路面維修養(yǎng)護技術探討[管理材料]

1、預防性養(yǎng)護決策與應用技術探討 交通運輸部公路科學研究院 公 路 養(yǎng) 護 管 理 研 究 中 心 潘宗俊 博士 1優(yōu)選課件 交流提綱 國內(nèi)外發(fā)展概況 現(xiàn)存問題 概述 預防性養(yǎng)護決策技術 預防性養(yǎng)護工程應用技術 2優(yōu)選課件 一、概述 到2008年底，全國高速公路總里程達6.03萬公里， 達到70% 的規(guī)劃建設目標，有效改善了公共服務質(zhì)量， 為我國的國民經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了不可估量的積極作用，同時 也標志著持久的、大規(guī)模公路養(yǎng)護時代的來臨。 3優(yōu)選課件 一、概述 目前我國的高速公路和農(nóng)村公路仍處于建設高峰期,同 時,早期修建的高速公路和普通國省干線公路也陸續(xù)進入 大、中修養(yǎng)護期，呈現(xiàn)出公路建設和養(yǎng)護雙高峰

2、重合的特 點。這樣對于公路養(yǎng)護管理者來說,面臨的養(yǎng)護任務越來 越重,壓力越來越大，如何搞好公路的養(yǎng)護特別是預防性 養(yǎng)護,盡可能地延長道路使用壽命，已是一個不可回避的 現(xiàn)實問題。 4優(yōu)選課件 一、概述 養(yǎng)護工程分類： 公路養(yǎng)護工程管理辦法 +小修保養(yǎng)：是對管養(yǎng)范圍內(nèi)的公路及其沿線設施經(jīng)常進行維護保養(yǎng)和修補其 輕微損壞部分的作業(yè)。例如，瀝青路面坑槽修補、沉陷、處理波浪處理等， 水泥混凝土路面板塊的局部修理。 +中修工程：是對公路及其沿線設施的一般性損壞部分進行定期的修理加固,以 恢復公路原有技術狀況的工程。例如，瀝青路面整段封層罩面、路面嚴重病 害的處理，水泥混凝土路面嚴重病害處理。 +大修工程：

3、是對公路及其沿線設施的較大損壞進行周期性的綜合修理，以全 面恢復到原技術標準的工程項目。例如，路面補強、重鋪或加寬。 +改建工程：是對公路及其沿線設施因不適應現(xiàn)有交通量增長和載重需要而提 高技術等級指標，顯著提高其通行能力的較大工程項目。例如，公路技術等 級或路面等級提高。 5優(yōu)選課件 一、概述 養(yǎng)護性質(zhì)分類 預防性養(yǎng)護 為了讓狀態(tài)良好的道路系統(tǒng)保持更長時間，延緩未來的 破壞，在不增加結構承載能力的前提下改善道路系統(tǒng)的功能狀況的一 種養(yǎng)護方式。 矯正性養(yǎng)護 就是修補路面的局部損害或對某些特定病害進行的養(yǎng)護 作業(yè)，適用于路面已經(jīng)發(fā)生局部的結構性破損，但還沒有波及全局的 情況。 6優(yōu)選課件 一、概

4、述 7優(yōu)選課件 一、概述 狹義定義 在周期性路面大中修養(yǎng)護之前，在路面技術狀況處 于良好狀態(tài)的情況下，通過選擇適當?shù)臅r機，用適當?shù)摹?較低成本的養(yǎng)護措施，處治瀝青路面裂縫、輕微車轍、松 散（老化）等表面損壞和改善路面抗滑性能，以達到延緩 路面損壞速度、延長路面養(yǎng)護周期、降低全壽命周期費用 的目的養(yǎng)護方法。 8優(yōu)選課件 一、概述 廣義定義：涵蓋公路各組成部分 在道路沒有發(fā)生結構性破壞以前，為了更好的保持道 路的良好運營狀態(tài)，延緩道路未來的破壞，獲取道路生命 周期內(nèi)的最大效益，在不增加結構承載能力的前提下，針 對道路出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的病害，在適當?shù)臅r機，積極采取 路基維護、路面維修、橋涵維修加固、附

5、屬設施維護等相 應的綜合技術措施，防止各類道路病害的發(fā)生或擴大，用 以改善道路系統(tǒng)的總體功能狀況，延長其使用壽命提升道 路服務水平。 9優(yōu)選課件 一、概述 目標 在道路全壽命使用周期內(nèi)，支出的全成本費用最少， 取得的綜合效益（包括道路管理者和使用者）最大是最理 想的結果。 10優(yōu)選課件 交流提綱 國內(nèi)外發(fā)展概況 現(xiàn)存問題 概述 預防性養(yǎng)護決策技術 預防性養(yǎng)護工程應用技術 11優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 美國調(diào)查 廣泛性（技術應用與發(fā)展計劃方面）廣泛性（技術應用與發(fā)展計劃方面） 調(diào)查部門全部有預防性養(yǎng)護技術應用 的部門訂立了計劃，個部門有超過年的預防性養(yǎng)護計劃 差異性（發(fā)展程度方面）差異性（發(fā)

6、展程度方面） 2個州鋪設了專門的預防性養(yǎng)護試驗路；3個州州已發(fā)展了良好的預防性 養(yǎng)護計劃，并形成多種指南文件，其他地區(qū)則相對滯后。 混亂性（怎么做方面）混亂性（怎么做方面） 25個在路面尚好時進行（較符合預防性養(yǎng)護理念）（較符合預防性養(yǎng)護理念），22個在路 面狀態(tài)較差時進行，1個部門報告在很差狀態(tài)時進行。 12優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 美國明尼蘇達州 工程分類： + 日常養(yǎng)護 + 預防性養(yǎng)護 + 維修 + 重建 13優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 美國明尼蘇達州 第一步：先確定預防性養(yǎng)護總需求。 獲得方式：通過 “路面管理系統(tǒng)”分析得到。 14優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 美國明尼蘇達州 第

7、二步：根據(jù)總需求，分析確定并推薦適宜的預防性養(yǎng)護年度支出預 算。 15優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 美國明尼蘇達州 第三步：在預算框架內(nèi)，確定預防性養(yǎng)護技術措施。 采取方法：選擇每種技術的合理比例，再根據(jù)費效比選擇具體路段。 16優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 2006年AASHTO調(diào)查報告顯示 + 在美國和加拿大兩國參與調(diào)查的34個州和5個省中； + 91.3%的州（?。嵤┝寺访骖A防性養(yǎng)護項目； + 69.6%的州（?。┐嬖诼访骖A防性養(yǎng)護技術指南； + 但但大多還是依據(jù)工程師的經(jīng)驗制定預防性養(yǎng)護方案時。 17優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 我國 近年來，開始對預防性養(yǎng)護的理念予以關注，開始研究

8、預防性養(yǎng)護的施工技 術，并在全國各地進行了不同程度的嘗試，已取得了一定的實際效果。預防 性養(yǎng)護觀念和相關技術逐漸為廣大公路工程技術人員所了解和接受，但總體 上說，對預防性養(yǎng)護的認識仍處于初級階段。 傳統(tǒng)養(yǎng)護模式的慣性：道路不壞不修，在投資政策上是壞路優(yōu)先。 傳統(tǒng)養(yǎng)護方式與預防性養(yǎng)護的交叉： 工程分類有區(qū)別又有交叉，容易混擾， 目前還未設置單獨的預防性養(yǎng)護科目。 18優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 我國 當前，我們對預防性養(yǎng)護的概念、關鍵技術和相關政策還缺乏全面、系統(tǒng)的 認識，還未形成系統(tǒng)的、科學的預防性養(yǎng)護決策體系； 預防性養(yǎng)護技術措施的應用種類要少于國外，且各地區(qū)間應用效果差異明顯 ； 各地區(qū)

9、預防性養(yǎng)護資金占養(yǎng)護投資總額的比例雖有起伏，但投資絕對值在總 體上是逐年增加的； 多數(shù)情況下，預防性養(yǎng)護資金仍混于養(yǎng)護資金總額中，很少有專門的預防性 養(yǎng)護資金計劃，更缺少長期預防性養(yǎng)護投入的規(guī)劃。 19優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 上海 在20世紀90年代中后期，逐漸引進了“預防性養(yǎng)護”的理念和技術，當時使 用的預防性養(yǎng)護措施有稀漿封層、微表處等； 2003年，上海市公路管理處聯(lián)合同濟大學對預防性養(yǎng)護技術的一些關鍵問題 進行研究，于2004年鋪筑了4條試驗路，并對其進行了跟蹤觀測和分析； 2006年1月，上海市公路管理處組織編寫了上海市公路瀝青路面預防性養(yǎng) 護技術規(guī)程，于2007年2月1日起正

10、式實施； 2006年7月，上海市公路管理處將預防性養(yǎng)護模塊納入到原有的公路路面管 理系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的決策樹模型進行輔助決策。 目前瀝青路面的預防措施有：稀漿封層、微表處、碎石封層、復合封層、薄 層罩面、灌縫或封縫、霧封層和瀝青再生劑等8種。 20優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外發(fā)展概況 江蘇 2001年將乳化瀝青稀漿封層技術應用研究項目列入江蘇省交通科技計劃 ，作為預防性養(yǎng)護的重點推廣技術； 組織編制了乳化瀝青稀漿封層技術應用指南和乳化瀝青稀漿封層施工 技術規(guī)程； 2002年以來，江蘇省將稀漿封層預防性養(yǎng)護技術的推廣工作納入養(yǎng)護工作計 劃和考核目標，全省平均每年實施300多公里。 21優(yōu)選課件 二、國內(nèi)外

11、發(fā)展概況 山東 2000年，開始引進智能化、高性能瀝青灑布和碎石撒鋪設備，并研究、推廣 瀝青碎石封層預防性養(yǎng)護技術； 2002年，大量配備使用高性能的灌縫設備和高質(zhì)量的灌縫材料，每年全省瀝 青路面灌縫量平均在200萬延米左右，起到了明顯的預防性養(yǎng)護作用。以德 州為例，2004年至2006年路面灌縫數(shù)量年均增加7.9萬延米，而路面挖補數(shù) 量年均下降3.6萬平方米，總體上路面養(yǎng)護投資年均節(jié)省109.6萬元； 2005年，開始提出全方位多層次預防性養(yǎng)護新理念，并用于指導公路養(yǎng)護工 作； 目前，用于預防性養(yǎng)護的主要技術有：灌縫貼封、瀝青碎石封層、就地熱修 補、稀漿封層、微表處、薄層罩面、復合罩面等。

12、22優(yōu)選課件 交流提綱 國內(nèi)外發(fā)展概況 現(xiàn)存問題 概述 預防性養(yǎng)護決策技術 預防性養(yǎng)護工程應用技術 23優(yōu)選課件 三、現(xiàn)存問題 l 問題1：缺乏科學的、可量化的決策指標，對路面缺陷的微觀特征刻 畫不夠具體。 +傳統(tǒng)判斷路面的養(yǎng)護需求經(jīng)常使用宏觀性、綜合性路況指標，這難以反 映路面細微病害的特點。 +預防性養(yǎng)護是在路面結構完好，路表沒有或很少有破損的情況下采取的 養(yǎng)護措施，該技術恰恰著眼于車轍、裂縫、松散等單一類型的病害，綜 合性指標的應用將會嚴重削弱預防性養(yǎng)護技術的針對性和準確性。 24優(yōu)選課件 三、現(xiàn)存問題 1 DR100PCI 0 a a A Aw i i ii 0 1 100DR 25優(yōu)

13、選課件 三、現(xiàn)存問題 問題2：最佳養(yǎng)護時機的觸發(fā)值尚未得到 +預防性養(yǎng)護所謂觸發(fā)值是為了便于與路況實測值或預測值進行比較而設定的限制 數(shù)值。 +當路況實測值或預測值超出限值時，就產(chǎn)生了預防性養(yǎng)護需求，即當路面使用性 能衰變到一定程度或低于觸發(fā)值時，就要考慮對其進行某種預防性養(yǎng)護措施，以 保全或恢復路面的使用性能。 +預防性養(yǎng)護措施只有在最佳的時機得到應用，才能取得良好的效益費用比。確定 最佳的養(yǎng)護時機不僅要充分掌握原路面使用性能的變化趨勢，還要充分掌握各種 預防性養(yǎng)護措施使用性能的變化趨勢。 26優(yōu)選課件 三、現(xiàn)存問題 27優(yōu)選課件 三、現(xiàn)存問題 問題3：對各種預防性養(yǎng)護措施的使用性能掌握仍不

14、夠充分 + 預防性養(yǎng)護材料、工藝日新月異。 + 不同地域間材料、氣候的差異性影響很大。 + 我國地域遼闊，養(yǎng)護技術基礎弱，因此我國研究預防性養(yǎng)護有其特殊性，也 有一定的技術難度。 28優(yōu)選課件 交流提綱 國內(nèi)外發(fā)展概況 現(xiàn)存問題 概述 預防性養(yǎng)護工程應用技術 預防性養(yǎng)護決策技術 29優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 1.預防性養(yǎng)護決策機制 30優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 2.評價指標 + 功能性裂縫率 + 松散率 + 行駛質(zhì)量指數(shù) + 抗滑性能指數(shù) + 車轍深度指數(shù) 31優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 功能性裂縫率 瀝青路面開裂是道路界普遍關心的問題，至今仍然是各國瀝青路面最普遍的損

15、壞現(xiàn)象之一。對于我國高速公路普遍采用半剛性基層瀝青路面結構，難以杜絕裂 縫的出現(xiàn)。 功能性裂縫率：功能性裂縫面積（包括龜裂、塊狀裂縫等非結構性裂縫的面積 ）與實測路面面積之比。 式中：CR功能性裂縫率，； CA功能性裂縫總面積，m2； A測試段路面面積，m2； A CRCA 32優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 松散 包括表面老化/氧化、貧油、松散、坑槽修補不良幾種病害，以破損 面積占總調(diào)查總面積的百分比計算。 式中：LR松散率，%； LA松散面積，m2； A測試段路面面積，m2； ALLRA 33優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 平整度 路面行駛舒適性、經(jīng)濟性和安全性最重要的標志。由于路面不

16、平 整引起的車輛振動，對車輛磨損、燃油消耗、行駛舒適、表面損壞和 交通安全等產(chǎn)生直接影響。 IRI 0 1 1 100 RQI a ea 34優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 路面抗滑 路面抗滑性能是影響行車安全的主要因素，一般采用路面抗滑性能 指數(shù)（SRI）作為評價指標。路面抗滑系數(shù)以橫向力系數(shù)SFC表示。 min SFC 0 min SRI 1 SRI100 SRI 1 a ea 35優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 車轍 + 隨著重載交通的快速增長和渠化作用的加劇，車轍已經(jīng)逐漸成為 我國高速公路路面損壞的主要形式之一。 + 根據(jù)對我國部分省市高速公路路面損壞類型的現(xiàn)狀調(diào)查，裂縫占 路面損

17、壞的比例經(jīng)常超過60%，其次就是路面車轍損壞，車轍損 壞有時會高達30%。 )RDRD(0 )RDRDRD()RDRD(60 )RDRD(RD100 RDI 1 0 b baa a a a 36優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 3.非適應性路況判別 不適合預養(yǎng)護的公路技術狀況包括以下6項： (1)結構性裂縫：路面有超過10%的中等程度或2%嚴重程度的龜裂；路面的橫向 裂縫或縱向裂縫較寬或較嚴重，無法有效填封； (2)修補：路面有嚴重或大量修補，中等、嚴重程度的修補率15%以上； (3)變形：路面瀝青結合料變形，出現(xiàn)大量推移、擁包等現(xiàn)象； (4)車轍：由于瀝青混合料不穩(wěn)定而產(chǎn)生的嚴重車轍； (5

18、)排水：路基路面的排水條件不良，結構內(nèi)部長期積水難以迅速排除 (6)路基：路基強度不足，未能提供足夠的承載力。 37優(yōu)選課件 四、預防性養(yǎng)護決策技術 4.預防性養(yǎng)護分析流程 + 設定大中修養(yǎng)護標準；符合要求進入候選路段。根據(jù)資金使用 情況和路況水平確定大中修 養(yǎng)護計劃，區(qū)分大修和中修的界限 是路面結構強度是否足夠。 + 對于大中修路段以外路段的評定，設定預防性養(yǎng)護標準，符合 資金和養(yǎng)護時機要求的進入預防性養(yǎng)護計劃 + 剩余路段進入小修和日常保養(yǎng)。 38優(yōu)選課件 交流提綱 國內(nèi)外發(fā)展概況 現(xiàn)存問題 概述 預防性養(yǎng)護決策技術 預防性養(yǎng)護工程應用技術 39優(yōu)選課件 典型養(yǎng)護技術 + 灌縫 + 局部挖

19、補 + 路面銑刨 + 微表處和稀漿封層 + 碎石封層 + 霧封層 + 熱拌瀝青混凝土罩面 + 瀝青表層就地熱再生 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 40優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 1.灌縫 + 定義：指使用專用的灌縫材料和設備對瀝青路面的縱向裂縫、橫向裂 縫進行封閉的施工。 + 可分為灌縫膠灌縫、普通瀝青灌縫 。 + 技術要點： + 及時性，做到“出現(xiàn)一條，灌封一條”。 + 每年冬季應對路面裂縫進行集中灌縫處理。 + 灌縫施工不得在雨天進行。 41優(yōu)選課件 工程質(zhì)量要求： （1）灌封材料填充飽滿密實，與原路面平齊。 （2）灌縫材料和粘縫帶與路面粘結牢固，無脫開。 （3）裂縫處不滲水。 開槽

20、 清理 加熱 灌縫 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 1.灌縫 42優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 2.局部挖補 + 定義：指挖除小面積的病害路面，換填新的路面材料的施工，它分為病 害路面的挖除和挖除路面的修復兩個工序。 + 路面挖補一般可以使用以下幾種材料： + 熱拌瀝青混合料。AC-13、AC-16。 + 乳化瀝青常溫混合料。稀漿封層混合料II型、III型。 + 稀釋瀝青常溫混合料。 43優(yōu)選課件 工程質(zhì)量要求： （1）壓實度不低于95%（試驗室密度）； （2）補必須徹底，開挖外緣應超出病害外緣； （3）修補路面與開挖線周圍路面應保持平整，不 低于周圍路面； （4）接縫處不滲水。 五、預防

21、性養(yǎng)護工程應用技術 技術要點： （1）修補材料與洞壁要有牢固的粘結； （2）修補后的路面與開挖線周圍路面應保持平整； （3）修補材料要經(jīng)受住交通荷載和氣候的考驗。 2.局部挖補 44優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 3.路面銑刨 + 定義：指使用銑刨機對某一深度范圍內(nèi)路面材料進行層狀切削施工。 + 一般應用于： + 高等級公路較大面積病害路面的鏟除； + 高等級公路路面加鋪前降低原路面標高； + 路面抗滑能力不足時的拉毛處理。 45優(yōu)選課件 工程質(zhì)量要求： （1）銑刨深度滿足設計銑刨深度3mm要求； （2）銑刨寬度滿足設計寬度20mm要求； （3）銑刨面清掃干凈。 五、預防性養(yǎng)護工程應用技

22、術 技術要點： （1）銑刨深度確定銑刨工藝； （2）分層階梯狀銑刨； （3）分幅銑刨帶有充分的重疊復蓋； （4）確保銑刨機和運載材料的自卸卡車始終順著交通流動方向行駛和工作。 3.路面銑刨 46優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 4.微表處和稀漿封層 + 定義：采用專用機械設備將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水 和添加劑等按照設計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上，并很快開 放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄層。 + 一般適用于： + 原路面基層良好，橫斷面均勻。表面病害包括：中度縱、橫向裂縫，車轍、 少量表面不規(guī)則、抗滑能力低、輕到中度松散。 47優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術

23、技術要點： （1）施工前，原路面的局部強度 不足、重度裂縫、擁包等隆 起型病害得到徹底處理。 （2）攤鋪設備標定。a.機器第一 次使用時；b.機器每年的第 一次使用時；c.原材料和配 比發(fā)生較大變化時。 （3）確保施工用材料與設計時的 一致，否則極易出現(xiàn)施工困 難和施工質(zhì)量問題。 4.微表處和稀漿封層 項目質(zhì)量要求檢驗頻率方法 表 觀 質(zhì) 量 外觀 表面平整、密實，均勻，無松散 ，無花白料，無輪跡，無劃痕 全線連續(xù)目測 橫向接縫對接，平順每條目測 縱向接縫 寬度80mm 不平整6mm 全線連續(xù) 目測或用尺量 3m直尺 邊線 任一30m長度范圍內(nèi)的水平波動 不得超過50mm 全線連續(xù)目測或用尺量

24、 抗 滑 性 能 擺值Fb(BPN)高速公路、一級公路455個點/kmT0964 橫向力系數(shù)注 1 高速公路、一級公路54全線連續(xù)T0965 構造深度 TD(mm) 高速公路、一級公路0.605個點/kmT0961 滲水系數(shù)10ml/min3個點/kmT0971 厚度-10%3個點/km 鉆孔或其它有 效方法 48優(yōu)選課件 微表處施工 施工完成 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 49優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 5.碎石封層 + 定義：使用同步碎石封層車將接近單一粒徑的集料和符合一定要求的 瀝青結合料按照設計撒布率撒布、碾壓得到的薄層。 + 碎石封層主要起防水、防滑、耐磨和改善路表外觀的作用

25、，適用于二 級及以下公路瀝青面層的預防性養(yǎng)護，也可用于高等級路面加鋪薄層 罩面、磨耗層的應力緩沖層和各種防水層。 + 碎石封層按施工工藝和設備可分為分步碎石封層和同步碎石封層。 50優(yōu)選課件 路面清掃粘結劑、石料灑布膠輪壓路機碾壓 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 5.同步碎石封層 技術要求： （1）高質(zhì)量的機械設備是成功應用的前提； （2）瀝青灑布和集料撒車必須進行標定； （3）控制集料粉塵含量； （4）及時碾壓，不得使用鋼輪壓路機。 工程質(zhì)量要求： （1）瀝青撒布率應滿足設計值8%； （2）石料撒布率應滿足設計值10%； （3）表面平整密實,無松散、油包、油丁、泛 油、剝落、封面料明顯散失等缺陷。 51優(yōu)選課件 五、預防性養(yǎng)護工程應用技術 6.霧封層 + 定義：將乳化瀝青、改性乳化瀝青以霧狀噴灑在瀝青路面上，封閉路面 孔隙，修復路面老化，改善路面外觀的一種瀝青路面養(yǎng)護技術。 + 技術要求： + 高質(zhì)