路面参考

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1、1 高速公路沥青路面养护 张登良 教 授张登良 教 授 1高速公路沥青路面养护工作的特点 2高速公路沥青路面病害 3沥青路面预防性养护 4沥青路面再生 5沥青路面养护管理系统简介 第一部分 1. 高速公路沥青路面养护 工作的特点 1高速公路沥青路面养护工作的特点 （1）维修及时，避免扩展加剧 （2）快速、尽量减少干扰交通机械 化、一体化 （3）维修质量要求高 （4）重视与加强日常养护和预防性养护， 避免结构性破损 （5）预防为主，防治结合 （6）实施综合治理与注重社会效益； （7）以测试数据为依据，优化养护方案； （8）以安全、舒适、畅通的服务理念为目 标，确定（计划）养护经费； （9）以市场

2、经济为导向，强化养护队伍的 专业化，规模化； （10）提倡全过程养护。 2.目前养护行业中存在的问题及需 研究的课题 2.1 存在的问题 （1）资金比例失调； （2）养护设备技术落后； （3）运行机制不畅； （4）养护人员素质低。 2 2.2 需研究的课题 （1）现代路况检测技术（快速无破损 检测）； （2）新技术、新工艺、新材料的开发 与推广应用； （3）配套养护机械设备的研制； （4）沥青路面再生利用技术与设备； （5）预防养护技术的推广应用技术； （6）高速公路养护管理体制的改革。 1987年美国启动战略性公路研究项目年美国启动战略性公路研究项目（ SHRP ） Stratagem hi

3、ghway Researching Plan 养护费用效益研究养护费用效益研究养护费用效益研究（养护费用效益研究（Maintenance Cost-Effectiveness） 98年完成了第一个年完成了第一个5年的跟踪研究年的跟踪研究 , 取得如下重要研究成 果： 取得如下重要研究成 果： fences35 footpaths147 routine381 drainage58 patching130 surface93 resurface103 reconstructi109 win mainten98 Drainage 58 million Drainage 58 million Drai

4、nage 58 million Drainage 58 million Winter maintenace 98 million 大修重建大修重建 Reconstruction 109 millionmillion Fences 35 million 高速公路年度支出高速公路年度支出 (英國全國英國全國 ) 表面修整表面修整 Surface dressing 93 million 日常小修日常小修 Patching 130 millionillion Drainage 58 million Footpaths 147 million Routine maintenace 381million

5、面翻修面翻修 Resurfacing 103 million 路面养护投入比例路面养护投入比例 = 小 修 ：中大修小 修 ：中大修 (130+93) :( 103+109) = 223:212 B4.20% C2.50% D2.90% E0.70% F1.60% G6% H5.50% I10.50% J11.30% K8.60% L11.50% M6.50% N10.30% O3.70% P9.60% B(4.2%) P(8.6%) Grass cutting A Sweeping B Gully emptying C Traffic signal maintenance D Traffic

6、 signal energy E Markings and studs F Street lighting maintenance G Street lighting energy H Surface dressing I Reconstruction J Resurfacing K Patching L Drainage M Footways N Fencing and bridges O Winter maintenance P 高速公預算比 高速公預算比 A(3.9%) H(5.5%) B(7.9%) E(0.9%) F(1.0%) N(13.2%) G(12.5%) C(3.6%) M

7、(2.7%) H(9.3%) 表面修整表面修整 I(4.2%) 日常小修日常小修 L(11.3%) 路面翻修路面翻修 K(8.1%) O(2.1%) D(2.9%) 大修重建大修重建 J(7.7%) 路面养护投入分配比例路面养护投入分配比例 = 小 修 ：中大修小 修 ：中大修 (11.3+4.2) :( 8.1+7.7%)= 15.5:15.8 美国全国情况美国全国情况 图表反应内容：图表反应内容： 1、路面经过周期性 日常养护寿命从 、路面经过周期性 日常养护寿命从20 年长至年长至35年年 2、路面经过日常养 护可节约综合维修 费用 、路面经过日常养 护可节约综合维修 费用45%以上以上

8、. 20年不做养护 然后重建 10年加铺一层 热拌沥青料 每年做有计划 的预养护 几十亿几十亿 2020 年年 不不 做做 养养 护护 1010 年年 加加 铺铺 一一 层层 沥沥 青青 料料 预预 养养 护护 1.001.00 0.860.86 0.470.47 2020 年年 做做 美国亚利桑那州的示范研究美国亚利桑那州的示范研究 3 投入的小修費用小修費用 与小修费用小修费用的投入相对应的大修费用 中大修费用投入预防性养护中大修费用投入预防性养护 目前中国一般高速公路 对小修的投入 目前中国一般高速公路 对小修的投入 a b a:b b1: 8 8 摘自美国沥青协会网站asphaltin

9、stitute.org 预防性养护投 入的最佳值 预防性养护投 入的最佳值 在目前的状况下，小修投入 如果增加 在目前的状况下，小修投入 如果增加1元，可以节约元，可以节约8元大修费用元大修费用 结论：养护费用发展的趋势：结论：养护费用发展的趋势： 日常养护费用的投入会越来越大，日常养 护工作越来越被重视！ 中大修的次数逐渐减少，甚至在公路寿命 期内，不会出现中大修 3、热再生技术将全面铺开、热再生技术将全面铺开 热再生技术的优势：热再生技术的优势： 1、修补质量好（不存在弱接缝，保质期长） 2、节约能源（沥青和石料可再生利用，减少了投入） 3.1、热再生技术的发展历程、热再生技术的发展历程

10、冷挖补 冷补料修补 红外线热再生微波热再生微波热再生太阳能热再生 3.1.1、冷挖补、冷料修补、冷挖补、冷料修补 冷挖补的典型现场冷挖补的典型现场 4 冷补料修补冷补料修补-只适合应急性养护只适合应急性养护 冷补必然要被新的工艺取代冷补必然要被新的工艺取代 1 无法解决弱接缝无法解决弱接缝 2 无法解决弱接面无法解决弱接面 3 返修率高返修率高 3.1.2、红外线热再生、红外线热再生 明明明明 火火火火 红外线红外线红外线红外线- - 加热深度不够加热深度不够加热深度不够加热深度不够 3.1.3、微波热再生、微波热再生 微波作用下的分子运动 2- 2- 2-2-2- 2-2- 2-2- 2-

11、2-2-2- 2- 2- 2- 2- 2- 2- 2- 2- 2- 2- 2-2- 2- 2- 2-2- 2- 正常情况下的分子排列 正常情况下的分子排列 微波作用下的分子运动 美的集团 生产的微波养护车 5 微波加热的优势 1、加热均匀 2、温度可控，不烧焦沥青 3、可及时提供热料，无需受制于拌和楼 4、深度可控，可满足不同路病对深度的要求 5、彻底解决弱接缝和弱接面的问题 3.1.4、太阳能热再生、太阳能热再生 三、养护三、养护施工施工的发展趋势的发展趋势 1、机械设备将逐渐取代人力 人工成本越来越高，并逐渐成为市场经济活动 中最高的成本；（如美国、欧洲国家等） 2、机械一体化成为趋势 设

12、备本身的配套能力要充足，单台设备可自行 作业，为其辅助工作的时间、工作量要相应减少 3、对施工的速度要求越来越高 不能长久封闭交通，须快速的处理路病 4、必须要符合安全、节能、环保的要求 第二部分 沥青路面的病害类型、原因 分析及其防治对策 一、沥青路面病害分类 永久变形车辙、拥包、搓板 裂缝纵裂、横裂、网裂、龟裂 水损害松散、剥落、坑槽、唧浆 表面功能衰减泛油、磨光 6 二、永久变形类 图1 沥青路面车辙 1分类分类 （1）车辙（Rutting）图1 结构性车辙 包括土基在内各结构层的永久变形 宽度较大，两侧无隆起，横断面呈凹形 失稳性车辙 沥青面层的压密及侧向流动变形 车轮作用部位下凹，同

13、时两侧向上隆起 半刚性基层沥青路面多为此类 磨损性车辙 冬季镀钉轮胎造成的磨损性车辙 图2 Rutting cont车辙 （2）拥包（Shoving） 推移导致隆起（横向、侧向） 多发生在车辆变速和停站处 （3）搓板（Corrugations） 又称波浪、是一种紧挨而呈步长规律的 纵向起伏（波长一般小于2米） 多发生在基层松散而沥青面层较薄处 2车辙形成过程车辙形成过程 压密 沥青混合料的塑性流动 矿质骨架的重新排列破坏 3原因分析原因分析 （1）沥青粘度太小，感温性差； （2）沥青用量过多； （3）粗集料较少； （4）集料的棱角性差，表面光滑； （5）矿粉用量较少； （6）混合料剩余空隙率过

14、小； （7）集料离析或压实不足； （8）沥青面层厚度不适，层间结合较差； （9）交通荷载影响（减速、刹车、重载等）。 7 影响因素因素变化车辙深度 集料 表面纹理光滑粗糙减小 形状圆棱角减小 尺寸细粗减小 结合料 劲度增大减小 用量增多增加 粘度增大减小 混合料 VV增大减小增加 VMA增大减小增加 荷载 大小增大增加 作用次数增多增加 环境 温度增大增加 湿度增大增加 4车辙影响因素车辙影响因素 5防治对策防治对策 提高沥青混合料的高温稳定性是防治路面 永久变形最有效的途径，具体措施有： （1）选用高粘度沥青 （2）用塑料类改性剂或SBS改性沥青 （3）适当增大粉胶比（增加矿粉或减少沥 青含

15、量） （4）合理调整级配（增加粗集料含量、间 断级配） （5）加强压实，提高路面的整体强度 （6）加强层间结合 6评价方法与指标评价方法与指标 （1）马歇尔试验稳定度、流值 （2）剪切试验粘聚力、内摩阻角 （3）蠕变试验蠕变模量、劲度模量 （4）轮辙试验动稳定度、轮辙深度 （5）足尺试验直道、环道、加速加载 三、裂缝类 1分类分类 （1）纵向裂缝（Longitudinal Cracks） 路基不均匀沉陷 道路拓宽时处理不当 沥青面层铺筑时接缝处理不当 车辙边缘纵向开裂 水泥混凝土板的反射裂缝 （2）横向裂缝（Transverse Cracks） 沥青面层低温收缩裂缝 反射裂缝 路基低温收缩开裂引起 地下公共设施沟槽的反射引起 （3）网状裂缝（Block Cracks）（图4） 疲劳裂缝发展的初期 水泥混凝土板的反射裂缝 呈一系列矩