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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•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•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——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•◆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•a、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：•特点:发生时间早，通车1—3年•车辙量较小＜1cm•较规律成V或U型•路面无损害•处理：可用封层或微表处•流动性车辙：•特点：高温时发生，大1--6cm•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：•特点：发生时间较长3—10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：•特点：轮迹处面层磨损或磨光•量小，0.5cm左右•路表较好•c、拥包：•4.泛油：•沥青性能及用量•5.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1.5-2.0MPa•3.错台＜10mm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(MultipleHeadBreaker)•共振碎石机Z型压路机•碎板化30×30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＜38.1厘米•加铺层厚度:12-18厘米•(二)综合分析•1.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•指标平整度路面状况结构强度抗滑性能•调查内容IRIDRlsSFC•评价指标RQIPCISSI(PSSI)SEC(SRI)•综合指标PQI•PQI=P1×PCI＋P2×RQI＋P3×SSI＋P4×SFC•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=11.5-0.75×IRI(10分,普通公路)优良中次差RQI≥8.58.5-7.07.0-5.55.5-4.0＜4.0•(2).路面状况指数PCI•PCI=100-15DR0.412•DR=100∑wiAi/A优良中次差PCI≥8570-8555-7040-55＜40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))优良中次差SSI高速.一级≥1.01-0.830.83-0.660.66-0.5＜0.5SSI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+1.645σ)×A1×A2•A1:温度湿度影响系数•A2:季节影响系数•L:平均弯沉•σ:弯沉值均方差•(4).抗滑性能指数SFC(SRI)•SFC：横向力系数•BN：摆值•SRI=((100-SRImin)/(1+266exp(-0.139SFC)))+SRImin•SRImin：抗滑性能限值，20优良中次差SFC≥5050-4040-3030-20＜20BN≥4242-3737-3232-27＜27SRI≥＜•(5).路面性能综合评价PQI优良中次差PQI≥8570-8555-7040-55＜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+w2SC