排水性沥青路面养护技术及养护标准探讨

1排水性沥青路面养护技术及养护标准探讨上海浦东新区公路管理署李桥林副署长2010年3月18日2目录一、引言二、应用情况调查三、养护标准主要内容3一、引言4广泛应用如前面几位专家所述，“安全、降噪、环保”的优点使得排水性沥青路面在国内外得到了广泛的应用，这里不再一一赘述。下面将从排水性沥青路面在中国应用的现状和存在的问题进行探讨。56从上面中国地图可以看出，目前我国排水性沥青路面的发展具有几个特点：1、“火热”实施范围涵盖华中、华北、华东、华南和东北部分地区：1）处于试验段规模：山西、辽宁、福建、广东、广西、四川、重庆、北京、天津、云南、河南、河北、山东、安徽等14个省市；2）具有一定规模以上的实体工程：陕西、江苏、浙江、上海、武汉、江西、香港、台湾等9个省市地区。72、“三无”1)无成熟的国家标准、施工规范——施工中百花齐放2）无系统性、持续性的跟踪反馈——缺乏经验积累3）无养护、管理标准——养护、管理单位无依据8总结上述特点，说明：1）在中国，排水性沥青路面技术已经走到了一个普及、大规模实施的临界点；2）排水性沥青路面由于其优越性能带来的蓬勃发展前景与养护标准、养护手段缺失之间的矛盾，是我们道路工作者亟待解决一个重大课题。9目前进展2009年7月，上海浦东路桥建设股份有限公司浦东新区公路管理署浦东工程建设管理有限公司河南高远公路养护设备公司等多家单位联合在上海市科委立项，针对【排水性沥青路面养护标准与养护技术研究】课题开展工作。下面针对课题初步成果---【排水性沥青路面养护标准（初稿）】进行简单阐述。10二、应用情况调查111、调查范围国外：日本、丹麦、荷兰、英国、法国、德国、西班牙、葡萄牙、新西兰、澳大利亚等国内：上海浦东地区（浦东北路、港城路、冬融路、滨州路、桃林公园、五洲大道、环南一大道）12日本Note:Quotationfromthetext81thAsphaltSeminarinKyoto,2003（InvestigationResultsbyJapanHighwayPublicCorporation2001)2003年为止已铺筑1亿5千2百万平米的排水路面13荷兰总体定性：“优异”14表1.国外排水性沥青路面主要病害调查结果应用情况主要病害初次实施时间路面统计寿命（年）结构性病害功能性病害荷兰80年代初10-12飞散、结合料老化法国1976年与传统路面相同无突出病害英国1967年--飞散德国1986年超过10年飞散澳大利亚1984年--飞散西班牙80年代初--少量飞散葡萄牙1991年----丹麦80年代--飞散日本1987年超过10年飞散、坑槽空隙堵塞国家1516表2.上海浦东地区排水性沥青路面主要病害调查结果应用情况主要病害实施时间路面现状结构性病害功能性病害浦东北路2002年良好冬融路2004年良好滨州路2006年良好桃林公园2006年良好五洲大道2006年良好环南一大道2006年10月良好尚无突出性病害空隙堵塞路段172、病害总结结构病害：国外长期观测结果主要表现为飞散、坑槽。上海浦东地区尚无突出结构性病害体现。功能性病害：空隙堵塞导致的排水不畅、降噪性能衰减。18三、养护标准主要内容（一）功能性养护19201、功能性病害类型与表现类型：空隙堵塞表现：排水性能降低、降噪效果衰减2122232、功能性病害原因与对策原因：1）空隙压密2）脏物堵塞对策：1）从源头控制，配合比设计、关键材料、混合料生产、摊铺碾压2）清洗24253、堵塞影响因素堵塞=f(铺装类型，交通，环境，铺装老化，气候，清洗)其中：铺装类型=f（材料分布，结合料，最大公称粒径，孔隙率，厚度）交通=f（交通量，速度，重车比例）环境=f(市内或是郊区，散装车辆的控制，植被)264、堵塞规律总结1）随着时间的推移，空隙堵塞情况越来越严重在未加干预（如养护作业）的条件下，堵塞是一个逐步加剧的过程2）使用公称粒径更大的石料可减缓堵塞发展趋势3）提高空隙率可减缓堵塞发展趋势初始空隙率的提高赋予路面更大的灰尘容纳量27堵塞规律总结4）提高通行的车速可减缓堵塞发展趋势5）轮迹带处堵塞情况好于非轮迹带处高速行车伴随产生的“泵吸效应”使得快速道路路面更不易堵塞。6）首先堵塞的车道是最外侧车道最外侧车道车速最慢，“泵吸效应”最小，另一方面它是排水沥青面层横向排水通道的末端，且靠近路侧绿化带，灰尘、植被落叶等脏物富集，所以最易堵塞。285、清洗养护需解决的问题1）如何判断、评价堵塞程度？采用哪个指标？钻芯？噪音？渗水？2）判断、评价的范围？单点？车道？路段平均？3）何时开始清洗？从效率、效果和成本综合考虑，清洗开始时机如何确定？29清洗养护需解决的问题4）清洗效果要求？每次养护作业完成后必须要达到的目标？即养护管理部门如何来判定？5）清洗频率？为保证功能性指标保持在一个较高的水准，清洗频率如何确定？306、现存问题的解决思路1）堵塞程度评判指标、方法31现存问题的解决思路32单点渗水系数残留率式中：CRi——单点渗水系数残留率，%；Cw——调查时单点渗水系数检测结果，mL/15s；C0——验收时渗水系数平均值，mL/15s。33现存问题的解决思路2）判断、评价的范围3）清洗养护开始时机34现存问题的解决思路1）单点数据为基础得到各车道堵塞数据2）各车道为基础得到路段加权平均堵塞数据根据堵塞规律采用养护策略1）根据堵塞规律采用养护策略2）35（1）使用中定期检测各车道渗水系数，得到单点渗水系数残留率CRi、各车道平均渗水系数残留率CR；（2）以CR=80%为临界值，一旦低于此数值即开始养护作业（主要指清洗）；（3）由于各车道堵塞程度不一，每次清洗一个车道；（4）一个清洗周期完成后根据实时检测数据进行下一个循环。养护策略1）36新建时养护策略1）37N月后养护策略1）382N月后养护策略1）393N月后养护策略1）40优点：针对性强，清洗效果好。缺点：（1）对养护工作的计划性、实时性提出了较高的要求；（2）对于养护经费测算和数字化管理是一个挑战；（3）难以获得全路段养护计划和全路段整体状况。养护策略1）的优缺点41养护策略2）加权平均渗水系数残留率式中：CR——路段加权平均渗水系数残留率，%；Ck——除最外侧车道外所有车道的渗水系数残留率平均值，%；Cj——单幅最外侧车道渗水系数残留率平均值，%。42养护策略2）根据路段加权平均渗水系数残留率CR定期全面清洗，暂定起始点为“良”，如下表所示。表1路面排水功能性评价标准评价等级优良中次差加权平均渗水系数残留率CR≥85≥70~＜85≥55~＜70≥40~＜55＜4043（1）使用中定期检测各车道渗水系数，得到Cj、Ck，计算加权平均渗水系数残留率CR；（2）以“良”为临界值，一旦低于下限数值（即70%）即开始养护作业（主要指清洗）；（3）每次清洗整个路段全部车道；（4）一个清洗周期完成后根据实时检测数据进行下一个循环。养护策略2）44新建养护策略2）45路段全幅清洗养护策略2）46（1）动态检测渗水系数残留率；（2）根据加权平均残留率对路面使用状况进行功能性分级；（3）以70％作为第一次清洗作业起始点；（4）定期进行第二次、第三次……清洗作业，比如三个月或者四个月。养护策略3）4748现存问题的解决思路4）清洗效果要求49清洗效果要求（1）清洗作业后，渗水系数残留率达到85%以上，即优级；（2）通车后1-3年，渗水系数残留率公式中分母为新建道路平均渗水系数；（3）通车第4－6年，渗水系数残留率公式中分母动态调整为第3年末道路平均渗水系数。以此类推。50排水降噪沥青路面机能恢复设备51课题组于2009年10月开发成功国内首台排水性沥青路面机能恢复车样机，并在上海路试成功。试验路段包括：高科东路（原滨州路）、冬融路、洲海路、张衡路、白莲泾路（世博园区内）52清洗机理示意图53排水性沥青路面机能恢复车作业现场54张衡路清洗效果（慢车道）0200400600800100012001400I截面II截面III截面IV截面渗水系数（ml/15s）清洗前一次二次三次四次55与国外同类型设备对比56三、养护标准主要内容(二）结构性养护57结构性病害类型类型：飞散、磨损、裂缝、坑槽等58591、结构性病害原因与对策原因：1）生产、施工不当（温度、碾压）2）关键原材料（石料、结合料）3）大空隙相关联的结合料老化4）使用环境不当对策：修补602、结构修补需解决的问题1）修补材料强度、强度形成机理2）修补材料粘附性3）表观一致性61结构修补需解决的问题4）对于排水性能的影响5）性价比6）操作便捷性623、关于修补材料目前国内外仍处于概念、开发、试验中。归纳如下：1）常规密级配热拌混合料优点：力学性能好、粘附性好缺点：表观不一致、排水路径受阻、成本高2）热拌排水混合料优点：表观一致、排水性能基本无降低缺点：成本高633）中温乳化沥青混合料优点：成本相对低、快速便捷缺点：强度形成较慢、粘附性稍差4）密级配冷拌料优点：成本低、快速便捷缺点：表观不一致、排水受阻5）开级配冷拌料优点：快速便捷缺点：对结合料要求高、成本较高64课题组建议1）冷拌料：用于应急坑槽修补，综合考虑性价比的基础上优先照顾安全性。2）小型机械修补：用于稍大面积的结构破损。机械要求：集排水混合料拌合、开槽、碾压等功能于一体优点：小量拌合，成本低；使用同样的热拌排水料，强度、粘附性、排水性兼顾进度：试验中。65谢谢各位！