路面養(yǎng)護技術

1、路面養(yǎng)護技術路面養(yǎng)護技術 路面養(yǎng)護技術反思 路面病害及診斷 路面使用性能預測系統(tǒng) 路面維修技術的發(fā)展與展望路面養(yǎng)護技術 一.路面養(yǎng)護技術反思 1.路面養(yǎng)護技術的認知 路面養(yǎng)護技術就是科學合理的養(yǎng)護決策 是否需要養(yǎng)護 何時進行養(yǎng)護 何種技術養(yǎng)護 目的:路面經常處于良好的技術狀態(tài) 內容及要求:路況的巡視 調查與分析(數(shù)據采集) 制定科學的養(yǎng)護計劃 編制合理的施工組織設計 推廣應用新技術 新材料 新工藝 方針: 預防為主 防治結合 養(yǎng)護方式: 舊標準: 日常養(yǎng)護(小修 保養(yǎng)) 中修(病害處治) 大修(補強與改造) 改建(提高技術標準) 新方法:預防性養(yǎng)護(保健) 修復性養(yǎng)護(治病) 新理念:預防性養(yǎng)

2、護(保健) 即使性養(yǎng)護(打針 吃藥) 強制性養(yǎng)護(住院) 2.養(yǎng)護技術的困惑 (1).建設與養(yǎng)護的矛盾 損害之必然性 極限設計(荷載.材料.結構)(省錢) 粗放施工(國人兩大弊端:不認真 太聰明) 建設與養(yǎng)護脫節(jié) (2).養(yǎng)護之困難性: 交通急劇增加 惡劣的環(huán)境 養(yǎng)護資金不足 3.養(yǎng)護技術的機遇與挑戰(zhàn) 機遇:建設的飛速發(fā)展路面技術的發(fā)展 材料 設備 工藝 挑戰(zhàn):如何保持路網的服務功能和服務水平 如何提高路網的使用品質和使用壽命 既可持續(xù)發(fā)展 4.養(yǎng)護技術的發(fā)展 a.預防性養(yǎng)護正在起步 預防性養(yǎng)護:適當時間.適當措施.適當方法.適當?shù)胤? 特點： 最小投資達到最佳效果. 實現(xiàn)”預防為主 防治結合

3、” 問題: 四個適當確定較難技術支持 養(yǎng)護體制限制多-規(guī)范支持 -養(yǎng)護機制支持 (國外:路面結構與養(yǎng)護措施) b.科學檢評體系正在起作用 “拍腦門”趨向“數(shù)據說話” 路面養(yǎng)護的”四基工程” 基層管理 基準程序 基本數(shù)據 基礎工作 C.養(yǎng)護技術的創(chuàng)新力度正在提升 提高養(yǎng)護質量,降低養(yǎng)護成本 (1).創(chuàng)新養(yǎng)護理念 “暢.平.凈.美.全”- “暢.安.舒.美” (2).創(chuàng)新養(yǎng)護技術 機械化,快速化,質量高 (3).創(chuàng)新養(yǎng)護管理體系 全壽命成本核算路面養(yǎng)護技術二.路面病害與診斷 (一).瀝青路面 常見病害類型 病因診斷 (A).常見病害類型 1.裂縫類 a.龜裂(網裂):局部裂縫交錯成網 結構型:局部

4、或輪跡處 老化型:路段 b.橫裂:單一或有短分支 c.縱裂:單一或有短分支 d.斜裂:單一或有短分支 2.松散類 a.坑槽 b.麻面 c.脫皮 d.啃邊 e.松散 3.變形類 a.沉陷 b.車轍 c.搓板 d.波浪 e.擁包 4.其他類 a.泛油 b.磨光 c.修補 d.凍脹 e.翻漿 功能性損害:泛油 松散 車轍 剝落 結構性損害:水損害 開裂 沉陷 坑槽 B.病因診斷及常用養(yǎng)護技術1.松散、坑槽瀝青路面的水損害 水損害：是指瀝青路面在存在水份的條件下，經受交通荷載和溫度收縮的反復作用，一方面水份逐步浸入到瀝青與集料的界面上，同時由于水的動力作用，瀝青膜漸漸從集料表面剝落，并導致集料表面的粘

5、結力喪失而發(fā)生的路面破壞過程。 特征： 路面可見白色的唧漿 面層可見局部的網狀裂縫 過程：水浸入瀝青剝落網狀裂縫唧漿松散坑槽 a.自上而下的水損害 水滲入,長期滯留在混合料中,瀝青膜脫落, b.自下而上的水損害 水滲入,長期滯留在某層的層面上,層面摩擦及動力 水作用,層間結合下降,層底拉應力造成路面開裂 原因： 水浸入 混合料空隙率大 8%-12% 水的滯留時間排水 混合料的水穩(wěn)定性：粘附性 石料吸水率 路面的平整度 動力水 層間結合.荷載大小 位置:易積水處 如縱.橫坡小 混合料空隙大路段8%-12% 分層施工,層間結合差 薄層路面 如普通公路.橋面 重交通路段 混合料粘附性差 維修養(yǎng)護技術

6、:防水.限載 防水:排水 排水設施完善 防止路面積水 碎石路肩 路面防水 混合料的設計 封層或罩面 微表處 限載: 2.裂縫 規(guī)則的 溫度裂縫 反射性裂縫 不規(guī)則的 路基變形 疲勞開裂（網狀） 養(yǎng)護技術: 瀝青橡膠類密封膠灌縫 特點:黏結強,彈性好,拉伸大,溫度敏感小 工藝:放樣裂縫開槽 清理槽壁加熱 灌縫機灌縫撒石霄養(yǎng)護開放交通 槽深寬:8 /12,10/15,15/20 密封膠:185-190 瀝青橡膠類密封帶 3.永久性變形 a、沉陷 b、車轍 壓密性車轍 厚度變化 流動性車轍 厚度變化 結構性車轍 網裂龜裂 磨損性車轍 表面厚度變化 壓密性車轍： 特點:發(fā)生時間早，通車13年 車轍量較

7、小 1cm 較規(guī)律 成V或U型 路面無損害 處理：可用封層或微表處 流動性車轍： 特點：高溫時發(fā)生，大1-6 cm 上坡路段，車站、收費站、急彎等位置 輪跡下沉，兩側隆起 W型 標線推移（扭曲） 路面早期已破損，后期網裂、松散 結構性車轍： 特點： 發(fā)生時間較長 310年 轍底路面網裂 縱向不連續(xù)（前期） 或連續(xù)（后期） 呈V型 量中 3-5cm 磨損性車轍： 特點： 輪跡處面層磨損或磨光 量小，0.5 cm左右 路表較好 c、擁包： 4.泛油： 瀝青性能 及 用量5.表面功能損失 (2).水泥混凝土 A.路面病害類型及成因 a.斷裂類 一條裂縫:縱向裂縫 路基不均勻沉降 橫向裂縫 切縫時間,

8、溫度翹曲,板厚不均 斜向裂縫 切縫時間,溫度翹曲 角隅裂縫:兩短邊距離小于1.8米 水侵入,承載力下降 水沖刷,板脫空; 接縫傳荷能力差 多條裂縫:破碎板:裂縫板防水不及時,重復荷載作用 b.豎向位移類(板可能不裂) 沉陷:路基固結,不均勻沉降(如橋頭 高填方) 脹起:脹縫設置不當或受阻 c.接縫類 填縫料損害:老化 擠出 缺損 縮縫張開: 路基變形 拉桿缺損 彎道處 d.唧泥 指雨水從接縫處滲入,在重載交通產生的動水壓力作用 下,對基層表面進行沖刷,泥漿從接縫處擠出,造成板底脫空,失去支撐的現(xiàn)象. 原因:重載交通 基層抗沖刷差 (強度低 泥土含量多) 接縫填料缺損 路拱橫披小 病害過程: 脫

9、空(彎沉) 錯臺(接縫處板高差) 板斷裂 碎裂 e.表層類 磨損與露骨 網裂與起皮(干縮與堿骨料反應) 坑洞 B.處治技術 a.預防性處治技術 1. 裂縫處治 (擴縫灌縫 補縫 補塊) 灌縫:及時 高效 硅酮 8萬元 噸 聚脂胺 1.5萬元 噸 聚氯乙烯膠泥0.3-0.6萬元 噸 橡膠瀝青 0.4萬元 噸 2.脫空處治 (頂升填料 壓力灌漿) 壓力灌漿: 壓力1.5-2.0MPa 流程 脫空位置 板角彎沉 0.15-0.20mm(BZZ-100) 相臨板橈度差6% 布孔 距板邊大于0.5m 鉆孔 鑿巖機 D小于50mm 壓漿 瀝青 180 0.2-0.4MPa 水泥 1.5-2.0 MPa 3

10、.錯臺 10mm 磨平 10mm 填補 壓漿 4.唧泥(重載交通 水 裂縫 接縫缺損) 裂縫和接縫密封 路表排水 面層排水 路側排水 5.剝落露骨 稀漿封層 罩面 6.磨光 刻槽 b.路面改善或修復(中修或大修) 1.面板更換 (少量板) 2.直接罩面 (常用) 對舊路進行修補和處理后,采用不同厚度的瀝青或 水泥混凝土罩面 結合式罩面 優(yōu) 瀝青混凝土 黏結層 直接式罩面 中或良 間接式罩面 差 彈性層狀理論 (層間完全結合 完全分離) 反射裂縫 土工布或玻纖格柵粘層油(瀝青或改性瀝青) STRATA應力吸收層 膠粉瀝青應力吸收層 ATB 加鋪層厚度 水泥混凝土 18厘米 瀝青混凝土 5-15厘

11、米 2.全深度更新 將舊路面破壞并廢棄,新鋪瀝青或水泥混凝土 費用高 耗時長 廢料處理問題多 3.破碎罩面 將舊路破碎成小的互相咬合的碎塊,用壓路機壓穩(wěn) 后 ,加鋪瀝青或水泥混凝土罩面 破碎方法: 沖擊破碎 沖擊壓路機 ( 顆粒大 尺寸不一 不穩(wěn)) 挖掘破碎 挖掘機和破碎鎬 ( 顆粒大 尺寸不一 不穩(wěn)) 打裂壓穩(wěn) 閘式破碎機(塊大 不穩(wěn)) 碎石化 MHB(Multiple Head Breaker) 共振碎石機 Z型壓路機 碎板化 3030厘米 4.碎石化瀝青加鋪層 研究表明:破碎后水泥混凝土路面的有效摸量隨著 結構破壞程度的增大而減小,而反射裂縫出現(xiàn)的可能性 則反而增大. 碎石化程度: 表面

12、 7.62厘米 中間 22.86厘米 底部 38.1厘米 加鋪層厚度: 12-18厘米 (二)綜合分析 1.設計方面的問題不容忽視 交通量、超載的考慮不足是關鍵 半剛性基層 厚度及強度粉碎性破壞 瀝青層的厚度不足,”量力而行”是制約因素 排水的設計是弱項, 防排結合 Marshall試驗方法的可行性 瀝青與改性 級配的選擇 層間的結合及結構組合 2.施工是保證設計的重要環(huán)節(jié) 施工水平及精細度 設備與工藝的合理配套 3.科學的管理是施工成敗的關鍵 合理的工期； 科學的投資 4.養(yǎng)護是延長路面壽命的重要一環(huán) 養(yǎng)護新技術=新理念+新材料+新設備 養(yǎng)護新理念=預防性+及時性+強制性公路養(yǎng)護技術三.路面

13、使用性能評價 1.路面使用性能 從不同側面反映路面狀況對行車要求 的滿足或適應 程度 基本功能：平整度 結構性能：路面破損狀況 結構強度：彎沉 安全性能：摩擦系數(shù) 2.評價指標 a.交通量： 公路通行能力：車輛折算 標準車：小汽車 折算系數(shù)：中型車：1.5 大型車：2.0 拖掛車：3.0 拖拉機：4.0 指標：平均日交通量ADT 年均日交通量AADT 路面使用壽命：軸載換算系數(shù) 標準車：BZZ-100 瀝青路面：N=Ni(Pi/P)4 水泥路面： N=Ni(Pi/P)16 指標：平均日交通量 平均增長率 根據車型的額定重量及平均滿載系數(shù)推 算車型軸重(含超載) b.路面養(yǎng)護質量指數(shù)PQI 指

14、標 平整度 路面狀況 結構強度 抗滑性能 調查內容 IRI DR ls SFC 評價指標 RQI PCI SSI(PSSI) SEC(SRI) 綜合指標 PQI PQI=P1PCIP2RQI P3SSI P4SFC Pi為各指標的權重,見下表高速.一級二 級二級以下P10.25(0.35)0.30.35P20.35(0.35)0.250.2P30.1(0.20)0.250.35P40.3(0.10)0.20.1 (1).行駛質量指數(shù)RQI RQI=11.5-0.75IRI (10分,普通公路)優(yōu)良中次差RQI8.58.5-7.07.0-5.55.5-4.04.0 (2).路面狀況指數(shù)PCI P

15、CI=100-15DR0.412 DR=100wiAi/A優(yōu)良中次差PCI8570-85 55-70 40-5540類型程度權重單位裂縫類龜裂輕/中/重0.6/0.8/1.0平方米塊狀裂縫輕/重0.4/0.6平方米縱向裂縫輕/重0.4/0.6平方米橫向裂縫輕/重0.4/1.0長度(m)0.2(m)松散類坑槽輕/重0.8/1.0平方米松散輕/重0.6/1.0平方米變形類沉陷輕/重平方米車轍輕/重長度(m)0.4(m)波浪擁包輕/重0.4/0.8平方米其他泛油0.2平方米修補不良0.2平方米 (3).結構強度指數(shù)SSI(PSSI) SSI=lr/l0 PSSI=100/(1+15.71exp(-5

16、.19SSI)優(yōu)良中次差SSI 高速.一級1.01-0.830.83-0.660.66-0.50.5SSI 其他 0.830.83-0.660.66-0.50.5-0.3 0.3PSSI 高速.一級PSSI 其他 設計彎沉lr:與交通量有關,確定路面結構厚度 lr=11.0AcAs/Ne0.2 Ac:等級系數(shù).高速0.85 一級1.0 二級1.1 三.四級1.2 As:類型系數(shù). 代表彎沉l0 :路面強度(最不利季節(jié)), 用彎沉儀測定 l0 =(L+1.645) A1A2 A1:溫度濕度影響系數(shù) A2:季節(jié)影響系數(shù) L:平均彎沉 :彎沉值均方差 (4).抗滑性能指數(shù)SFC(SRI) SFC：橫

17、向力系數(shù) BN： 擺值 SRI=(100-SRImin)/(1+266exp(-0.139SFC)+SRImin SRImin：抗滑性能限值，20優(yōu)良中次差SFC5050-40 40-30 30-20 20BN 4242-37 37-32 32-27 27SRI (5).路面性能綜合評價PQI 優(yōu) 良中 次 差PQI8570-85 55-70 40-55 40 (6).次差路率RP RP=100(次等路+差等路)/總里程 (7).好路率 好路率=100(優(yōu)等路+良等路)/總里程 C.綜合養(yǎng)護質量指數(shù)MQI MQI=w1PQI+w2SCI+w3BCI+w4TCI 路基狀況指數(shù)SCI 項目:路肩.

18、邊溝.邊坡.路緣石.路基沉降.排水淤塞 橋涵構造物狀況指數(shù)BCI 項目:橋梁技術狀況 一.二:100 三: 70 四: 0 其他如跳車.伸縮縫.欄桿.錐坡.隧道.涵洞等 沿線設施狀況指數(shù)TCI 項目:收費站.服務區(qū).標線.標志等 路面狀況指數(shù)PQIPQISCIBCITCI權重w0.650.100.150.10 MQI評定標準(目前僅用于高速公路)優(yōu)良中次差MQI9080-90 70-80 60-7060分項指標 9090-80 70-80 60-70 60 3.其他評價指標 a.結構承載能力 目的:確定路面的剩余壽命,既達到預定的損壞狀況前還能使用的年數(shù). 作用:判斷路面的完好程度.損害發(fā)展的

19、速率.改建的措施 lr=11.0AcAs/Ne0.2 Ac:等級系數(shù).高速0.85 一級1.0 二級1.1 三.四級1.2 As:類型系數(shù). 剩余壽命N=Ne-N N為從通車到計算年的累計交通量 N亦可由代表彎沉近似計算而的 b.AASHO服務能力指數(shù)PSI PSI=5.03-1.91(1+Sv)-0.01(C+P)-1.38RD2 Sv:平整度 C:裂縫面積 P:修補面積 RD:車轍 PSI:32.1,翻新路面 21.1,罩面公路養(yǎng)護技術四.路面病害的維修技術 1.預防性養(yǎng)護 2.路面再生利用 3.瀝青路面新技術 1.預防性養(yǎng)護技術 美國1985年對瀝青路面三種養(yǎng)護方式進行費用測算: a.中

20、間不養(yǎng)護,20年重建. 平均年1.043美圓/平方米 b.通車10年后養(yǎng)護. 0.799 c.通車后預防性養(yǎng)護. 0.383 A.乳化瀝青稀漿封層 用適當級配的石霄或沙作骨料,乳化瀝青作結合料,水泥或石灰.粉煤灰.石粉作填充料和水裝在攤鋪車中,經拌和.攤鋪.破乳.固化而成的路面. 作用: 治理路面裂縫,防水 恢復表面功能,抗磨.抗滑 提高平整度 篩孔mmES-1ES-2ES-39.51001004.7510090-10070-902.3690-10065-9045-701.1865-9045-7028-500.640-6530-5019-340.325-4218-3012-250.1515-3

21、010-217-180.07510-205-155-15油石比10-167.5-13.56.5-12適宜厚度mm2-33-54-6 稀漿封層用乳化瀝青: 慢裂或中裂乳化瀝青 實驗項目:稠度試驗、初凝時間、濕輪跡磨耗試驗 、 負荷車輪試驗 施工程序: 清理整修下承層灑水潤濕灑粘層油(0.2-0.4/,如需要) 攤鋪稀漿封層料初期養(yǎng)護(3-5小時) 開放交通 注意:養(yǎng)護期間嚴禁車輛及行人通行 B.微表處(改性瀝青稀漿封層) 改性乳化瀝青如SBR.SBS等 特點:強度高,有補強作用 厚度可適當加厚,10-15mm,處理輕微車轍 柔性好,可用于橋面和水泥混凝土路面封層 工藝:需大型封層攤鋪車 集料要干

22、凈 C.碎石封層技術(表面處治) 基本工藝: 清理下承層 撒布瀝青撒布碎石碾壓養(yǎng)護開放交通 自動瀝青灑布車:計量準確.灑布均勻.寬度可調(3-6米) 自動石料撒布車:撒布均勻(3米) 特點:密封路面裂縫,防水 表面粗糙,抗滑 施工方便,速度快 要求:石料干凈,規(guī)格單一(0.5-0.8或0.8-1.0mm) d.組合式封層 封層+罩面:任一封層+2-4厘米罩面 作用:防水,延緩裂縫反射,提高抗滑,改善平整度,補強 2.瀝青路面再生技術 瀝青路面再生技術的意義 : 瀝青路面再生（Recycling Asphalt Pavement，簡稱RAP），是將路面翻挖或銑刨，回收舊瀝青混合料，經過破碎、篩分，再添加一部分新骨料與新瀝青（必要時添加再生劑），進行再生工藝的處理，重新拌制后，獲得滿足高等級公路路用性能要求的再生瀝青混合料，并用于鋪筑瀝青路面結構層的一種成套工藝技術。 可循環(huán)利用舊路面材料中的瀝青 減少舊路面的瀝青