路面养护技术

1、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

2、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

3、” 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

4、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

5、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

6、: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

7、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1-6 cm 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，0.5 cm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,

8、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

9、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 180 0.2-0.4MPa 水泥 1.5-2.0 MPa 3

10、.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

11、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(Multiple Head Breaker) 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

12、 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

13、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

14、标 平整度 路面状况 结构强度 抗滑性能 调查内容 IRI DR ls SFC 评价指标 RQI PCI SSI(PSSI) SEC(SRI) 综合指标 PQI PQI=P1PCIP2RQI P3SSI P4SFC Pi为各指标的权重,见下表 (1).行驶质量指数RQI RQI=11.5-0.75IRI (10分,普通公路) (2).路面状况指数PCI PCI=100-15DR0.412 DR=100wiAi/A (3).结构强度指数SSI(PSSI) SSI=lr/l0 PSSI=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=11.0

15、AcAs/Ne0.2 Ac:等级系数.高速0.85 一级1.0 二级1.1 三.四级1.2 As: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) A1A2 A1: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)+SRImin SRImin：抗滑性能限值，20 (5).路面性能综合评价PQI 优 良中 次 差PQI8570-85 55-70 40-55 40 (6).次差路率RP RP

16、=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MQI MQI=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.

17、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/Ne0.2 Ac:等级系数.高速0.85 一级1.0 二级1.1 三.四级1.2 As:类型系数. 剩余寿命N=Ne-N N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PSI PSI=5.03-1.91(1+Sv)-0.01(C+P)-1.38RD2 Sv: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

18、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. 0.799 c.通车后预防性养护. 0.383 A.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)

19、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（Recycling Asphalt Pavement，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