公路养护技术课件.ppt

1、路面养护技术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

2、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

3、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

4、 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、坑槽松散、坑槽沥青路面的水损害沥青路面的水损害 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

5、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

6、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.永久性变形永久性变形 a、沉陷、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 压密性车辙压密性车辙：特点:发生时间早，通车13年 车辙量较小 1cm 较

7、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：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：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：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：、拥包：4.泛油泛油：沥青性能 及 用量5.表面功能损失表面功能损失 (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

8、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

9、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 180 0.2-0.4MPa 水泥 1.5-2.0 MPa 3.错台 10

10、mm 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

11、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 7.62厘米 中间 22.86厘米 底部 3

12、8.1厘米 加铺层厚度:12-18厘米 (二二)综合分析综合分析1.设计方面的问题不容忽视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

13、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

14、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,见下表高速.一级二 级二级以下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).行驶质量指数RQI RQI=11.5-0.75IRI (10分,普通公路)优良中次差RQI8.58.5-7.07.0-5.55.5-4.04.0 (2).路面状况指数PCI PCI=100

15、-15DR0.412 DR=100wiAi/A优良中次差PCI8570-85 55-70 40-5540类型程度权重单位裂缝类龟裂轻/中/重0.6/0.8/1.0平方米块状裂缝轻/重0.4/0.6平方米纵向裂缝轻/重0.4/0.6平方米横向裂缝轻/重0.4/1.0长度(m)0.2(m)松散类坑槽轻/重0.8/1.0平方米松散轻/重0.6/1.0平方米变形类沉陷轻/重平方米车辙轻/重长度(m)0.4(m)波浪拥包轻/重0.4/0.8平方米其他泛油0.2平方米修补不良0.2平方米 (3).结构强度指数SSI(PSSI)SSI=lr/l0 PSSI=100/(1+15.71exp(-5.19SSI)

16、优良中次差SSI 高速.一级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.一级PSSI 其他 设计弯沉lr:与交通量有关,确定路面结构厚度 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.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 SR

17、I=(100-SRImin)/(1+266exp(-0.139SFC)+SRImin SRImin：抗滑性能限值，20优良中次差SFC5050-40 40-30 30-20 20BN 4242-37 37-32 32-27 27SRI(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=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

18、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PQIPQISCIBCITCI权重w0.650.100.150.10MQI评定标准(目前仅用于高速公路)优良中次差MQI9080-90 70-80 60-7060分项指标 9090-80 70-80 60-70 603.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/Ne

19、0.2 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.

20、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 筛孔mmES-1ES-2ES-39.51001004.7510090-10070-902.3690-10065-9045-701.1865-9045-7028-500.640-6530-5019-340.325-4218-3012-250.1515-3010-217-180.07510-205-155-15油石比10

21、-167.5-13.56.5-12适宜厚度mm2-33-54-6 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

22、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

23、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再生技术的分类和适用范围适用性适用性冷法冷法热法热法就地再生就地再生再生基层翻修、普再生基层翻修、普通路面改造通路面改造沥青路面表层、沥青路面表层、46cm厂拌再生厂拌再生极少采用极少采用实用、实用、灵活、再灵活、再生量好，广泛使用生量好，广泛使用 沥青路面养护、小修的小型加热再生修补机小型加热再生修补机械，将坑洞挖出的沥青块放入该机械中加热搅拌，即可再生用于坑坑洞的修补洞的修补；如修

24、路王等 沥青路面面层定期养护性的就地热再生就地热再生，用于修复浅层的车辙、各种裂缝、衰减了的抗滑构造等等，使路面表表层功能恢复层功能恢复；如修路王等 专项维修工程中的“铣刨-罩面”，将铣刨下来的旧料通过厂拌热再生厂拌热再生，铺筑到其他项目其他项目路面工程的中下面层中下面层；如再生列车等 低等级公路的路面大修或重建工程，可以用现场冷再现场冷再生生技术将沥青层“覆拌”、“稳定”后，用于该路的基层基层；路面大修或重建、新建工程，需要大量铲除旧路面，将老化程度不同的旧沥青回收料、按照经济合理的原则，根据路面相应层次的再生质量的求，以厂拌热再生厂拌热再生技术，将它们分别用到大修或重建、新建项目的各种沥青

25、结构层各种沥青结构层中。厂拌冷再生用于底基层或基层，厂拌热再生，大比例(40-50%)添加旧料，用于再生沥青碎石柔性基层，厂拌热再生，中等比例(20-40%)添加旧料，用于再生沥青混凝土下面层或中面层，厂拌热再生，小比例(10-32%)添加旧料，可用于再生沥青混凝土中面层，厂拌热再生，甚至可以用更小的比例(5-10%)添加旧料，直接用于沥青混凝土上面层。沥青混合料再生的必要条件沥青混合料再生的必要条件 沥青路面的再生，首要条件是沥青的再生 处理的旧沥青的针入度、延度、软化点、粘度等各项指标 对沥青混合料进行再生处理 恢复再生沥青混合料的合理的级配.重铺沥青路面 再生沥青路面的重铺与新建沥青路面相同 沥青混合料热再生原理沥青混合料热再生原理 13旧骨料（温度提高到接近新骨料）旧沥青新沥青添加新矿粉新骨料旧沥青新沥青 3.其他沥青路面技术附附 件件附表附附 件件附图附附 件件附证