沥青路面预防性养护技术与路面保值

沥青路面预防性养护

与路面保值

内容提纲我国公路发展现状一路面保值

二寿命周期成本分析三路面预防性养护四我国公路发展现状第一部分

截止2009年底，中国公路通车总里程达到383万公里，其中高速公路6.5万公里，农村公路362万公里。总里程快速增加建设投资持续增长公路交通工作重点建设社会主义新农村关系国民经济命脉高速公路发展农村公路发展高速公路发展1988年中国大陆第一条高速公路建成通车1999年突破1万公里2002年突破2万公里2003年近3万公里，居世界第二位2008年底中国高速公路约6.03万公里2009年底中国高速公路约6.5万公里农村公路发展到2009年底，农村公路里程达到362万km，初步形成了基本通达乡镇、建制村的农村公路网络。7条北京放射线9条纵向路线18条横向路线公路建设规划——高速公路“7918”网7条北京放射线9条纵向路线18条横向路线到2020年，高速公路总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里。

公路建设规划——高速公路“7918”网——农村公路公路建设规划2005-2010年，实施千亿元建设工程和通达工程，农村公路建设规模约200万km。到2020年，具备条件的乡(镇)和建制村通沥青(水泥)路，全国农村公路里程达370万km。东部地区中部地区西部地区全面实现“油路到村”全面实现“油路到乡”、基本实现“油路到村”基本实现“油路到乡”、“公路到村”第一阶段第二阶段路面保值值第二部分分PavementPreservation沥青混凝凝土路面面15-20年水水泥混混凝土路路面30年路面设计计寿命期期望值部分沥青青路面使使用3-5年后后出现早早期损害害沥青路面面早期损损害沥青路面面早期损损害路面保值路面保值值是一个个用于系系统水平平管理的的计划程程序或长长期战略略。通过过采用综综合的和和经济有有效的措施提提高路面面使用性性能、延延长路面面寿命、、改善安安全性能能、满足足行车者者的期望望。一个有效效的路面面保值计计划包括括整个范范围的维维修策略略,同同时也包包括大修修措施,采取取一种经经济且有有效的方方式旨在在提高路路面性能能。路面保值值代表一一种对现现有公路路体系进进行主动动维护的的方式,这种种主动维维护方式式可以有有效减少少耗材费费时的路路面大修修和重建建项目的的数量。。FHWA预防性养养护—主主动矫正性养养护—被被动日常养护护—基本本小修—非非结构性性大修—结结构性应急抢修修—特殊殊情况路面保值值路面保值值路面保值路面保值值基金会会FP2(FoundationforPavementPreservation)乳化沥青青制造商商协会(AEMA)沥青再生生和回收收协会(ARRA)国际稀浆浆封层协协会(ISSA)若干材料料供应商商得到美国国联邦公公路局(FHWA)的大力扶扶持国家路面面保值中中心NCPPNationalCenterforPavementPreservation路面保值美国34个州声称称制定了了路面保保值计划划国家公路路研究所所(NHI)开设了诸诸多路面面保值培训课课程国家公路路战略合合作研究究计划(NCHRP)进行了多项项相关研研究，并并发布了了许多成成果路面保值路面预防性养护作为路面面管理者者或资产产拥有者者路面保值值是一种种资产管管理行为为路面是公公路拥有有者或管管理者的的重要资资产如何使资资产保值值是其面面临的重重要任务务公共设施施资产管管理概念念路面保值值的理论论依托从寿命周周期成本本的角度度可分析析路面保保值的效效益例如(方案案一)传传统路路面处置置方式的的寿命周周期费用用分析活动DL之前DL之后路龄（年）延长的寿命（年）R.S.L（年）费用（车道-mile）备注新建路面0025￥508000￥21000工程费用用户费用重建路面510250￥463000￥19000工程费用用户费用合计￥971000￥40000工程费用用户费用注：D.L-路面破坏指数,数值范围:0=没有破坏,50=路面需要重建，R.S.L-剩余服务寿命活动DL之前DL之后路龄（年）延长的寿命（年）R.S.L（年）费用（车到-mile）备注新建路面0025￥508000￥21000工程费用用户费用裂缝封堵1165222￥5162￥350工程费用用户费用薄加铺层21010825￥40808￥350工程费用用户费用裂缝封堵16814122￥5162￥350工程费用用户费用稀浆封层33020521￥16935￥700工程费用用户费用碎石封层14725218￥12582￥350工程费用用户费用合计￥688649￥23100工程费用用户费用(方案案二)路路面保保值模式式下的寿寿命周期期费用分分析式中:ACD—成本本等年值值差；Cx—方案一一第t年的现金金支出;Cy—方案二二第t年的现金金支出;n—方案一一的寿命命期;m—方案二二的寿命命期;i—基准折折现率。。路面保值对寿命周期成本分析的贡献通过计算算得到:ACD=7.9045>0,即即说明明方案二二经济合合理,$7.9045万/车道-mile··年为路路面保护护方案对对整个路路面寿命命周期成成本的贡贡献,也也就是是路面保值的效益。。路面保值对寿命周期成本分析的贡献寿命周期期成本分分析第三部分分LCCA：Life-CycleCostAnalysis寿命周期成本分析寿命周期期成本分分析又称为寿寿命周期期成本评评价，是是指为了了从各可可行方案案中筛选选出最佳佳方案以以有效地地利用稀稀缺资源源，而对对项目方方案进行行系统分分析的过过程或者者活动。寿命周期期成本评价是为为了使用用户所用用的系统统具有经经济寿命命周期成成本，在在系统的的开发阶阶段将寿寿命周期期成本作作为设计计的参数数，而对对系统进进行彻底底的分析析比较后后作出决决策的方方法。寿命周期成本分析寿命周期期成本分分析预防性养养护措施施的效果果置于路路面寿命命周期中中将有限的的成本有有效地利利用，以以保持路路面的最最佳使用用状态所采取措措施对道道路性能能状况的的影响和贡贡献显著寿命周期期成本分分析针对对整个路路面寿命命期，并并非仅仅仅针对某某项具体体措施PCI20100前面不采取措施，将要在此时花费5-6美元花费1美元进行预防性养护FailedVeryPoorPoorFairGoodExcellent20151050路面质量降低40%路面质量降低40%路面使用寿命的75%路面寿命的12%寿命周期成本分析案例方案A：新建HMA＋预防性性养护措措施干干预多多、干预预措施成成本低方案B：新建HMA＋修复（（大修））干干预少、、修复工工程成本本高初始建设成本修复时间残值养护成本初始建设成本修复分析期时间残值养护成本养护养护*此处包含用户费用AB寿命周期成本分析寿命周期成本分析主要因素素养护和修修复措施施－先进性、、效果、、施工专专业化业主成本本－初始成本本、养护护成本用户费用用－延误、油油耗残值－可利用的的价值资金时间间价值－－评价基准准：现值值寿命周期成本分析评估方法法（工程程经济学学）现值法－－将备选选方案寿寿命期内内发生的的费用折折算成一一个现值值。年值法－－将所有有费用折折算成年年度等额额成本。。建立养护&修复战略备选方案确定养护&修复战略的预期寿命估计用户费用及非用户成本估计业主成本确定费用支出计划估算各备选方案的净现值结果分析重新评估该战略根据需要建立新战略满意?否结束是寿命周期成本分析过程寿命周期成本分析预防性养养护措施施效益的的体现采取措施施后使旧旧路面的的寿命延延长某些措施施降低了了路面的的噪音改善行驶驶质量改善抗滑滑能力及及安全性性等措施路况良好(PCI=80)路况中等(PCI=60)路况较差(PCI=40)雾封层3–5年1–3年1–2年碎石封层7–10年3–5年1–3年稀浆封层7–10年3–5年1–3年微表处8–12年5–7年2–4年薄层热拌沥青罩面10–12年5–7年2–4年美国有关关预防性性养护措措施的预预估寿命命寿命周期成本分析路面预防防性养护护第四部分分(PavementPreventiveMaintenance)时间/交通路面状况大修预防性养护原路面最佳时间定义路面预防防性养护护是一种种在路面面状况良良好的情情况下，，采取的的对现有有道路系系统进行行有计划划的、基基于费用用—效益益的养护护策略。。预防性养养护是在在最恰当的的时期、对合适的的路段，采取恰当当的措施施，进行处处治，以以保证路路面在相相当的时时间内处处于良好好的状态态。AASHTO预防性养护的概念还能预防防性养护护吗？预防性养养护在路路面没有有结构性性破坏的的情况下下，延迟迟路面的的损坏，，维持或或改善路路面现有有的通车车条件，，通过延延长原有有路面的的使用寿寿命来减减少或推推迟昂贵贵的大修修及重建建工程。。路面预防性养护预防性养护的概念预防性养养护关键键词：计划性战战略－计计划性成本-效益－措措施延缓未来来的破坏坏－保护护改善功能能状况－－不增加加结构能能力预防性养养护技术术预防性养养护时机机的确定定两个重要要因素：：a.评评定模型型指标b.路面面数据检检测沥青路面面检测指指标⑴平整度度RQI⑵抗滑能能力SFC⑶车辙深深度RD⑷外观缺缺损(裂裂缝率CR、破破损率DR)⑸抗渗透透能力AP⑹路龄RY⑺交通量ADT路面使用性能评价预防性养护条件是否适合预防性养护大中修或日常养护否预防性养护标准是是否需要预防性养护日常养护否可行养护措施选择长期性能预测是费用预测经济评价最优方案选择预防性养养护决策策流程沥青路面面预防性性养护对对策措施施雾封层灌缝、封封缝碎石封层薄层热铺预防性养养护对策策措施薄层冷拌封层罩面养护沥青路面预防性养养护对策措施填封类

⑴灌、填缝技术加铺层类⑵薄层冷拌封层技术（稀浆封层、微表处、开普封层）⑶同步碎石封层技术⑷薄层热铺技术（OGFC、Novachip、SMA、多空隙路面、密级配混合料）活性剂类⑸雾封层技术1、沥青路面填、、灌缝技术⑴技术适用性:所有开裂路段的规规则、不规则裂缝缝；⑵技术的作用：封水，防渗透、防防冻胀；⑶易出现问题：漏灌、深度不够、、路面污染、裂开开；⑷应注意事项：材料、设备、工艺艺、操作时间；⑸寿命预期：1–3年年。沥青路面填、灌缝缝技术3/15/2023北京新桥技术发展展有限公司沥青路面灌封前对对裂缝进行处理刳刨设备沥青路面灌封前对对裂缝进行处理热流气切缝用密封剂处理封缝缝敷抹棒2、薄层冷拌封层层技术（稀、微、、开）基层承载力满足要要求，在常温条件件下将乳化沥青(改性)、级配矿矿料、填料、水及及添加剂按一定的的比例拌成糊状流流动态的混合料，，并及时用摊铺机机将其均匀摊铺在在路面上，形成厚厚为6-15mm的表面薄层。（1）稀浆封层技技术⑴技术适应性:基层良好的二级以以下公路，上(下下)封层；⑵技术的作用：封水作用，恢复路路表面功能；⑶易出现问题：掉皮、光滑、缝反反射、色差、不平平整(缝)；⑷应注意事项：骨料级配、乳化材材料、设备标定、、操作工艺、、施工温度、、实验控制、原路路基路面状况；⑸寿命预期：2–4年。。稀浆封层稀浆封层设备稀浆封层稀浆封层填料箱加乳化沥青129356784集料箱集料出口集料传输带加水搅拌机摊铺机稀浆798稀浆生产设备123456麻布挡拖螺旋布料器稀浆封层处置（2）微表处技术术微表处是稀浆封层层的最高级形式，，在原材料、适用用条件、级配要求求等方面都有具体体要求。（2）微表处技术术⑴技术适应性:基层良好、各级路路上封、1级以上上路下封层⑵技术的作用：封水作用，恢复路路表面功能，车辙辙修复；⑶易出现问题：掉皮、光滑、缝反反射、色差、不平平整(缝)；⑷应注意事项：实验控制、改性乳乳化材料、骨料筛筛配、设备标定、、操作工艺、施工工温度、原路基路路面状况；⑸寿命预期：3–5年。。微表处工艺材料要要求微表处筛分曲线1、骨料要求石料级配数据表筛分结果通过下列方孔筛(mm)的质量百分率(%)9.54.752.361.180.60.30.150.07510070-9045-7028-5019-3412-257-185-151008145301913105微表处工艺材料要要求2、改性乳化沥青青要求针入度，1/10mm软化点，℃70＃重交沥青改性乳化70＃重交沥青改性乳化

为了适应不同路面面养护的要求，微微表处需要采用高高分子聚合物改性性乳化沥青，它比比普通乳化沥青具具有更强的粘结能能力、裹附力和弹弹性，如下图所示示：微表处施工配合比比设计根据选择的级配类类型,确定矿料料的级配范围,计计算各种集料的的配合比例,使使合成级配在要求求的级配范围内。。配合比设计应完完成的试验如下：：拌和试验稠度试验粘聚力试验湿轮磨耗试验负荷车轮试验3、实验要求4、对原路面要求求原路面须有足够的的结构强度；原路面裂缝宽＞5mm的，应灌缝处理；；原路局部破损（如如坑槽、松散等））应先挖补；根据原路面车辙深深度的不同，分别别采用相对应的工工艺进行处理;完成路面检测和微微表处施工配合比比设计。5、微表处实际应应用微表处施工微表处连续施工机械设备微表处施工微表处设备示意图微表处设备微表处设备搅拌机部分微表处设备微表处设备螺旋钻微表处设备开普封层(CapeSeal)最早在南非开普敦敦应用在新近铺设的石屑屑封层上再铺一层层稀浆或微表处防止石屑脱落，提提供永久的磨耗层层消散反射裂缝国内尚无应用开普封层(CapeSeal)稀浆石屑封层开普封层(CapeSeal)措施段（处理）对比段（无处理）3、同步碎石封层层技术基层承载力满足要要求，在常温条件件下用特制摊铺机将沥青(乳化、橡橡胶改性)、等级级配矿料依次洒布布，经碾压后形成成的厚度在10-15mm的路面面封层。同步封层分为路面面下封层、上封层层，也可用作桥面面防水层。同步碎石封层技术术⑴技术适应性:基层良好、各级路路下封、1级以下下路上封层⑵技术的作用：封水作用，恢复路路表功能，微小裂裂缝修复；⑶易出现问题：掉粒、色差、不平平整(缝)；⑷应注意事项：改性材料、骨料筛筛配及干净度、设设备标定、施工温温度、碾压控制、、原路基路面状况况；⑸寿命预期：3–5年。。同步碎石封层实际际应用同步碎石封层实际际应用碎石封层呈现喷流状封堵装置沥青撒布集料布料器碎石封层胶轮压路机碾压碎石封层4、薄层热铺罩罩面技术

（OGFC、Novachip、SMA）基层承载力满足要要求，在常温条件件下采用特制摊铺机将改性沥青级配料料摊铺，经碾压后后形成的厚度在20-25mm的的路面封层。薄层热铺技术可用用作应力吸收下封封层，也可作为路路表面功能恢复层层。薄层热铺罩面技术术⑴技术适应性:基层良好、重交通通路下封、标高受受限路上封⑵技术的作用：恢复路表功能，防防止裂缝反射；⑶易出现问题：掉皮、变形；⑷应注意事项：根据原路基路面状状况由实验控制、、改性材料、骨料料筛配、设备工艺艺、施工温度、碾碾压；⑸寿命预期：4–6年。。开级配排水磨耗层层OGFC

(OGFC-OpenGradedFrictionCourses)孔隙率高达15～25％的非常大的“开式”结构由均一集料粒径骨骨架构成，细粒料料极少添加改性粘结剂或或纤维，保证粘结结料不会从集料上上脱落典型特征减少汽车行驶中的的水雾、并能迅速速排干迅速排除路面积水水，降低湿路滑胎胎危害减少车辙的出现厚度16～40mm要求下覆层具有防防水作用开级配磨耗层OGFCOGFC改善路面平整度（（厚度3cm）检测时间国际平整度指数IRI平均值标准差变异系数施工前05.9.201.880.3016.01施工后05.12.51.720.3017.18开级配磨耗层OGFCNovachip超薄粘结磨耗层1988年法国SIR开发，特性类似SMA，采用优质轧制集集料，间断级配在旧沥青路面上铺铺设一层较厚的改改性乳化沥青(≈1.1l/m2)马上铺筑热拌沥青青混合料（间断级级配）乳化沥青凭借高温温上升裹附在热拌拌沥青混合料的石石料四周，乳化沥沥青粘接层破乳使超薄热沥青层与与原路面实现充分分粘接钢轮压路机碾压几几遍20分钟内即可开放交交通摊铺厚度10～20mmNovachip超薄粘结磨耗层有效地降低路面噪噪音减少水雾，雨天行行车安全系数提高高具有更好的抗滑性性能更好的排水性能改善路面平整度平平均值标准差变异异系数