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《道路工程新技术》课程结业论文沥青病害检测与养护姓名：陈惊宇专业：道路与铁道工程学号：2013121249指导老师：陈忠达教授摘要近年来，我国的交通基础设施建设作为国家优先发展的战略目标，在规模总量上实现了快速增长。由于公路养护工作是长期、持续和周期性的，因此在道路运营过程中，对其使用状况进行跟踪检测，并且给出一个合理的评价，选择科学合理的养护维修措施，从而用最小的资金投入保证路面在长时期内提供足够的服务水平十分必要。沥青路面养护分为预防性养护和治疗性养护。预防性养护是在沥青路面未出现明显损坏之前所进行的养护工作;治疗性养护是在路面发生损坏后所采取的维修养护。路面得到正常养护,能够延长路面使用寿命,降低道路建设成本;路面由于养护而能够保持良好的服务状态,维持正常交通,从而使社会获得经济效益。现介绍沥青路面养护中的新材料、新技术和新工艺。关键词：路面病害采集仪；计算机辅助设计；沥青路面；预防性养护；治疗性养护ABSTRACTInrecentyears,astheprioritystrategictargetofnationaldevelopment,China’stransportinfrastructurehasbeendevelopedrapidlyonthebasisoftotalvalueandscale.Normally,thehighwaymaintenanceisalong-term,continuousandperiodicprocedure.Therefore,inthehighway’soperationalprocess,itisnecessarytoundertakeatrackingmeasurement,generateareasonableassessmentandchooseascientificmeasure,sothatthefundonensuringtheoperationalstateofthepavementwillbeminimizedtoacertainlevel.Thecuringofbituminouspavementindividedintopreventivecuringandtreatmentcuring.Thepreventivecuringisthecuringworkmadebeforethereisnoobviousdamageonbituminouspavementandthetreatmentcuringisthemaintenancecuringmadeafterdamageisoccurredonpavement.Ifthepavementobtainedthenormalcuring,theusagelifeofthepavementcouldbeprolongedandtheconstructioncostoftheroadcouldbereduced.Andthepavementcouldhaveagoodservicestatusfromthecuringsoastokeepthenormaltrafficandthesocietyobtainstheeconomicalbenefit.Thepaperintroducesthenewmaterial,newtechnologyandnewprocessinthecuringofthebituminouspavement.Keyword:Pavementdiseaseacquisitionequipment;Computer-AidedDesigntool;Bituminouspavement;Preventivecuring;Treatmentcuring目录第一章绪论........................................................11.1问题的提出及研究目的和意义................................11.2国内外研究现状.............................................21.2.1国内研究现状.........................................21.2.2国外研究现状.........................................3第二章沥青路面病害信息采集技术....................................52.1国内外常用信息采集手段.....................................52.1.1传统人工调查以及其弊端...............................52.1.2车载式自动化控制现状.................................52.1.3基于养护设计需要的新型的人工采集设备总体设计.........62.2路面病害采集仪的面定位法...................................62.2.1目前国内外的重要导航系统.............................72.2.2JGLYH-001路面病害采集仪测量方法.....................72.3VisualBasic结合matlab混合编程应用........................7第三章沥青路面破坏分析及及养护....................................93.1高等级公路沥青路面破坏形式.................................93.2沥青路面现场调查及综合评价................................103.2.2路面现场调查检测.....................................103.2.3路况调查............................................103.2.4综合评价............................................103.3高速公路沥青路面养护技术对策..............................103.4高速公路沥青路面养护管理对策..............................11结语..............................................................13参考文献..........................................................141第一章绪论1.1问题的提出及研究目的和意义自二十世纪九十年代以来，我国的交通基础设施建设作为国家优先发展的战略目标，在规模总量上实现了快速增长，公路里程从1978年的89.0万公里增加到2011年底的410.64万公里，增长幅度达到4.5倍。高等级公路给人们的生产生活带来了极大的方便，但是随着公路里程的不断增长、交通流量的快速增加，公众需求也随之日益提高。如何使公路保持一个良好的运行状态，是公路养护管理工作者面临的十分艰巨的任务，也是人们十分关注的大事。公路建设是分段分期进行的，建设成就越大，养护管理任务越重。发达国家的公路发展经验告诉我们，大规模的公路建设之后会逐渐进入大规模的公路养护时代。目前我国已经开始步入养护时代，截止至2011年底，全国公路养护里程达到398.04万公里，占公路总里程的96.9%。图1.1示出的是2002-2011公路里程及养护里程对应关系，可以看出，到2010年，养护里程的增长速度已经超过了建设里程的增长速度。图1-12002-2011公路里程及养护里程对应表由于公路养护工作是长期、持续和周期性的，因此在道路运营过程中，对其使用状况进行跟踪检测，并且给出一个合理的评价，选择科学合理的养护维修措施，从而用最小的资金投入保证路面在长时期内提供足够的服务水平十分必要。欧美发达国家，其沥青路面已经建设了上百年，这方面留下了大量的借鉴经验，图1.2为美国21980年至2000年的资金投入情况，从图中看，养护资金的投资金额以及占公路总投资的比例都逐年增加。路面作为供车辆直接在其表面行驶的道路结构层，其技术状况的优劣直接影响公路的通行能力和服务水平，因此，路面在国内外大多数国家的公路养护管理工作中占有的比重经常超过70%以上，路面养护需要的资金投入占养护工作总资金投入的比例理所当然也很高。因此，结合沥青路面养护设计实际需要，开发一套完整的软硬件系统，覆盖检测手段、评价决策、设计输出等方面，从而全面提高养护设计的工作效率和工作质量十分必要。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状近20年来，伴随着我国公路建设和公路养护管理工作的不断发展，国内部分科研院所及企业通过引进设备与技术以及自主开发，在路面损坏检测技术的研究领域，取得了长足的进步。图1-2DesignGuide2002程序流程图3交通部公路科学研究院研究开发出基于线扫描技术的路况快速检测系统CiCS。它能够在正常车流速度下快速、准确地采集路面损坏、道路平整度、路面车辙、路面纹理深度和前方景观图像数据,对采集的路面损坏图像能够自动识别和处理，能够找出裂缝位置，计算裂缝长度、宽度和路面损坏率，最小裂缝识别宽度为1mm，损坏识别率可以达到90-95%，检测结果可以直接导入路面管理系统（CPMS），用于路况评价和养护分析。潘玉利等（1992）提出了一个养护投资优化模型，并结合杭州市郊区公路网的数据进行了初步分析，对于上述模型，最终采用了线性规划近似解法。经杭州实际运算证明，用这一方法可以获得满意的计算速度和精度。赵晓凤等提出了一种利用Internet网络来实现的制定公路养护计划的线性规划模型，据此制定合理的公路养护标准和策略，恰当地分配养护资金。国内的项目级路面管理系统目前还没有形成成熟的公路养护科学决策模式，但是浙江、山东、广东、四川等省市公路管理机构和高速公路经营企业，已经着手实践和完善公路养护科学决策模式。正在开展的工作包括建立路面损坏基础数据的长期观测机制、研究路面损坏的规律与修复技术、定期标定路面使用性能预测模型、研究路面大中修养护周期、分析不同路面养护方案对大中修养护的影响、研究路面大中修养护设计技术，研究预防性养护的时机和方法等。1.2.2国外研究现状在调查路面损坏状况的诸多方法中，人工检测作为最传统的方法目前在美国、英国等发达国家仍然应用广泛，它是美国路面设计指南(AASHTO)推荐的主要方法之一。在检测时，一个专业领域经验丰富的检查人员行走在路肩上或坐在慢速行驶的驾驶室里，通过视觉观察，将病害的准确位置记录在病害描述图上，同时在图上标注病害的类型、严重程度和数量。近年国外针对人工检测的研究主要集中在定义良好的指导原则和判别标准、改进培训方法、减小调查的变异性、数据重复性检验和进行可靠度评价等方面，力求更大的提高人工检测的准确度。伴随着研究的进展和技术的不断更新，自动化设备的代表产品主要有20世纪70年代法国的LCPC道路管理部门研究开发的路面表面破损摄（GERPHO），20世纪80年代日本小松财团研究开发的路面损坏自动测量系统(APDS），20世纪90年代美4国大地技术公司开发的路面裂缝评价系统（PCES），20世纪90年代中期加拿大的Roadware公司开发的自动路面分析仪（ARAN），本世纪初由澳大利亚道路运输研究所(ARRB)研制开发的Hawkeye2000快速检测系统等。表1.1国外代表型自动设备状况一览表路面养护决策方法是伴随着路面管理系统产生与发展的。美国全国公路合作研究计划(NCHRP)于1966年设立了改善路面设计方法的研究课题，意图在路面设计领域内取得突破。该课题在路面设计中引入了系统分析方法，并首次提出了路面设计系统的概念。到了70年代初期，更多研究者开始致力于引入系统