻新路面21.1,罩面,公路养护技术,四.路面病害的维修技术1.预防性养护2.路面再生利用3.沥青路面新技术,1.预防性养护技术美国1985年对沥青路面三种养护方式进行费用测算:a.中间不养护,20年重建.平均年1.043美圆/平方米b.通车10年后养护.0.799c.通车后预防性养护.0.383A.乳化沥青稀浆封层用适当级配的石霄或沙作骨料,乳化沥青作结合料,水泥或石灰.粉煤灰.石粉作填充料和水装在摊铺车中,经拌和.摊铺.破乳.固化而成的路面.作用:治理路面裂缝,防水恢复表面功能,抗磨.抗滑提高平整度,稀浆封层用乳化沥青:慢裂或中裂乳化沥青实验项目:稠度试验、初凝时间、湿轮迹磨耗试验、负荷车轮试验施工程序:清理整修下承层洒水润湿洒粘层油(0.2-0.4/,如需要)摊铺稀浆封层料初期养护(3-5小时)开放交通注意:养护期间严禁车辆及行人通行,B.微表处(改性沥青稀浆封层)改性乳化沥青如SBR.SBS等特点:强度高,有补强作用厚度可适当加厚,10-15mm,处理轻微车辙柔性好,可用于桥面和水泥混凝土路面封层工艺:需大型封层摊铺车集料要干净,C.碎石封层技术(表面处治)基本工艺:清理下承层撒布沥青撒布碎石碾压养护开放交通自动沥青洒布车:计量准确.洒布均匀.宽度可调(3-6米)自动石料撒布车:撒布均匀(3米)特点:密封路面裂缝,防水表面粗糙,抗滑施工方便,速度快要求:石料干净,规格单一(0.5-0.8或0.8-1.0mm),d.组合式封层封层+罩面:任一封层+2-4厘米罩面作用:防水,延缓裂缝反射,提高抗滑,改善平整度,补强,2.沥青路面再生技术沥青路面再生技术的意义:沥青路面再生（RecyclingAsphaltPavement，简称RAP），是将路面翻挖或铣刨，回收旧沥青混合料，经过破碎、筛分，再添加一部分新骨料与新沥青（必要时添加再生剂），进行再生工艺的处理，重新拌制后，获得满足高等级公路路用性能要求的再生沥青混合料，并用于铺筑沥青路面结构层的一种成套工艺技术。可循环利用旧路面材料中的沥青减少旧路面的沥青废料排放对环境造成的压力,沥青路面再生技术的分类和适用范围,沥青路面养护